- •Введение
- •Раздел I особенности современного состояния и основные тенденции развития естествознания
- •Тема 1 система естественнонаучного знания
- •1.1. Наука. Функции науки. Предмет и структура естествознания.
- •1.2. Уровни научно исследования.
- •Наука как отрасль культуры.
- •Тема 2. Эволюция научного познания
- •2.1. Исторические этапы познания природы.
- •2.2. Структура современного естествознания.
- •Тема 3 методы научных исследований
- •3.1. Научный метод. Формы научного познания.
- •3.2. Эмпирические методы познания.
- •3.3. Теоретические методы.
- •Раздел II фундаментальные понятия о материи Содержание раздела.
- •Тема 1 материя и ее свойства
- •1.1. Понятие материи.
- •1.2. Свойства материи.
- •1.3. Описание материальных систем.
- •Физика частиц и полей.
- •Тема 2 уровни материального мира
- •2.1. Основные характеристики уровней организации материи.
- •2.2. Классификация элементарных частиц.
- •2.3. Типы взаимодействия частиц.
- •2.4. Нестабильность элементарных частиц.
- •Тема 3 фундаментальные взаимодействия
- •3.1. Характеристика видов взаимодействия.
- •3.2. Концепция дальнодействия и близкодействия.
- •Тема 4 тепловое излучение
- •4.1. Физика термодинамических систем.
- •4.2. Понятие энергии.
- •4.3. Электромагнитные волны.
- •4.4. Постулаты н.Бора.
- •4.5.Основные понятия ядерной физики.
- •Раздел III пространство, время, принципы относительности Содержание раздела.
- •Тема 1 теории физического пространства и времени
- •1.1. Общая картина мироздания и.Ньютона.
- •1.2. Фундаментальные категории классической механики.
- •Тема 2 законы сохранения
- •2.1. Общие законы естествознания.
- •2.2. Принципы современной физики.
- •Тема 3 теория относительности
- •3.1. Специальная теория относительности.
- •3.2. Релятивистские эффекты.
- •3.3. Суть общей теории относительности (ото).
- •Тема 4 начало термодинамики. Представления об энтропии
- •4.1. Общие сведения о термодинамике.
- •4.2. Первое начало термодинамики.
- •4.3. Второе начало термодинамики. Энтропия.
- •4.4.Третье начало термодинамики.
- •4.5. Неравновесная термодинамика.
- •Раздел IV мегамир и его свойства Содержание раздела.
- •Тема 1 общие представления о вселенной
- •1.1. Вселенная как мегамир.
- •1.2. Свойства вселенной.
- •1.3. Галактики.
- •Тема 2 состав звезд
- •2.1. Характеристика звезд и звездных систем.
- •2.2. Солнце и его строение.
- •Раздел V особенности современного биологического знания и его эволюция Содержание раздела.
- •Тема 1 живая материя
- •1.1.Электромагнитные взаимодействия и организация живой материи.
- •1.2. Эволюционно-синергетическое описание живой материи (понятие синергетики).
- •1.3. Самоорганизация в природе, в живой материи.
- •Тема 2 живой организм как самоорганизующаяся и саморазвивающаяся система
- •2.1.Свойство самоорганизующихся систем.
- •2.2. Синергетика и современное миропонимание.
- •Тема 3 теории эволюции органического мира
- •3.1. Начальные этапы биологической эволюции.
- •3.2. Основные положения эволюционной теории.
- •3.3. Процесс эволюции.
- •3.4. Основные положения антропогенеза.
- •Тема 4 особенности современного биологического знания и его эволюция
- •4.1.Биологическое познание в системе современной науки.
- •4.2. Предмет биологии и ее взаимоотношение с другими науками.
- •4.3. Место и роль биологии в системе современного естествознания.
- •4.4. Эволюция образов биологии в динамике культуры.
- •Тема 5 современные концепции происхождения и сущности жизни
- •5.1. Представление о жизни в современном естествознании (сущность и определение жизни).
