- •1) Концепции естествознания – основа научного миропонимания. Связь естествознания с экономикой, управлением, нашей специальностью.
- •2) Гуманитарные, фундаментальные и прикладные науки. Естествознание и псевдонаучные тенденции. Религия и наука. Естествознание и культура.
- •3)Понятие научной истины. Критерии и границы адекватности истины. Особенности процесса отображения в сознании наблюдателя.
- •4) Научные революции. Особенность современной научно-технической революции.
- •Первая научная революция XVII века
- •Вторая научная революция конца XVIII века — 1-я половина XIX века
- •5)Методы научного познания действительности. Соотношение рационального и иррационального мышления.
- •Виды научного метода Теоретический научный метод Теории
- •Гипотезы
- •Научные законы
- •Научное моделирование
- •Эмпирический научный метод Эксперименты
- •Научные исследования
- •Наблюдения
- •Измерения
- •6) Дифференциация и интеграция научного знания. Диалектика свойств системы и ее частей. Естествознание и философия.
- •7) Развитие понятий: материя, движение, пространство и время. Структурные уровни организации материи.
- •8) Соотношение закономерности и случайности в окружающем мире. Принцип причинности и лапласовский детерминизм.
- •9) Роль математики в естествознании. Моделирование явлений природы. Системные принципы.
- •10)Измерения – основа естественнонаучного познания. Система единиц измерения. Виды измерений и погрешностей. Обработка результатов измерений.
- •Традиционные системы мер Единицы измерения, сгруппированные по физическим величинам
- •11)Фундаментальные взаимодействия , их роль в природных процессах. Универсальные физические постоянные. Что такое Поле. Близкодействие и дальнодействие. Биополе.
- •12)Св-ва вещества. Концепция атомизма. Понятие системы . Структурные уровни организации материи в микро,макро и мегамире.
- •13)Этапы развития физики и осн.Достижения каждого этапа.
- •14)Понятие классической механики – масса, вес, сила, энергия и импульс. Законы Ньютона. Закон всемирного тяготенпя. Космические скорости.
- •15)Принцип относительности инвариантной симметрии. Законы сохранения механики.
- •16)Развитие представлений о свете. Проявление двойственной системы света
- •17)Общая и специальная теории относительности. Постулаты специальной теории относительности. Единое пространство-время.Эквивалентность массы и энергии.
- •18)Развитие представлений о природе тепловых явлений. Агрегатные состояния вещества. Понятие температуры макросистем.
- •19) Термодинамический и молекулярно-кинетический подходы в тепловых явлениях.
- •20)Циклические процессы
- •21)Первое начало термодинамики . Особые св-ва тепловой энергии. Коэффициент полезного действия тепловых машин (цикл Карно) Тепловые двигатели.
- •22)Второе начало термодинамики. Необратимость реальных процессов. Концепция энтропии и законы ее изменения.
- •23)Колебательные и волновые процессы. Взаимодействие волн. Резонанс.
- •24)Сущность электромагнитной индукции Максвелла. Понятие электрического заряда, тока проводимости и тока совмещения.
- •26) Концепции атомного уровня материи. Развитие моделей атома. Характерные размеры и массы атома и его составляющих.
- •27)Строение атомных ядер. Ускорители частиц. Св-ва ядерных сил. Дефект массы и энергия связей.
- •28)Общие сведения о характеристиках элементарных частиц. Тождественность и корпускулярно- волновой дуализм микрочастиц.
- •29)Вероятностный характер микропроцессов. Соотношение неопределенностей и принцип дополнительности в квантовой механике.
- •30)Представление о физическом вакууме в квантовой теории. Виртуальные частицы. Перспективы развития науки о микромире.
- •31)Радиоактивность и ее разновидности. Понятие критической массы. Принципы получения атомной и термоядерной энергии.
- •32)Влияние радиоактивных излучений на биосферу. Параметры излучений. Дозы. Способы защиты. Проблемы утилизации радиоактивных отходов.
- •33)Развитие взглядов на эволюцию Вселенной. Концепция большого взрыва. Реликтовое излучение и первичный нуклеосинтез.
- •34)Масштабы, структура и возраст Вселенной. Закон Хаббла. Эволюция звезд. Синтез химических элементов.
- •35)Происхождение и состав Солнечной системы. Строение и эволюция Земли.
- •36) Энергетика. Концепции использования традиционных и альтернативных источников энергии. Создание отечествен. Энергетики
- •37) Концепции устойчивого развития общества
- •38)Естествознание и современные технологии, обеспечение их безопасности.
- •39)Проблемы создания единой научной картины мира
33)Развитие взглядов на эволюцию Вселенной. Концепция большого взрыва. Реликтовое излучение и первичный нуклеосинтез.
Вселе́нная — фундаментальное понятие астрономии, строго не определяемое, включает в себя весь окружающий мир[1][2][3]. На практике под Вселенной часто понимают часть материального мира, доступную изучению естественнонаучными методами[4].
