КСЕ контр зад заочникам

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

К а ф е д р а ф и з и к и

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ «КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»

Методические указания для студентов заочной формы обучения

Самара 2013

УДК 50 ББК 20

С о с т а в и т е л ь Бухман Любовь Михайловна

Контрольные задания по курсу «Концепции современного естествознания» и

методика их выполнения: методические указания для студ. заочной формы обучения /

Сост. Л.М. Бухман. Самара: СГАСУ, 2013. 32 с.

Методические указания разработаны в соответствии с Государственным образовательным стандартом изучения дисциплины «Концепции современного естествознания» для направлений 081100.62 «Государственное и муниципальное управление», 080200.62 «Менеджмент» и 080100.62 «Экономика».

Методические указания предназначены для студентов заочного факультета Самарского государственного архитектурно-строительного университета, приступающих к изучению курса «Концепции современного естествознания».

Изложены основные требования и содержательные рекомендации по подготовке контрольных работ, их написанию и оформлению.

Предназначены для студентов 1 курса направлений 081100.62 «Государственное и муниципальное управление», 080200.62 «Менеджмент» и 080100.62 «Экономика» заочной формы обучения.

Р е ц е н з е н т д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой физики, Н.С. Бухман

УДК 50

Л. М. Бухман, составление, 2013СГАСУ, 2013

2

О г л а в л е н и е

3

ВВЕДЕНИЕ

«Концепции современного естествознания» - относительно новый курс, который читается на гуманитарных и экономических специальностях вузов. Практически этот курс «замещает» историю естественных наук, астрономию, физику, химию, биологию, геологию, экологию и дюжину других естественнонаучных дисциплин на многих гуманитарных специальностях («Менеджмент», «Управление качеством», «Искусствоведение» и т.д.).

Поскольку физика является основой современной научной картины мира, естественным является преподавание курса «КСЕ» на кафедре физики. Вместе с тем курс «Концепции современного естествознания» не сводится к курсу «физика для гуманитариев» - он гораздо шире и включает в себя также принципиальные моменты биологии и наук о Земле. Речь идет о цитологии, генетике, биологической и геологической эволюции, (палеонтологии и минералогии).

Методические указания составлены в соответствии с программами курса «Концепции современного естествознания» для студентов гуманитарных и некоторых экономических специальностей.

Данные методические указания включают в себя две части: I часть – физика и астрономия и II часть – геологическая и биологическая эволюция. В каждой части предлагаются задания с 10-ю вариантами. Студенту необходимо выполнить задания своего варианта сначала из I-й части, а затем – из II-й части методических указаний.

Контрольная работа должна быть выполнена в отдельной тетради, написана четко и разборчиво. Задания должны быть пронумерованы от первого до последнего и располагаться по порядку. Сначала переписывается текст задания, затем дается полный ответ, который при необходимости, дополняется рисунком или схемой.

При выполнении заданий рекомендуется пользоваться литературой, указанной в библиографическом списке.

4

Часть I. ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ

Вариант 1

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

Сторонником какого подхода был Демокрит?

Кто и как доказал возможность пустоты?

Задание 2. В чем состояла точка зрения Аристотеля на падение тел? Прав ли был Аристотель? Чем еще известен Аристотель? Что Аристотель считал лучшим средством постижения истины – умозрительные рассуждения или опыт? Можно ли считать Аристотеля ученым? Был ли Аристотель рационалистом? Можно ли считать Аристотеля экспериментатором?

Задание 3. Когда люди узнали об электричестве и магнетизме? Каково происхождение слов «электрон» и «магнит»? Какие применения имели электричество и магнетизм в древности? Кто и когда впервые письменно описал электрические и магнитные явления?

Задание 4. Геометрическая оптика в античности. Как называются первые книги по геометрической оптике и кто их автор? Какие законы геометрической оптики описаны в этих трактатах?

Задание 5. Что такое момент импульса механической системы? Скаляр это или вектор? Куда направлен? Что такое орбитальный момент импульса? Что такое внутренний момент импульса? Любое ли значение может иметь орбитальный момент импульса микрочастицы? Любое ли значение может иметь внутренний момент импульса микрочастицы? Что такое спин?

Задание 6. Всегда ли справедлива геометрическая оптика? В чем смысл корпускулярной оптики Ньютона? Как Ньютон объяснял законы геометрической оптики? В чем состоит закон сложения интенсивностей световых пучков? Всегда ли он справедлив?

