- •1.1. ВЫПИСКА ИЗ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА
- •1.2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
- •1.3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ УСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
- •1.4. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ
- •Раздел 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
- •2.1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
- •2.2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ
- •3.1. ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ
- •3.2. ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ
- •3.3. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- •3.4. ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ИЛИ ЭКЗАМЕНУ
- •3.5. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •Глава 1. ЛОГИКА ПОЗНАНИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
- •1.1. НАУКА — ЧАСТЬ КУЛЬТУРЫ
- •1.2. ФОРМИРОВАНИЕ КРИТЕРИЯ НАУЧНОСТИ
- •1.3. МЕТОДЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ, ВСЕОБЩНОСТЬ ЕГО ЗАКОНОВ. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД
- •2.1. НАУЧНЫЕ ПРОГРАММЫ, НАУЧНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ И НАУЧНЫЕ КАРТИНЫ МИРА
- •2.2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ НАУЧНАЯ ПРОГРАММА В РАЗВИТИИ
- •2.3. ПОНЯТИЯ «НАУЧНАЯ ПАРАДИГМА» И «НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ»
- •2.4. ОЦЕНКИ НАУЧНЫХ УСПЕХОВ И ДОСТИЖЕНИЙ
- •3.1. ПОНЯТИЕ «ПРОСТРАНСТВО» В СВОЕМ РАЗВИТИИ
- •3.2. МАСШТАБЫ РАССТОЯНИЙ ВО ВСЕЛЕННОЙ. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАССТОЯНИЙ И РАЗМЕРОВ
- •3.3. ПОНЯТИЕ «ВРЕМЯ» В СВОЕМ РАЗВИТИИ
- •3.4. ВРЕМЕННЫЕ МАСШТАБЫ ВО ВСЕЛЕННОЙ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
- •4.2. МАССА ИНЕРТНАЯ И ГРАВИТАЦИОННАЯ. ПРИНЦИП ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ
- •4.3. ЗАКОНЫ КЕПЛЕРА. ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНАЯ СИЛА И ДВИЖЕНИЕ ПЛАНЕТ
- •4.4. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ
- •4.5. СВЯЗЬ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ СО СВОЙСТВАМИ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ
- •Глава 5. КОНТИНУАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ОПИСАНИЯ ПРИРОДЫ
- •5.1. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ В ПРИРОДЕ И ИХ ОПИСАНИЕ. ГАРМОНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР
- •5.3. СВОЙСТВА ВОЛН: ДИСПЕРСИЯ, ДИФРАКЦИЯ, ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ И ПОЛЯРИЗАЦИЯ
- •6.1. КОНЦЕПЦИЯ АТОМИЗМА В СВОЕМ РАЗВИТИИ
- •6.2. ОТКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОНА И РОЖДЕНИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СЛОЖНОМ СТРОЕНИИ АТОМА
- •6.3. ПЛАНЕТАРНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА. СОВРЕМЕННАЯ НАУКА И ПОСТУЛАТЫ БОРА
- •6.5. РАДИОАКТИВНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ИСКУССТВЕННЫЕ РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
- •6.6. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ПРОБЛЕМА ПОИСКА «ПЕРВИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ»
- •7.1. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ И ПРИМЕРЫ ПРОЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ
- •7.2. ЭМПИРИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА
- •7.3. ПОНЯТИЕ «ПОЛЕ». УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА. СВЕТ — ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА
- •7.4. ТИПЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ФИЗИКЕ
- •7.5. ПОПЫТКИ ПОСТРОЕНИЯ ТЕОРИИ ВСЕГО СУЩЕГО
- •8.1. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ
- •8.6. ПОНЯТИЕ «ФЛУКТУАЦИЯ»
- •Глава 9. КОНЦЕПЦИИ КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
- •9.1. ТЕПЛОТА, ТЕМПЕРАТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ ТЕПЛОТЫ
- •9.3. ПОНЯТИЕ «ЭНТРОПИЯ». СУТЬ СПОРА О «ТЕПЛОВОЙ СМЕРТИ ВСЕЛЕННОЙ»
