Тема 2. Модели классического естествознания и закономерности природы (главы 4-9)

Лекции

1. Фундаментальные характеристики материи. Масса— мера инертности и гравитации. Принцип эквивалентности. Энергия—мера движения и взаимодействия. Механика тел макромира. Основные модели классической механики. Основы механики, великие законы сохранения и свойства симметрии пространства и времени.

2. Дискретность и непрерывность как способы описания. Колебания и волны. Концепция атомизма в своем развитии. Понятие о физическом поле. Универсальность физических законов. Вещество как система частиц. Полевая концепция описания свойств материи. Концепция квазичастиц. Фунда­ментальные взаимодействия.

3. Понятие «состояние». Начала термодинамики как феноменологические законы природы и их приложения в биологии, химии, физиологии, технике. Понятие энтропии. Связь энтропии с микросостоянием. Необратимость вре­мени.

4. Свет как электромагнитная волна. Дисперсия света и спектры. Спектр электромагнитного излучения. Спектро­скопия и спектральный анализ. Понятие о когерентной и некогерентной суперпозиции волн. Голография. Взаимо­действие излучения с веществом.

Семинары

1. Поступательное и вращательное движение тел. Поня­тие момента сшш и момента импульса. Законы сохранения импульса и момента импульса. Законы Кеплера. Закон всемирного тяготения и астрономическая Вселенная.

Сравнение законов поступательного и вращательного движения на примерах, связанных с оптимизацией спор­тивных занятий.

Законы движения планет и спутников планет. Закон всемирного тяготения. Что такое орбита планеты? Какова форма орбит? Могут ли планеты столкнуться при своем движении вокруг Солнца? На каком среднем расстоянии от Солнца находится планета Меркурий, если ее период обращения равен 58,65 земных суток?

Проявление законов классической механики в масш­табах нашей планеты. Силы Кориолиса. Закон Бэра. Как изменяются кинетическая, полная и потенциальная энергии планеты при ее движении вокруг Солнца? Как определяется ускорение свободного падения на поверхности планет? В какое время года линейная скорость движения Земли по орбите наибольшая и почему?

Моменты сил и момент импульса. Оценки величин моментов импульса для электрона в атоме, велосипедного

колеса и двойных звезд. Почему конечная скорость пос­ледней ступени многоступенчатой ракеты намного пре­вышает конечную скорость одноступенчатой ракеты того же веса и при том же запасе горючего? Как фигуристка на льду может увеличивать скорость своего вращения?

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естество­знания. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. - С. 108-120.

2. Дубнищева Т.Н. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.91-95.

3. Дубнищева Т.Д., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.22-26.

4. Дубнищева Т.Д. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии. -- М.: Инфра-М, 1997. — С.27-31, 67-71, 83-87, 98-107.

5. Горелик Т.Е. О сохранении законов сохранения // Природа. - 1992. - №5.

2. Понятие о волнах и колебаниях. Основные модели. Модель гармонического осциллятора. Волновое описание как единое описание процессов в естествознании и вне него. Эффект Доплера и его значение.

Колебания и волны. Простейшие модели. Каково назна­чение маятника в стенных часах? Волновые процессы в природе. Гармонический осциллятор. Какие типы волн используются при описании волнового движения? При­ведите примеры поперечных, продольных и стоячих волн в упругой среде. Что такое «когерентность» и «резонанс»?

Звуковые волны. Скорость звука. Какова частота звуко­вой волны с длиной волны 2 см в морской воде и можно ли ее услышать (скорость звука в морской воде —1530 м/с)? Определите наименьшую частоту стоячих звуковых волн, которые молено создать между двумя стенками, располо­женными на расстоянии 7,5 м.

Световые волны. Скорость света. Поперечные волны. Явления поляризации света и дисперсии. Спектр электро­магнитного излучения. По какому свойству инфракрасного и рентгеновского излучений можно обнаружить их сущест­вование? Как установили, что они — тоже электромаг­нитная волна?

В чем состоит эффект Доплера и какова его роль в исследовании звезд, Вселенной? К нам или от нас движется звезда, если длина волны, соответствующая линии водо­рода, в спектре этой звезды меньше, чем в спектре, получен­ном в лаборатории?