Вариант 2

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

5

Сторонником какого подхода был Аристотель?

Кто и как доказал существование атмосферного давления?

Задание 2. В чем заключался опыт Галилея по бросанию предметов с Пизанской башни? Что доказал Галилей этими опытами? Чем еще известен Галилей? Что Галилей считал лучшим средством постижения истины – умозрительные рассуждения или опыт? Можно ли считать Галилея ученым? Был ли Галилей рационалистом? Можно ли считать Галилея экспериментатором?

Задание 3. Кто и когда изобрел компас? Как выглядели первые компасы? Кто впервые описал компас?

Задание 4. Сформулируйте четыре основных закона геометрической оптики. Кто и когда их установил?

Задание 5. Что такое бозон? Приведите примеры бозонов. Что такое фермион? Приведите примеры фермионов.

Задание 6. Чем считал свет Исаак Ньютон – потоком частиц или волной? Чем считал свет Р. Гук – потоком корпускул или волной? Кто из известных ученых считал свет волной? В чем смысл корпускулярной оптики Ньютона? Как Ньютон объяснял законы геометрической оптики? В чем смысл волновой оптики?

Вариант 3

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

Сторонником какого подхода был Платон?

Кто и как первым построил водяной барометр?

Задание 2. Что такое инертная и гравитационная масса тела? Отличается ли инертная масса от гравитационной? Кто и как первым исследовал этот вопрос экспериментально?

Задание 3. Кто и когда изобрел первый электроскоп? Кто и когда открыл существование двух типов электрического заряда (положительного и отрицательного)?

Задание 4. Кто и когда установил закон преломления? В чем состоят заслуги Птолемея, Альгазена, Декарта, Снеллиуса?

6

Задание 5. Что такое скалярная частица? Приведите примеры. Что такое векторная частица? Приведите примеры. Фотон – это скалярная или векторная частица? Фонон – это скалярная или векторная частица?

Задание 6. Что такое интерференция? Кто и когда открыл это явление? Можно ли объяснить интерференцию на основе корпускулярного подхода Ньютона?

Вариант 4

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

Сторонником какого подхода был Левкипп?

Кто и как доказал необходимость воздуха для горения?

Задание 2. В чем смысл опыта Ньютона с трубкой Ньютона? Зачем был нужен этот опыт? Почему этот опыт не мог провести Галилей?

Задание 3. Кто, когда и как сумел получить магнитное поле с помощью электрического тока? Кто, когда и как сумел получить электрическое поле с помощью магнитного?

Задание 4. Что такое линза? Когда появились первые линзы? Чем собирающая линза отличается от рассеивающей? Ход лучей в собирающей линзе. Что такое фокус, главная оптическая ось? Когда и где появились первые зрительные трубы? Что такое объектив и что такое окуляр? Как устроена труба Кеплера?

Задание 5. Что такое продольные и поперечные волны? Приведите примеры. Поперечны или продольны электромагнитные волны? Поперечны или продольны акустические волны? Звук – это продольная или поперечная волна? Свет – это продольная или поперечная волна

Задание 6. Что такое конструктивная интерференция? Когда она возникает? Условие конструктивной интерференции.

Вариант 5

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

7

Сторонником какого подхода был Эпикур?

Кто и как доказал невозможность распространения звука в вакууме?

Задание 2. Сформулируйте принцип эквивалентности. Кто сделал это первым? Чем еще известен А.Эйнштейн? Что Эйнштейн считал лучшим средством постижения истины – умозрительные рассуждения или опыт? Можно ли считать Эйнштейна ученым? Был ли Эйнштейн рационалистом? Можно ли считать Эйнштейна экспериментатором?

Задание 3. Кто, когда и как доказал, что свет – это электромагнитная волна?

Задание 4. Что такое линза? Когда появились первые линзы? Чем собирающая линза отличается от рассеивающей? Ход лучей в рассеивающей линзе. Что такое фокус, главная оптическая ось? Когда и где появились первые зрительные трубы? Что такое объектив и что такое окуляр? Как устроена труба Галилея?

Задание 5. Что такое корпускулярно-волновой дуализм? Что такое деБройлевская длина волны

Задание 6. Что такое деструктивная интерференция? Когда она возникает? Условие деструктивной интерференции.

