Концепции современного естествознания. Учебный справочник

Номер

Законы и понятия

Содержание

п/п

1

Точное естествозна-

это вполне оформленное, часто в матема-

ние

тических формулах, точное знание обо

всем, что действительно существует или

возможно во Вселенной

2

Междисциплинарные

это новые науки, стоящие на пересечении

науки

нескольких

традиционных естественных

наук

3

Дифференциация

это создание узких областей какой-либо

науки

науки

4

Иерархичность

важнейшее свойство систем со сложной

структурой,

характеризующееся наличием

субординации или соподчинения ее под-

систем или структурных уровней

5

Редукционизм

направление в науке, согласно которому

все «высшее» сводится к более простому –

«низшему», то есть все биологические яв-

ления - к химическим, а химические – к

физическим

6

Зарождение науки

в YII-YI вв. до н.э. в Древней Греции поя-

вились академия Платона, лицей Аристо-

теля, Александрийский музей. Именно в

Греции была в первые выдвинута идея о

единой материальной основе мира и его

развитии

7

Суть учения Демок-

сводится к следующему:

рита

- не существует ничего, кроме атомов и

чистого пространства (т.е. пустоты, небы-

тия);

- атомы бесконечны по их числу и беско-

нечно разнообразны по форме;

- из ничего не происходит ничего;

- ничто не совершается случайно, но по

какому-нибудь основанию и с необходи-

мостью;

- различия между вещами происходит от

различия их атомов в числе, величине,

- 84 -

форме и порядке

8

Естественно-научные

перевороты основ знаний в научном мире,

революции

сопровождающиеся рождением на свет но-

вой картины строения Вселенной и разру-

шением всех старых привычных представ-

лений об окружающем людей мире

9

Главный итог естест-

создание последовательного учения о гео-

венно-научной рево-

центрической системе мира Аристотелем

люции

10

Закон Архимеда

на всякое тело, погруженное в жидкость,

действует выталкивающая сила, направ-

ленная вверх, равная весу вытесняемой им

жидкости и приложенная к центру тяжести

тела.

11

Принцип относи-

«никакими механическими опытами, про-

тельности Галилея

веденными внутри системы, невозможно

установить, покоится ли система или дви-

жется равномерно и прямолинейно»

12

Законы Кеплера

1) каждая планета движется по эллипсу, в

одном из фокусов которого находится

Солнце;

2) каждая планета движется в плоскости,

проходящей через центр Солнца, причем

площадь сектора орбиты, описанная ра-

диусом-вектором планеты, изменяется

пропорционально времени обращения;

3) квадраты времени обращения планет

вокруг Солнца относятся как кубы их

средних расстояний от него.

13

Законы механическо-

первый закон: всякое тело пребывает в со-

го движения Ньюто-

стоянии покоя или равномерного прямо-

на

линейного движения до тех пор, пока дей-

ствующие на него силы не изменят этого

состояния;

второй закон: произведение массы тела m

на его ускорение a равно действующей на

него силе: F=m • а, а направление ускоре-

ния совпадает с направлением силы;

третий закон: действию всегда соответст-

вует равное по величине и противополож-

- 85 -

но направленное противодействие

14

Явление электромаг-

возникновение тока в проводнике вблизи

нитной индукции

движущего магнита, открыто английским

естествоиспытателем Майклом Фарадеем

(1791-1867)

15

Напряженность поля

силовая характеристика поля в данной

точке пространства

16

Постулаты специаль-

-первый постулат (принцип относительно-

ной теории относи-

сти): все инерциальные системы отчета эк-

тельности Эйнштей-

вивалентны друг другу в отношении по-

на

становки в них любых физических экспе-

риментов;

-второй постулат: скорость света является

постоянной во всех инерциальных систе-

мах отчета и не зависит от движения ис-

точника или приемника света.