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естество­знания. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.145-167, 287-300.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997, —С.25-29.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. - Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.62-70.

4. Шугрин СМ. Космическая организованность биосферы и ноосферы. — Новосибирск: Наука, 1999. — 485 с.

5. Малинецкий Г.Г. Нелинейная динамика — ключ к теоретической истории? // Общественные науки и современность. —1996. — №5.

6. Идлис Г.М. Революции в астрономии, физике и космо­логии. — М.: Наука, 1985. — 232 с.

7. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — СПб.: Питер, 1999. — С.66-78.

8. Гумилев Л.Н. Ритмы Евразии: эпохи и цивилизации. — М.:Экопрос, 1993, —576 с.

9. Дубровский С. Прогнозирование катастроф на примере циклов Кондратьева // Общественные науки и совре­менность. —1993. — №3. — С.82-91.

3. Приложения начал термодинамики в биологии, хи­мии, физиологии, технике. Понятие энтропии. Энтропия и информация.

Начала термодинамики. Дайте понятие внутренней энергии. Какие виды внутренней энергии вы знаете? Как измеряется внутренняя энергия? В чем сущность первого начала термодинамики? Обсуждение оптимизации работы тепловых машин. .

Начала термодинамики как основа работы живых организмов.

Энтропийный подход к превращению энергии в звездах и Вселенной.

Поясните понятия энтропии и термодинамической вероятности. В чем состоит принцип Больцмана, каково значение этого принципа в современном естествознании? Связь энтропии с информацией.

1. Волъкенштейн М.В. Энтропия и информация. — М.: Наука, 1980. — 192 с.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния.— Новосибирск: ЮКЭА, 1997.—С.206-209,348-351, 639-655.

3. Дубнищева Т.Д., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.92-99.

4. Воробьев Г.Г. Информационная культура управлен­ческого труда. — М., 1979.

5. Гейзенберг В. Философия и физика. Часть и целое. — М.: Мир, 1975.

6. Новиков ИД. Куда течет река времени? — М.: Молодая гвардия, 1990.

7. Князева Е.Н., Курдюмов СП. Законы эволюции и само­организации сложных систем. — М.: Наука, 1994. — 236 с.

Самостоятельная работа

1. Физические величины в описании движения тел. Механическая картина мира Галилея-Ньютона и законы движения. Динамика и статика. Законы сохранения класси­ческой механики.

Описание движения Аристотелем, Галилеем, Декартом, Ньютоном. Переход от наглядности к абстракции. Фор­мирование научного метода. Развитие математического анализа и аналитической механики.

Описание движений объемных тел, реальные движения и модели.

Законы механики Галилея-Ньютона и законы сохра­нения импульса и энергии классической механики.

Обсуждение понятия потенциальной энергии разных тел, примеры. Связь абстрактного понятия энергии с наглядным понятием силы.

Наглядность описания и общность законов класси­ческой механики для других областей естествознания. Связь законов сохранения со свойствами симметрии про­странства и времени.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.74-108.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997,-С.25-29.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. - Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.22-26.

4. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии. — М.: Инфра-М, 1997. — С.27-31, 67-71, 83-87,98-107.

5. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — СПб.: Питер, 1999. — С.32-42.

2. Астрономическая Вселенная и закон всемирного тяготения.

Как определяют расстояния до звезд? Что такое «парал­лакс» и «звездная величина»? Период обращения Плутона равен 250 земных лет. Каково его расстояние от Солнца и какую часть своего «года» он прошел после того, как его открыли?

Общие представления о строении и составе солнечной системы. Что называется астрономической единицей длины и чему она равна? Перечислите по порядку распо­ложения от Солнца планеты Солнечной системы. Какие из них видны невооруженным глазом? Определите период обращения Венеры в земных годах, если ее расстояние от Солнца равно 108,2 млн км.

История закона всемирного тяготения и доказательства справедливости его на Земле, в Солнечной системе и за ее пределами. Обсуждение приливных сил для Земли. Почему Луна вызывает более сильные приливы, хотя притяжение ею Земли меньше в 175 раз, чем Солнцем?