- •9.4. НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ. ЭНТРОПИЯ И ВЕРОЯТНОСТЬ, ПРИНЦИП БОЛЬЦМАНА
- •10.1. ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА. СПЕКТР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
- •10.2. ЯВЛЕНИЕ ДИСПЕРСИИ СРЕД. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО МАТЕРИАЛЬНОГО ЕДИНСТВА МИРА
- •Глава 11. КОНЦЕПЦИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ И СТРУКТУР В МИКРОМИРЕ
- •11.3. ПОСТРОЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ. ПРИНЦИП ПАУЛИ
- •11.4. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ АТОМА УГЛЕРОДА И ЕГО РОЛЬ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ
- •12.1. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СОСТАВЕ ВЕЩЕСТВ. ЗАКОНЫ СТЕХИОМЕТРИИ
- •12.2. ПОНЯТИЯ «ВАЛЕНТНОСТЬ» И «ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ». РАЗВИТИЕ СТРУКТУРНОЙ ХИМИИ
- •12.5. СТРУКТУРА ВОДЫ И УНИКАЛЬНОСТЬ ЕЕ СВОЙСТВ ДЛЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
- •13.1. ХИМИЧЕСКИЙ КАТАЛИЗ И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
- •13.2. ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ И СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ
- •13.3. ОСОБЕННОСТИ РАСТВОРЕНИЯ В ВОДЕ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ
- •Глава 14. КОНЦЕПЦИИ СТРОЕНИЯ МЕГАМИРА
- •14.1. ЗВЕЗДЫ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЭВОЛЮЦИЯ
- •14.2. ГАЛАКТИКА, ЕЕ ФОРМА И СТРОЕНИЕ. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА В ГАЛАКТИКЕ
- •14.3. ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА И ЗВЕЗД. СТРОЕНИЕ ТИПИЧНОЙ ЗВЕЗДЫ
- •14.5. МНОГООБРАЗИЕ МИРА ГАЛАКТИК. СОДЕРЖАНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ ЗАКОНА ХАББЛА
- •15.1. СЦЕНАРИЙ СТАЦИОНАРНОЙ ВСЕЛЕННОЙ И «КОСМОЛОГИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА»
- •15.2. РОЖДЕНИЕ ЧАСТИЦ ПО СОВРЕМЕННОЙ МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ ВСЕЛЕННОЙ
- •16.1. КОСМОГОНИЯ ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
- •16.2. СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ. ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОСФЕР
- •16.3. ХИМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ
- •16.4. ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ
- •17.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАУКИ О ЖИВОМ И РАЗВИТИЕ ТРАДИЦИОННОЙ БИОЛОГИИ
- •17.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИВОЙ МАТЕРИИ
- •17.3. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ НА ЗЕМЛЕ
- •18.1. СТРОЕНИЕ И СТРУКТУРА МАКРОМОЛЕКУЛ БЕЛКОВ
- •18.2. УСТАНОВЛЕНИЕ СТРОЕНИЯ И СТРУКТУРЫ МОЛЕКУЛ ДНК И РНК
- •18.4. МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССОВ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
- •Глава 19. ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ
- •19.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ, МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СОСТАВА КЛЕТКИ
- •19.2. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОСНОВНЫХ ОРГАНЕЛЛ КЛЕТКИ
- •19.3. ФУНКЦИИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН. РАБОТА «ИОННОГО НАСОСА»
- •19.4. ПРОЦЕССЫ ФОТОСИНТЕЗА И КЛЕТОЧНОГО ДЫХАНИЯ
- •Глава 20. КОНЦЕПЦИИ ЭВОЛЮЦИОННОЙ БИОЛОГИИ
- •20.1. ФОРМИРОВАНИЕ ИДЕЙ ЭВОЛЮЦИИ В БИОЛОГИИ
- •20.2. ПОНЯТИЕ О НЕОДАРВИНИЗМЕ И СИНТЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
- •20.4. ОСНОВНЫЕ ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОГО
- •20.5. КОНЦЕПЦИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОГО ПО ГИПОТЕЗЕ ОПАРИНА–ХОЛДЕЙНА
- •20.6. СОВРЕМЕННАЯ ОЦЕНКА КОНЦЕПЦИИ БИОХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ И ПАНСПЕРМИИ
- •21.1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ УПОРЯДОЧЕННОСТИ В ГИДРОДИНАМИКЕ. ПОНЯТИЕ ХАОСА
- •21.2. ПОРЯДОК И ХАОС В БОЛЬШИХ СИСТЕМАХ. ПОНЯТИЕ ФРАКТАЛА