Вселенная напоминает надувной шарик, на котором нарисованы галактики и, как на глобусе, нанесены параллели и меридианы для определения положения точек; но в случае Вселенной для определения положения галактик необходимо использовать не два, а три измерения. Чтобы оценить полное количество в-ва во Вселенной, нужно просто подсчитать все галактики вокруг нас. Поступая таким образом, мы получим в-ва меньше, чем необходимо, чтобы, согласно Эйнштейну, замкнуть «воздушный шарик» Вселенной. Существует теория, что во Вселенной имеется не только в-во в виде галактик, но и невидимое в-во в количестве, необходимом, чтобы Вселенная была замкнута; полемика по этому поводу до сих пор не затихает. Спустя миллиард лет после «большого взрыва» началось образование галактик. К этому моменту вещ-во уже успело охладиться и стали появляться стабильные флуктуации плотности среди облаков газа, равномерно заполнявших космос. Локальное увеличение плотности в-ва оказывается стабильным, если плотность достаточно велика, так как в этом случае создаётся локальное гравитационное поле, способствующее сохранению в-ва в сжатом виде. Продолжая сжиматься и теряя при этом энергию на излучение, уплотнившееся в-во в результате своей эволюции превращалось в современные галактики.
Первичный (космологический) нуклеосинтез. Нуклеосинтез –синтез нуклонов (объединение протонов и нейтронов в составные ядра атомов). Он протекает с участием ядерных сил, радиус действия кот не превышает 10-13 см. Для сближения нуклонов на такие расстояния необходимо по крайней мере выполнение двух условий: свободные нуклоны должны обладать энергией, позволяющей им сблизится до указанных расстояний; их энергия при этом не должна превышать энергии связи нуклонов в ядре, иначе объединение не сможет устойчиво существовать. Поэтому нуклеосинтез может протекать в интервале температур с верхней границей порядка 1 млрд. градусов. Электрические заряды протонов препятствуют их прямому объединению, для преодоления электростатического отталкивания требуются высокие энергии. В условиях же Вселенной на этапе нуклеосинтеза образование составных ядер возможно только на основе соединений протонов с нейтронами. Соединение протона с нейтроном создаёт ядро дейтерия, с двумя нейтронами – ядро трития. Это два известных изотопа водорода. Образование же ядер других эл-тов требует, казалось бы, невозможного – объединения двух и большего числа протонов. В конце 20-х годов учёные указали возможный путь нуклеосиинтеза, в его основе лежит процесс нерезонансного захвата нейтрона протоном. В таком процессе захваченный нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино (бета-распад) и образуется устойчивое ядро из двух протонов, к которым присоединяется ещё один или два нейтрона, т.е. возникает ядро с атомным числом 3 или 4 одного из двух изотопов гелия. В природе переходы от простого к сложному нередко отличаются от наиболее прямых и, в нашем представлении, логичных путей. Так произошло и в случае нуклеосинтеза в ранней Вселенной. На пути его прямого развития встали эл-ты с «магическими» числами 5 и 8. дело в том, что любая комбинация протонов и нейтронов, образующая ядро с атомами 5 или 8, оказывается нежизнеспособной, она распадается быстрее, чем образуется. Тем самым цепочка присоединения нейтронов к ядру с последующим их превращением в протоны и последовательным увеличением заряда ядра на единицу обрывается в самом начале, не оставляя надежды на получение ядер с числом нуклонов, превышающим 4. этот барьер на пути нуклеосинтеза физ назвали «щелью массы». Таким образом, нуклеосинтез в начальной фазе развития Вселенной не мог образовать наблюдаемого в сегодняшней Вселенной разнообразия химич эл-тов, поэтому его назвали первичным нуклеосинтезом.
Реликтовое излучение.. Делая выводы из теории горячей Вселенной, приходим к тому, что темп-ра в-ва была велика и падала с расширением Вселенной. Теория предсказывала, что в-во, из которого формировались первые звёзды и галактики, должно состоять в основном из водорода (75%) и гелия (25%), примесь других химич эл-тов незначительна. Другой вывод теории – в сегодняшней Вселенной должно существовать слабое электромагнитное излучение, оставшееся от эпохи большой плотности и высокой темп-ры в-ва. Такое излучение в ходе расширения Вселенной было названо реликтовым излучением. В своей структуре реликтовое излучение сохранило «память» о структуре барионного в-ва в момент разделения (барионное в-во – ничтожная часть Вселенной, её основными компонентами были фотоны (69% по эквивалентной массе) и нейтрино (31%)). В наши дни темп-ра реликтового излучения составляет примерно 3,0 К, что соответствует равновесному излучению абсолютно чёрного тела на длинах волн в области примерно от 10 до 0,05 см с максимумом на длине волны около 0,1 см. Изучение пр-венного распределения реликтового излучения даёт важную информацию о заключительной фазе начального периода развития мироздания. В частности, оно подтверждает, что к моменту протекания рекомбинации барионное в-во во Вселенной распределялось исключительно однородно и изотропно.