17

Выводы из положе-

-сокращение длины;

ний специальной

-замедление времени;

теории относитель-

-увеличение массы

ности

18

Квантовая электро-

теория электромагнитных взаимодействий,

динамика

которая рассматривает процесс взаимодей-

ствия заряженных частиц как обмен фото-

нами

19

Общая теория отно-

теория, совершившая переворот в физиче-

сительности Эйн-

ских представлениях о природе гравитаци-

штейна

онного взаимодействия. Согласно ОТО

свойства пространства-времени определя-

ются распределением и движением масс

материи

20

Принцип эквива-

движение в неинерциальной системе отче-

лентности

та эквивалентно некоторому гравитацион-

ному полю

21

Третья глобальная

радикально преобразила научную картину

естественно-научная

мира, изменив астрономию, космологию и

революция

физику и означала полный отказ от всяко-

го центризма.

- 86 -

Появилась релятивистская космологиче-

ская модель Вселенной.

22

Сильное ядерное

представляет собой взаимодействие чет-

взаимодействие

вертого типа, которое удерживает кварки

внутри протона и нейтрона, а протоны и

нейтроны – внутри атомного ядра

23

Основная двуединая

получение веществ с заданными свойства-

проблема химии

ми – производственная задача;

выявление способов управления свойства-

ми веществ – задача научного исследова-

ния

24

Основные природные

-состав вещества (элементарный, молеку-

факторы, влияющие

лярный);

на свойства получае-

-структура молекул;

мых веществ

-термодинамические и кинетические усло-

вия химической реакции, в процессе кото-

рой это вещество получается;

-уровень организации вещества

25

Система химии

единая целостность всех химических зна-

ний, которые проявляются и существуют в

тесной взаимосвязи, дополняя друг друга.

Система химии подразделяется на четыре

подсистемы:

- учение о составе вещества;

- учение о структуре вещества;

- учение о химических процессах;

- учение о химической эволюции, которое

в ХХ1 веке легло в основу биологии ис-

кусственных живых систем.

Концептуальные системы химических зна-

ний находятся между собой в отношениях

иерархии

26

Закон Авогадро

при одинаковых физических условиях

(давлении и температуре) равные объемы

различных газов содержат равное число

молекул. Другими словами, это означает,

что грамм-молекула любого газа при оди-

наковой температуре и давлении занимает

один и тот же объем, который при нор-

мальных условиях составляет 22,414 л

- 87 -

27

Отражение волн

Частичное или полное возвращение волн

(звуковых, электромагнитных), достигаю-

щих границы раздела двух сред, в ту среду,

из которой они подходят к этой границе.

28

Сродство

химический термин, обозначающий коли-

чество атомов водорода, которое может

заменить данный химический элемент

29

Химическая связь

вид взаимодействия

между

отдельными

атомами

или

между

атомно-

молекулярными частицами, который обу-

словлен

совместным

использованием их

электронов. Тип связи определяется харак-

тером физического взаимодействия атом-

но-молекулярных частиц друг с другом.

Существуют ковалентная полярная, кова-

лентная неполярная, ионная, водородная,

электростатические связи, Ван дер Вааль-

совы силы притяжения.

30

Валентность атомных

их свойство вступать в химические взаи-

частиц

модействия, количественной мерой кото-

рого является суммарное число не спарен-

ных электронов, не поделенных электрон-

ных пар и вакантных орбиталей, участ-

вующих в образовании химических связей

31

Термодинамика

метод, влияющие на смещение химическо-

го равновесия реакции

32

Кинетика

метод, влияющие на скорость протекания

реакции

33

Мощность

Физическая величина N, измеряемая от-

ношением работы А к промежутку време-

ни t, в течение которого она совершена;

если работа совершается равномерно, то

N=A/ t

34

Закон Ома

устанавливает связь между силой тока в

проводнике и разностью потенциалов на

его концах.

35

Напряжѐнность маг-

векторная характеристика магнитного по-

нитного поля

ля, не зависящая от магнитных свойств

среды

- 88 -

36

Напряжѐнность элек-

векторная характеристика электрического

трического поля

поля, равная отношению силы, действую-

щей на точечный электрический заряд в

данной точке пространства, к величине за-

ряда.

37

Закон сохранения

полная энергия изолированной системы

энергии

остается постоянной. Это один из фунда-

ментальных законов природы, который, в

отличие от закона сохранения массы, явля-

ется точным законом сохранения.