Что такое близкодействие и действие на расстоянии? Системы двух и трех тел, взаимодействующих посредством сил тяготения. Проблемы защиты Земли от метеоритной опасности.

Изменение веса на Земле при изменении широты мест­ности или высоты над поверхностью. Вес тела на других небесных телах. Оцените изменение своего веса при переезде с экватора на полюс.

1. Дубнищева Т.Д. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С. 121-144.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.31.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.28-35.

4. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии, —М.: Инфра-М, 1997, — С.120-124,142-147, 160-161.

5. Новиков ИД. Куда течет река времени? — М.: Молодая гвардия, 1990.

6. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — М.; СПб.: Питер, 1999. — С.32-41.

3.Фундаментальные характеристики материи. Масса— мера инертности и гравитации. Принцип эквивалентности. Энергия — мера движения и взаимодействия.

Масса инертная и гравитационная. Как могло бы ска­заться их отличие по величине? Как была измерена масса Земли?

Значение понятия массы в классической механике и общей теории относительности, в современной картине мира. Принцип эквивалентности. Масса небесных тел. Определите массу Солнца, если известно, что Земля дви­жется вокруг него со скоростью 30 км/с на среднем расстоя­нии 150 млн км.

Масса и энергия. Формула Эйнштейна. Энергетические проблемы науки и современного мира. Сравнение различ­ных источников энергии.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.80-84,125-130, 466-472.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997.-С.27-31.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.22-45.

4. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии. — М.: Инфра-М, 1997. — С.83-87.

5. Гейзенберг В. Философия и физика. Часть и целое. — М.: Мир, 1975.

6. Кругляков Э.П. «Ученые» с большой дороги. — М.: Наука, 2001. — С. 18-68,113-145.

7. Дэвис П. Суперсила: Пер. с англ. — М.: Мир, 1979. — 272 с.

4.Вещество как система частиц. Электрон, атом, моле­ кула.

Атомизм Демокрита и Эпикура. Отношение к идее атомизма в Европе в период зарождения науки Нового времени. Почему католическая церковь считала атомизм ересью? Привести пример физического явления, под­тверждающего движение молекул.

Атомизм Бойля, Ломоносова, Бернулли. В чем он выражался и каково было отношение к этим взглядам современников? Какие газы могут считаться идеальными? Какие эмпирические законы характеризуют идеальный газ? Дайте понятие о параметрах идеального газа и изопро-цессах.

Развитие идей атомизма в химии. Как развивались представления о составе веществ? Какие основные законы определяют состав веществ? Каково значение законаАвогадро? Сколько молекул содержится в 1 м³ воды? Какова масса молекул воды? Найти размер молекул воды, считая их шарообразными (р = 103 кг/м³; V = 1 м³; ц = 18 кг/кмоль; N= 6,02 10²⁶кмоль-¹,п = ?).

Дайте определения атому и молекуле. Какие виды связи объединяют атомы в молекулы? Атомизм и законы электро­лиза. Почему сопротивление электролита уменьшается при повышении его температуры?

Открытие электрона. Какие элементарные частицы стабильны? Реальность микрочастиц.

9

Строение вещества в свете современных представ­лений. Почему газы при нормальных условиях являются изоляторами? Какие факторы способны это изменить?

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. —Новосибирск: ЮКЭА, 1997.—С.186-189,238-249.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. - С.32-35.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.52-61.

4. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии. — М.: Инфра-М, 1997. — С.150-165,95-97.

5. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. — М.: ЮНИТН, 1997. - С.62-68.

6. Дэвис П. Суперсила: Пер. с англ. — М.: Мир, 1979. — 272 с.

7. Буравихин В.А., Егоров В.А., Идлис Г.М. Биография электрона и его родословная. — М.: Агар, 1997.

8. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. - СПб.: Питер, 1999. - С.15-22.

5. Теплота и температура, их измерение. Начата термо­динамики как феноменологические законы природы.Природа тепловых явлений и свойства макросистем.