- •21.3. ПОРОГОВЫЙ ХАРАКТЕР САМООРГАНИЗАЦИИ И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ТЕОРИИ КАТАСТРОФ
- •21.4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ. ПОНЯТИЕ БИФУРКАЦИИ
- •21.5. СИНЕРГЕТИКА — НОВЫЙ НАУЧНЫЙ МЕТОД
- •21.7. ПРОЯВЛЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ В МОРФОГЕНЕЗЕ
- •21.8. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ ТРОФИЧЕСКИМИ УРОВНЯМИ В БИОЦЕНОЗАХ
- •21.9. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ САМООРГАНИЗОВАННОЙ КРИТИЧНОСТИ
- •22.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НА ЗЕМЛЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ. БИОТИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ
- •22.3. СВЯЗИ МЕЖДУ ОРГАНИЗМАМИ В ЭКОСИСТЕМЕ
- •22.4. САМООРГАНИЗАЦИЯ В ФОРМИРОВАНИИ КЛИМАТА
- •Глава 23. КОНЦЕПЦИЯ КОЭВОЛЮЦИИ
- •23.1. ЧЕЛОВЕК КАК КАЧЕСТВЕННО НОВАЯ СТУПЕНЬ РАЗВИТИЯ БИОСФЕРЫ
- •23.2. КОНЦЕПЦИИ КОЭВОЛЮЦИИ И НООСФЕРЫ
- •23.3. ЕСТЕСТВЕННО$НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА И ОБЩЕСТВЕННАЯ МЫСЛЬ
- •МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТЕСТОВОЙ СИСТЕМЫ
- •МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
- •КРАТКИЙ СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •СОДЕРЖАНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис.4. Схема, поясняющая два закона Кеплера: а — первый закон; б — закон площадей
Рис.1. Модель научной теории, представленная в виде многослойной оболочки:
снаружи — непрерывно расширяющаяся сфера предсказаний, внутри — фундаментальные принципы
Рис.5. Схема вращения орбиты Меркурия,
объясняемого общей теорией относительности
Рис.2. Геометрическое построение, которым пользовался Эратосфен для измерения длины окружности Земли
Рис.6. Фотография волн, созданных на поверхности воды движущимся вправо источником
Рис.3. Метод параллакса для определения |
Рис.7. Распределение молекул по скоростям |
расстояния до звезды |
при разных температурах |
263
Рис.8. Сравнение температурных шкал Фаренгейта (°F), Цельсия (°С) и Кельвина (К)
Рис.9. Схема работы тепловой машины:
а — тепловая машина; б — рефрижератор.
На графике: площадь, заштрихованная наклонными линиями, — работа, совершенная расширяющимся газом, вертикальными линиями — работа, совершенная над газом
Рис.10. Спектр электромагнитных волн
Рис.11. Ультрафиолетовая катастрофа в теории теплового излучения: сравнение полученного в экспериментах спектра излучения с результатами теории
Рис.12. Спектры излучения абсолютно черного тела при нескольких различных температурах
Рис.13. Вынужденное излучение
Рис.14. Схема соединения атомов углерода друг с другом в органических молекулах
264
Рис.15. Ширина запрещенной зоны, определяющая электрические свойства кристалла
Рис.19. Подсистемы Галактики:
I — сферическая подсистема (гало); II — промежуточная сферическая подсистема; III — диск; IV — старая плоская подсистема; V — молодая плоская подсистема
Рис.16. Строение молекулы воды: в линейной молекуле двуокиси углерода (слева) дипольные моменты связей взаимно компенсируются; в нелинейной молекуле Н2О (справа) дипольные моменты связей складываются и образуют результирующий дипольный момент молекулы
Рис.20. Схема внутреннего строения Солнца
Рис.17. Распределение физических характеристик звезд
извездной эволюции:
а— схема возможного эволюционного трека звезды с массой несколько больше солнечной; б — диаграмма Герцшпрунга1
Рессела («спектр — светимость»)
Рис.18. Схема положения Солнечной системы в Галактике |
|
(отмечено крестиком): |
Рис.21. Схема изменения размеров Солнца |
а — вид сверху; б — вид сбоку |
в процессе эволюции |
265
Рис.25. Внутренние сферы Земли
Рис.22. Местная группа галактик
Рис.26. Относительная атомная распространенность химических элементов в Солнечной системе в зависимости от порядкового номера Z: черными кружками обозначены четные элементы, светлыми — нечетные
Рис.23. Теория Большого взрыва