Вариант 6

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

Сторонником какого подхода был Тит Лукреций Кар?

Кто и как установил весомость воздуха?

Задание 2. Чем общая теория относительности отличается от теории гравитации Эйнштейна? Чем специальная теория относительности отличается от релятивистской механики?

Задание 3. Кто, когда и как установил закон сохранения энергии?

Задание 4. Кто изготовил первый в истории телескоп? Что с его помощью удалось открыть на небе? Что такое «звезды Медичи»?

Задание 5. Что такое поляризация волны? Любая ли волна имеет поляризацию? Имет ли поляризацию свет? Радиоволна? Звук в воздухе? Звук в воде? Звук в металле?

8

Задание 6. Что такое полосы равной толщины? Как они образуются и почему так называются? Какого цвета полосы равной толщины? Где в природе можно наблюдать полосы равной толщины?

Вариант 7

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

Сторонником какого подхода был Отто фон Герике?

Кто и как установил упругость воздуха?

Задание 2. Кто считается основателем экспериментального естествознания? Почему Галилей усомнился в выводах Аристотеля о скорости падения тел разной массы? Как Галилей исследовал падение тел? Что такое мысленный эксперимент?

Задание 3. Сколько сейчас известно различных фундаментальных типов взаимодействия в природе? Какие это взаимодействия?

Задание 4. Кто такой Кеплер? Каков его вклад в оптику и астрономию? Как устроена труба Кеплера? Как найти ее увеличение? Каковы ее достоинства и недостатки?

Задание 5. Что такое поляризатор? Как устроен поляроид? Что такое направление пропускания поляризатора? Совпадает ли оно с направлением распространения света через поляризатор?

Задание 6. Что такое кольца Ньютона? Кто открыл кольца Ньютона и когда? Кто и когда объяснил природу колец Ньютона? Как образуются кольца Ньютона? Как зависит радиус колец Ньютона от показателя преломления стекла, из которого изготовлена линза? Изменится ли радиус колец Ньютона, если заполнить промежуток между линзой и стеклянной пластиной водой?

Вариант 8

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

Сторонником какого подхода был Майкл Фарадей?

Кто и как установил наличие в воздухе водяных паров?

9

Задание 2. Кто такой Аристотель? Где и когда жил? В чем состоит его вклад в мировую науку? Что он думал о скорости падения тел разной массы?

Задание 3. Кто и когда создал единую теорию электрослабого взаимодействия? В чем состоит ее важность?

Задание 4. Кто такой Галилей? Каков его вклад в оптику и астрономию? Как устроена труба Галилея? Как найти ее увеличение? Каковы ее достоинства и недостатки?

Задание 5. Сформулируйте закон Малюса. Что такое скрещенные поляризаторы?

Задание 6. Что такое когерентные волны?

Вариант 9

Задание 1. Кратко (на одну-две странички) опишите, в чем, по-вашему, состоит основное отличие между континуальным и корпускулярным представлением о природе вещества. Как сторонники этих подходов относились к пустоте? Назовите не менее трех видных представителей каждого из этих подходов. Укажите, когда и где они жили, чем прославились.

Сторонником какого подхода был Исаак Ньютон?

Кто и как установил наличие в воздухе водяных паров?

Задание 2. Кто такой Галилей? Где и когда жил? В чем состоит его вклад в мировую науку? Что он думал о скорости падения тел разной массы?

Задание 3. Что такое «великие объединения»? Сколько было великих объединений в истории физики? Когда они происходили и что с чем объединялось?

Задание 4. Кто такой Ньютон? Каков его вклад в оптику и астрономию? Как Ньютон объяснял законы геометрической оптики? Какой точки зрения на оптические явления придерживался Ньютон – волновой или корпускулярной?

Задание 5. Что такое неполяризованный свет? Что такое частичнополяризованный свет? В каких естественных процессах неполяризованный свет становится поляризованным? Приведите примеры практического использования поляризованного света.

Задание 6. Что такое дифракция? Как она проявляется? Можно ли объяснить дифракцию с помощью геометрической оптики? Можно ли объяснить дифракцию с помощью волновой оптики? Кто и когда впервые наблюдал дифракцию? Какая оптика правильнее – волновая или геометрическая? Свет – это волна или поток корпускул (фотонов)?

10