Сравнение температурных шкал. Температура и теп­лота. Какая температура имеет одинаковое значение по шкалам Цельсия и Фаренгейта? В каких единицах изме­ряются энергия, работа, мощность? Как эти величины связаны между собой и что они характеризуют?

Теплоемкость, теплота. Проблемы измерения. В чем несостоятельность вещественной теории теплоты? Моле­кулярная теория теплоты. Как она способствовала поз­нанию строения вещества? Как определяют температуру смеси? Каков смысл абсолютного нуля температур?

Механический эквивалент теплоты. Значение его открытия. Начала термодинамики. Приведите значения к.п.д. для тепловых станций. 11а сколько градусов повысится температура воды при падении с плотины Саяно-Шушен-ской ГЭС (высота 222 м), если считать, что 30% потенци­альной энергии воды расходуется на нагревание? Суть спора о «тепловой смерти Вселенной»?

Питание, работа и оптимизация жизнедеятельности. Сколько времени нужно выполнять физические упраж­нения (типа зарядки мощностью в 500 Вт), чтобы уменьшить свой вес на 450 г (на расщепление 1 г жира расходуется около 40 кДж,airуглеводов — 20 кДж) ?

Промышленная революция и развитие теории теплоты. Тепловые циклы работы машин. Цикл Карно. Обратимые и необратимые процессы. Проблемы оптимизации работы тепловых машин. Понятие энтропии.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С. 169-183.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск, ЮКЭА, 1997. — С.34-38.

3. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркате философской рефлексии. — М.: Инфра-М, 1997. — С.186-199.

4. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. - М.: ЮНИТИ, 1997. - С.119-126.

6.Основные положения молекулярно-кинетических представлений. Понятие «состояние» в естествознании.

Распределение энергии внутри веществ. Понятие внут­ренней энергии. Уравнения состояния. Идеальные газы. Закрытый сосуд наполнен водой при температуре 27°С. Каким станет давление внутри сосуда, если внезапноисчезнет взаимодействие между молекулами воды?

Каковы особенности статистического описания макро­систем? Как Вы понимаете макроскопические характерис­тики (температуру, давление) с микроскопической точки зрения? Какая величина является мерой средней кинети­ческой энергии молекул?

Сколько молекул воздуха содержится в комнате объемом (4,3 • 5 • 2,8) = 60 м³ при нормальных условиях? (Молярная масса воздуха М = 29 • 10~³ кг/моль, плотность р = 1,29 кг/м³.)

Закон сохранения и превращения энергии в физике и за ее пределами (в химии и биологии).

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.183-215.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск, ЮКЭА, 1997. - С.38-41.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.46-51.

4. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии. — М.: ИНФРА-М, 1997. — С.199-201.

5. Гейзенберг В. Философия и физика. Часть и целое. — М.: Мир, 1975.

6. Новиков ИД. Куда течет река времени? — М.: Молодая гвардия, 1990.

7.Свет как электромагнитная волна. Спектр электро­ магнитного излучения. Спектроскопия и спектральный анализ. Доказательства материального единства мира. Понятие о когерентной и некогерентной суперпозиции волн. Голография.

Законы распространения света. Оптические приборы. Иллюзии. Определить длину волны фиолетового света в драгоценном камне топазе, если его абсолютный пока­затель преломления равен 1,63, а длина волны этого света в вакууме 400 нм.

Измерение скорости света. С какой скоростью распро­страняются электромагнитные волны в кедровом масле, если его абсолютный показатель преломления 1,516?

Явление поляризации и его применение. Определить показатель преломления топаза, если угол полной поля­ризации луча на его грань равен 50,5°. Через какой свето­фильтр буквы, написанные на белом фоне красными, будут казаться черными? Спектры и анализ. Какие тела дают сплошной спектр излучения и какие — линейчатый?

Когерентное излучение. Какие волны называются когерентными? Почему обычные источники света не излучают когерентные волны? Если в воде (показатель преломления воды 1,33) интерферируют когерентные волны частоты 5 ■ 10¹⁴ Гц, усилится или ослабнет свет в точке, где геометрическая разность хода 1,8 мкм? Лазеры и их применение. Каковы основные свойства лазерного излучения?