Рис.24. Инфляционная модель развития Вселенной — |
|
последовательность событий в очень ранней Вселенной |
Рис.27. К теории дрейфа континентов |
266
Рис.28. Структуры белка. Схематически показано, как белок свертывается в глобулу: полярные боковые группы амино1 кислот стремятся расположиться на наружной поверхности белка, где могут взаимодействовать с водой; неполярные боковые группы аминокислот расположены внутри, где образуют «спрятанное» от воды гидрофобное «ядро»
Рис.31. Схема биосинтеза белка:
а — синтез иРНК (транскрипция); б, в — иРНК проходит через поры ядерной мембраны к рибосомам (трансляция); г — аминокислоты, соединяясь в определенной последова1 тельности на РНК, образуют фермент; д, е — образование белка
Рис.29. Репликация ДНК
Рис.30. Схема, поясняющая функции процесса дыхания: |
|
главные функции — высвобождение энергии, используемой |
|
в процессах метаболизма, и образование строительных |
|
блоков, из которых в клетке синтезируются многие другие |
Рис.32. Схема деятельности основных структурных |
соединения |
компонентов клетки |
267
Рис.36. Распределение мощности солнечного излучения, падающего на Землю (толщина стрелок соответствует количеству поглощенной, отраженной или запасенной энергии за 1 с)
Рис.33. Специализация различных клеток:
а — нейрон (передача информации); б — эритроциты (перенос О2 и СО2); в — лейкоциты (защитная функция); г — мышечные клетки, поперечно1полосатые и гладкие (сокращение)
Рис.37. Продукты световых и темновых реакций фотосинтеза
Рис.34. Схема управляющих механизмов клетки
|
Рис.38. Характеристики хлорофилла: |
Рис.35. Схема работы ионного насоса |
а — структурная химическая формула; б — спектр |
через клеточные мембраны |
поглощения (зависимость поглощения от длины волны) |
268
Рис.43. Примеры проектирования поверхностей на плоскость: а — складка проектирования сферы на плоскость;
б — сборка проектирования поверхности на плоскость
Рис.39. Аппарат Миллера, используемый для синтеза органических веществ из смеси метана, аммиака и воды при искровом разряде: разряд или ультрафиолетовое излучение обеспечивает энергией и стимулирует химические реакции, которые могли бы привести к возникновению жизни на Земле
Рис.44. Зависимость стационарной численности популяции от параметра скорости роста
Рис.40. Каталитический цикл (по Эйгену)
Рис.45. К законам Фейгенбаума:
а — колебания численности популяции в простейшей мальтузианской модели с учетом конкуренции;
б — каскад удвоений периода
Рис.41. Образование структур в движении жидкости при больших числах Rе
Рис.42. Пример хаотического движения: |
|
а — шарик в потенциальных ямах; б — шарик |
Рис.46. Затягивание потери устойчивости |
на плоскости со стенками (биллиард Синая) |
при динамической бифуркации |
269
Рис.47. Модель землетрясения:
справа вверху — график результатов расчетов модельных землетрясений; справа внизу — характеристики реальных землетрясений
Рис.48. Круговорот органических веществ в биосфере (в млрд т) и фотосинтез:
а — количество С в составе углекислоты в атмосфере и гидросфере; б — количество СО2, выделямое в атмосферу;
в— количество окисляемых органических веществ;
г— группы организмов и биомасса организмов каждой группы; д — вес пищи и субстратов, потребляемых
организмами; е — количество С в компонентах литосферы; mc — масса чистого углерода
Рис.49. Передача энергии по трофическим уровням
Рис.50. Схематическое изображение биотического цикла
Рис.51. Биогеохимическая связь эволюции живого и планеты Земля, представленная в виде «спирали времени»: слева отмечены периоды и указана их длительность
(в млн лет), рядом шкала времени от возникновения Земли до настоящего времени через эры катархея (5000–2600), протерозоя (2600–570), палеозоя (570–230), мезозоя (230–67), кайнозоя (67 до н.э.); справа — очередность появления на Земле различных групп организмов
Рис.52. Схема солнечно1земных связей
270