- •5.2. Определение и происхождение жизни.
- •5.3. Гипотеза а.Опарина.
- •Темы рефератов к семинарским занятиям
- •Вопросы к экзамену по дисциплине «Основы современного естествознания»
- •Уровни научного исследования.
- •Суть общей теории относительности.
- •Первое начало термодинамики.
- •Основные понятия ядерной физики.
- •Самоорганизация в природе, в живой материи.
- •Синергетика и современное миропонимание.
- •Свойства самоорганизующихся систем.
- •Литература
- •Основы современного естествознания
4.4.Третье начало термодинамики.
Среди функций состояния, кроме температуры Т, внутренней энергии U энтропии S определяется не точно. В науке возникает необходимость определить абсолютное значение энтропии. Имеются подходы (тепловая теория Нернста) для решения этого вопроса. Эта теория утверждает: энтропия всех тел в состоянии равновесия стремится к нулю по мере приближения температуры системы к нулю Кельвина. В силу своей общности тепловая теория Нернста является третьим началом термодинамики.
4.5. Неравновесная термодинамика.
Неравновесные системы характеризуются не только термодинамическими параметрами, но и скоростью их изменения во времени и в пространстве, которая и определяет процессы переноса (потоки) и термодинамические силы (градиенты температуры, концентрации).
Появление потоков в системе нарушает статистическое равновесие. В любой физической системе всегда происходят процессы, старающиеся вернуть систему в состояние равновесия.
Процессы в неравновесных системах обладают тремя свойствами:
Процессы, приводящие к термодинамическому равновесию (восстановлению) происходят в отсутствии факторов, сохраняющих неравновесное состояние внутри самой системы.
Благодаря упорядоченным подсистемам вся система в целом быстрее движется к термодинамическому равновесию.
Упорядоченное состояние представляет собой диссипативные структуры, которые требуют для своего становления большого притока энергии.
Неравновесные системы реагируют на малые изменения внешних условий более чутко и более разнообразно, чем термодинамическое равновесное состояние. Они могут легко разрушаться или превращаться в новые упорядоченные структуры.
Возникновение диссипативных структур носит пороговый характер. Новая структура всегда является результатом неустойчивости и возникает из-за флуктуации – степени отклонения некоторой данной величины от ее среднего значения.
Раздел IV мегамир и его свойства Содержание раздела.
Астрономия, космология. Вселенная – мегамир. Небесные тела (звезды, планеты, спутники, астероиды, галактики). Специальные единицы в космологии: астрономическая единица, световой год, парсек, килопарсек, мегапарсек. Изучение Вселенной: модели происхождения и развития Вселенной. Свойства Вселенной: однородность, изотропность, нестационарность. Понятие Красного смещения. Закон Хаббла. Теория большого Взрыва. Теория инфляции (раздувающейся Вселенной). Концепция горячей Вселенной. Реликтовое излучение. Открытие квазаров, нейтронных звезд, черных дыр.
Галактики: спиральные, эллиптические, шаровые, неправильные. Группы галактик: туманность Андролиды, наша Галактика (МП). Пылевые туманности. Межзвездный газ. Газовые туманности.
Звезды. Звездная величина (интенсивность). Светимость – истинная сила света звезды. Двойные звезды, кратные звезды, переменные звезды, их типы: затменные переменные звезды, цефеиды. Новые звезды (красные карлики). Сверхзвезды. Нейтронные звезды. Пульсары.
Солнце, его строение: ядро, область лучистого переноса энергии, конвектная зона. Внешний слой Солнца – атмосфера: фотосфера, хромосфера, корона.
Солнечная система, гипотезы ее возникновения. Теории происхождения Солнца: небулярная гипотеза Канта-Лапласа, приливная теория. Теории Чемберлена и Ф.Мультона межзвездного газа, кометная. Планеты Солнечной системы: земная группа, газовые. Формы и размеры Земли. Космические ритмы. Земная орбита. Смена времен года. Календарные системы.