Голография. Перспективы.

10

ческих процессах. Фазовые переходы. Возникновение самоорганизации в неравновесных системах. Понятие прямых и обратных связей.

Семинары

1.Ограниченность законов классической оптики. Проб­ лемы теплового излучения и появление гипотезы световых квантов. Излучение и поглощение энергии атомом.

Волновые свойства света. Какие явления доказывают волновую природу света? Понятие о спектре электро­магнитного излучения. При каком условии электрон,связанный с атомом, не излучает энергию?

Законы равновесного теплового излучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина). Модель абсолютно черного излучения. Определение температуры и спектрального класса звезд.

Определить энергетическую светимость голубой звез­ды (класса О), если абсолютная температура ее атмосферы Т = 30 000 К (длина волны 500 нм, а = 5,7 • 10~⁸ Вт/(м ■ К⁴).

Плотность потока солнечного излучения, приходящего на Землю, равна 1,4 ■ 103 Вт/м². Какое световое давление производит солнечное излучение на идеально зеркальную поверхность (коэффициент отражения равен единице) ?

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997.—С.378-384,463-475.

2. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.70-76.

3. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествозна­ния. — СПб.: Лань, 2000. — С.62-66.

4. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии. — М.: Инфра-М, 1997. — С.283-287.

2.Корпускулярно-волновые свойства света. Корпус- кулярно-волновой дуализм материи. Принцип неопреде­ ленности. Вероятностное понимание явлений микромира и квантовая механика. Понятие о неклассической стратегии познания.

Что понимается под понятием «корпускулярно-вол-новой дуализм»? Поясните суть гипотезы Луи де Бройля. Почему мы не наблюдаем волновых свойств о г объектов макромира? Определить энергию и импульс фотона, соот­ветствующего длине волны 480 нм.

Как была экспериментально подтверждена гипотеза де Бройля и какое значение для естествознания и миро­воззрения имеет использование корпускулярно-волновых свойств вещества?

Поясните понятия детерминизма и принципы неопреде­ленности, соответствия, причинности и дополнительности. Связаны ли они между собой? Какова роль измерительного прибора в микромире? Какие следствия дога науки имеет принцип соответствия?

Можно ли говорить о движении микрочастиц по опреде­ленным траекториям? Как и когда создавалась наука о движении в микромире, кто ее создавал? Какие перспек­тивы открывает использование ее достижений?

Сформулируйте особенности стратегии познания клас­сического и неклассического типов.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.444-452.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск, ЮКЭА, 1997. — С.43.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.70-76.

4. Дубнищева Т.Я. Ретрофизика в зеркале философской рефлексии. — М.: ИНФРА-М, 1997. — С.283-287.

5. Суханов АД, Гояубева О.Н. Концепции современного естествознания. — М.: АГАР, 2000. — С.269-311.

6. Горелов А.А. Концепции современного естествозна­ния. — М.: ВЛАДОС, 1999. — С.38-52.

Индивидуальные занятия

Работа над рефератами (темы рефератов и литература к ним — в методическом приложении).

Самостоятельные занятия

1.Концепции химии — развитие учения о составе и структуре вещества. Периодическая система химических элементов Менделеева и ее современное понимание.

Первый этап развития химических знаний — учение о составе веществ. От алхимии — к химии. Формирование понятия о химическом элементе, химическом соединении.

Законы стехиометрии (эквивалентов, постоянства состава и кратных отношений) и их значение как фунда­мента химии.

Первые схемы упорядочения химических элементов и их свойств. Периодическая таблица химических элементов Менделеева. Принцип Паули.

Изменения в понятии «структура» в химии. Установ­ление связи между структурой молекулы и функциональной активностью соединения. Особенности строения атома углерода, определившие его значение для живой природы.

Распространенность химических элементов в природе. Переход от анализа к синтезу в химии. Синтез новых материалов. Успехи в развитии органического синтеза.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.2, гл.2, 5; ч.З, гл.7.

2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. — М.: ЮНИТИ, 1997. - С.248-258.

3. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — СПб.: Питер, 1999. — С.22-31.