38

Закон сохранения

установлен в XVІІІ в. опытным путем М.

массы

В. Ломоносовым и А. Л. Лавуазье: масса

веществ, вступающих в реакцию, равна

массе веществ, образующихся в результате

реакции. Закон сохранения массы относит-

ся к приближенным законам сохранения.

39

Закон постоянства

сформулирован французским ученым Ж.

состава

Прустом в 1799 г.: всякое чистое вещество,

независимо от способа его получения, все-

гда имеет постоянный качественный и ко-

личественный состав.

- 89 -

40

Закон кратных отно-

установлен в 1803 г. Дж. Дальтоном: если

шений

два элемента образуют несколько соеди-

нений, то их массы относятся между собой

как небольшие целые числа. Так, в оксидах

азота N0, N2O, N2O3, N2O4, N2O5 массы ки-

слорода на единицу массы азота относятся

как 1:2:3:4:5.

Стехиометрические соединения, подчи-

няющиеся данным законам, названы даль-

тонидами, а нестехиометрические, т. е. не

отвечающие стехиометрическому соотно-

шению (оксиды, гидриды, карбиды и др.),

— бертолидами. Современная формули-

ровка закона постоянства состава следую-

щая: состав соединений с молекулярной

структурой является постоянным незави-

симо от способа получения. Состав же со-

единений с немолекулярной структурой

(атомной, ионной и металлической решет-

ками) не является постоянным и зависит от

условий получения.

41

Закон всемирного тя-

сила тяготения между двумя телами (мате-

готения

риальными точками) пропорциональна

произведению масс этих тел и обратно

пропорциональна квадрату расстояния

между ними: F= G x( m1m2 : R2), где F –

модуль силы тяготения, m1 и m2— массы

взаимодействующих тел, R — расстояние

между ними. Коэффициент G, входящий в

закон тяготения, называется гравитацион-

ной постоянной. Значение G может быть

определено только опытным путем. В. т. з.

справедлив для тел, геометрические раз-

меры которых малы по сравнению с рас-

стоянием между ними. Он справедлив и

для больших однородных шаров. В этом

случае массу шаров следует считать сосре-

доточенной в центре. В. т. з. является фун-

даментальным для астрономии, он описы-

вает особенности движения звезд, планет,

спутников. На основе В. т. з. были откры-

ты планеты Нептун и Плутон, выведены

- 90 -

законы Кеплера и т. п. Границы примени-

мости В. т. 3. установлены в теории отно-

сительности общей.

42

Первый закон термо-

один из основных законов термодинамики,

динамики

являющийся выражением закона сохране-

ния и превращения энергии для тепловых

процессов. Согласно этому закону количе-

ство теплоты Q, сообщаемое телу (или

системе), расходуется на изменение внут-

ренней энергии тела и совершение им ра-

бота А против внешних сил : Q= U+ А =

U+p V

43

Второй закон термо-

устанавливает необратимость макроскопи-

динамики

ческих процессов, протекающих с конеч-

ной скоростью; процессов, связанных с те-

плообменом при конечной разности тем-

ператур, с трением, с диффузией, с выде-

лением джоулевой теплоты и др. Сущест-

вуют различные формулировки В. 3. т.

Первая его формулировка (1850) принад-

лежит нем. ученому Р. Клаузиусу: невоз-

можен процесс, при котором теплота пере-

ходила бы самопроизвольно от холодных

тел к телам нагретым. Нарушение В. з. т.

означало бы возможность создания так на-

зываемого вечного двигателя 2-го рода,

совершающего работу за счет внутренней

энергии нагретого тела без передачи неко-

торого количества теплоты окружающей

среде. Поскольку это невозможно, в при-

роде невозможны процессы, единственным

следствием которых было бы совершение

механической работы, произведенной

только в результате охлаждения нагретого

тела (формулировка англ. физика У. Том-

сона, 1851). В. з. т., несмотря на свою

общность, не имеет абсолютного характе-

ра, и отклонения от него (флуктуации) яв-

ляются вполне закономерными. Примера-