2.Химические реакции и энтропия. Понятие о цепных реакциях. Свободные радикалы.

Эндо- и экзотермические химические реакции. Роль энтропии.

Тепловой эффект реакции. Закон Гесса как закон сохранения и превращения энергии в химических реакциях.

Понятие о цепных реакциях. Реакции горения.

Сравнение динамического и статистического описания сложных систем. Системы вблизи и вдали от равновесия. Моделирование катастрофических процессов в реальных газах.

12.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — Ч.З, гл.9; ч.4, гл.З.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. —С.19.

3. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. — М.: Мир, 1987. — С.110-125.

4. Суханов А.Д., Голубеш О.Н. Концепции современного естествознания. — М.: АГАР, 2000. — С.419-424.

5. Липовко П. О. Практикум по естествознанию. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. - С.277-286.

3.Элементы физической кинетики. Средние значения и флуктуации. Флуктуационное объяснение процессов переноса. Фазовые переходы на Земле и в космосе, реаль­ ные системы. Спонтанное нарушение симметрии при фазовых переходах. Примеры. Связь энтропии с микро­ состоянием.

Явления переноса. Примеры. Необратимость процессов. Законы диффузии. Значение явлений диффузии и осмоса в живой природе.

Обобщение термодинамических закономерностей на неравновесные процессы.

Понятия «фаза» и «фазовые переходы». Примеры. Почему при испарении жидкости ее температура пони­жается? Может ли замерзнуть кипящая вода? «Перестрой­ка» как фазовый переход.

Обобщение понятия энтропии на открытые системы и закон изменения энтропии. Связь энтропии с микросостоя­нием, принцип Больцмана.

1. Дубнищева Т.Я, Концепции современного естествозна­ния. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.356-375.

2. Суханов А.Д., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. — М.: АГАР, 2000. — С.344-355.

4.Радиоактивность (естественная и искусственная). Реакции синтеза и деления, энергетические проблемы. Динамические и статистические закономерности. Нерав­ новесные системы.

Что такое радиоактивность? Как было открыто явление естественной радиоактивности? Какие виды естественной радиоактивности были открыты в экспериментах Э.Резер-форда и Ф.Содди?

Каковы законы радиоактивного распада? Что такое «активность радиоактивного распада»? Через сколько времени распадется 60% радиоактивного полония, если период его полураспада 138 суток? Определите возраст древних деревянных предметов, если известно, что коли­чество нераспавшихся атомов радиоактивного углерода составляет в них 80% от количества его в свежесрубленном дереве (период полураспада углерода 5570 лет).

Возможно ли искусственное расщепление атомов? Дайте представление об альфа- и бета-распадах. Почему ионизующие излучения вредны и опасны для жизни чело­века? Что такое «радиационная экология»? Что такое изотопы и можно ли их разделить? Возможно ли превра­щение химических элементов? Возможны ли искусствен­ные радиоактивные элементы, не является ли это совре-

менной алхимией? Что такое «дефект массы» и «энергия связи ядра атома»?

Характеризуйте реакции деления ядер. Как и когда была открыта реакция деления ядра? Как выполняются законы сохранения в реакциях распада ядер? Сравните по величине удельную теплоту сгорания нефти и деления урана. Какие проблемы энергетики связаны с их использованием?

Охарактеризуйте термоядерный синтез, при какой температуре он может происходить и какие возможности перед энергетикой он открывает? Какие источники энергии звезд Вы знаете?

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.253-259.

2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. — М: ЮНИТИ, 1997. — С.174-188, 389-394.

5.Фундаментальные взаимодействия и элементарные частицы. Тождественность микрочастиц и разные статис­ тики. Частицы и античастицы.

Принцип тождественности как фундаментальный прин­цип квантовой механики, отражающий ее отличие от механики классической.

Элементарные частицы и их характеристики. Участие элементарных частиц в фундаментальных взаимодейст­виях.

Вещество и антивещество.

Строение атомных ядер. Ядерные превращения и пер­спективы исследования ядерных процессов.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — С.74-108.

2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния: Методические рекомендации. — Новосибирск, ЮКЭА, 1997. - С.25-29.

3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю. Современное естество­знание. — Новосибирск: ЮКЭА, 1998. — С.70-76.

4. Гейзенберг В. Философия и физика. Часть и целое. — М.: Мир, 1975.

5. Суханов АД., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. — М.: АГАР, 2000. — С.301-316

6. Потеев М.И. Концепции современного естествозна­ния. — СПб.: Питер, 1999. — С. 13-22.

7. Карпенков С.Х. Концепции современного естествозна­ния. — М.: ЮНИТИ, 1997. — С.88-94,160-165,167-192.

8. Брошь Луи де. Революция в физике. — М.: Мир, 1963.

9. Буравихин В.А., Егоров В.А., Идлис Г.М. Биография электрона и его родословная. — М.: Агар, 1997.

6.Клетка как первокирпичик живого. Функциони­ рование на онтогенетическом уровне.

Основные отличия живого от неживого. Понятие онто­генетического уровня. Основные положения клеточной теории. Какова роль этой теории в биологии? Почему клетку определяют в качестве элементарной единицы жизни, что может доказать это?

Клетка—основная форма организации живой материи. Методы изучения состава и строения живой клетки. Струк­турно-функциональная организация эукариотических кле-

13

ток. Насколько велико значение методов исследования в изучении клеток?

Работа клетки. Процессы обмена веществ и энергии в клетке. Роль ферментов. Все ли бели являются фермен­тами? Основные функции клеточных мембран. «Ионный насос». Есть ли мембранная структура в клетках растений? Все ли клетки обладают митохондриями?

Строение и функции ядра клетки. Есть ли различия между ядрами клеток растений и животных? Деление клеток. Каковы фазы митоза и сущность происходящих в них процессов? Каковы причины гибели клеток? Есть ли генетический механизм, контролирующий гибель клеток?

Взаимодействие клеток между собой. Что представ­ляют собой межклеточные структуры? Ткани животных и растений. Что такое нервная ткань и из каких компонентов она состоит?

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.2, гл.9; ч.З, гл.7.

2. Горелов А.А. Концепции современного естествозна­ния. - М.: ВЛАДОС, 1999. - С.123-134.

3. Потеев М.И. Концепции современного естествознания: Учебник. — СПб.: Питер, 1999. — С.175-189.

4. Суханов АД., Голубева О.Н. Концепции современного естествознания. - М.: АГАР, 2000. - С.260-266.

5. Иехов АЛ. Биология с элементами экологии. — СПб.: Лань, 2000. — Гл.5-7.

7. Обмен веществ и энергии на разных уровнях органи­зации живого. Процессы дыхания и фотосинтеза.

Анаболизм и катаболизм. Основные источники энергии в клетке. Какова роль обмена веществ и энергии в жизни? Каковы формы используемой энергии? Как организмы ее используют?

Молекулярное строение живой клетки — ДНК РНК АТФ. Структура и синтез белка. Рибосомы как «фабрики белка». Как используется АТФ в биологической работе, в транспорте ионов через мембрану, в росте клеток и в биосинтезе белка?

Законы термодинамики и объяснение процессов мета­болизма.

Процессы фотосинтеза и хемосинтеза. Химия про­цессов, световые и темновые реакции. Что происходит, когда свет падает на хлорофилл?

Подготовка энергии к использованию (дьвсание). Реак­ции брожения. Какова роль дыхания в подготовке энергии к использованию? Почему энергия, запасенная в глюкозе, не может использоваться прямым образом для обеспечения биологических реакций?

Использование энергии в клетках. Метаболизм на организменном уровне. Автотрофные, миксотрофные и гетеротрофные организмы. Происхождение типов обмена. Опишите свойства автотрофов и гетеротрофов с точки зрения ввода и использования энергии.

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествозна­ния. — Новосибирск: ЮКЭА, 1997. — 4.2, гл.9; ч.З, гл.7.

2. Потеев М.И. Концепции современного естествознания: Учебник. — СПб.: Питер, 1999. — С.190-204.

3. Пехов АЛ. Биология с элементами экологии. — СПб.: Лань, 2000. —Гл.5-7.