- •Вопрос 1. Естествознание как единая наука о природе. Иерархия уровней культуры.
- •Вопрос 2. Специфика науки как вида деятельности. Критерии научного сознания. Проблема познаваемости мира.
- •Вопрос 3. Критерии научности. Структура научного знания. Эмпирический и теоретический уровни научного знания.
- •Вопрос 4. Методы и средства научного познания.
- •Билет №5.Наука как социальное явление. Модели развития науки.
- •Вопрос 6. Древнегреческий этап развития естествознания.
- •Вопрос 7. Научное мышление в эпоху Средневековья.
- •Вопрос 8. Классическая эпоха в естествознании 17-19 века
- •Вопрос №9. Механистическая картина мира.
- •Вопрос 10. Неклассический этап развития естествознания с н.20 века по 70-е гг. 20 века
- •Вопрос 11 Постнеклассический этап развития естествознания
- •Вопрос 12. Современные подходы к периодизации естествознания. История естествознания как смена научных парадигм. Ньтоновская и эволюционная парадигмы.
- •Вопрос 13. Механика ньютона как пример динамической теории. Идеализация и ограниченность классической механики.
- •Вопрос 14. Триумф небесной механики. Механический детерминизм как фундамент классического мировоззрения
- •Вопрос 15. Фундаментальная симметрия пространства и времени,ее связь с законами сохранения
- •Вопрос 16 Концепции дальнодействия и близкодействия.Понятие материального поля.Классические представления о природе света.
- •Вопрос 17 Непрерывность и дискретность в описании структуры материи.
- •Вопрос 18. Историческое развитие концепции пространства и времени в естествознании. Становление специальной теории относительности(сто)
- •Вопрос 19 Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренса. Относительность одновременности.
- •Вопрос 20. Основные следствия из преобразований Лоренса. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.
- •Вопрос 21. Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.
- •Вопрос 22. Концепция искривленного 4-мерного пространства-времени в ото:
- •Вопрос 23.Современная наука о пространстве и времени. Описание пространства и времени в ведущих физических теориях.
- •Вопрос 24. Развитие представлений о природе тепловых явлений. Начало термодинамики. Цикл Карно.
- •Вопрос 25. Проблема необратимости и ее статическое решение.
- •Вопрос 26. Термодинамический и статический смысл понятия энтропии:
- •Вопрос 27. Проблема «тепловой смерти» Вселенной: возникновение и современное решение.
- •Вопрос 28. Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма
- •Вопрос 29.Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.
- •Вопрос 30.Квантовая механика как пример статистической теории. Описание состояния и движения микрообъектов. Принцип суперпозиций квантовых сил.
- •Вопрос 31. Принцип дополнительности и его применение к описанию динамики объектов. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Вопрос 32. Принцип неопределённости Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности
- •Вопрос 33. Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.
- •Вопрос 34. Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.
- •Вопрос 35.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристики и перспективы объединения.
- •Вопрос 36. Парадоксы классической космологии и их разрешения.
- •Вопрос 37. Современная космология о ранних стадия эволюции Вселенной.
- •Вопрос 40 Строение Земли и основные характеристики ее оболочек. Термодинамика Земли.
- •Вопрос 41. Образование и основные этапы эволюции Земли.
- •Вопрос 46.Особенности эволюционных процессов в природе,их отличие от динамических и статистических закономерностей. Общее описание процесса самоорганизации в неравновесных системах.
- •Вопрос 47. Общие свойства систем, способных к самоорганизации.
- •Вопрос 48. Примеры самоорганизующихся систем в физике.Конвективные ячейки Бенара.Лазеры.
- •Вопрос 49.Открытие диссипативные системы в химии и биологии. Примеры самоорганизации.
- •Вопрос 50. Синергетический подход к анализу экономических явлений и моделированию социальных процессов.Примеры.
- •Вопрос 51.Проблемы прогнозирования в контексте синергетики. Динамический хаос.Фракталы.
- •Вопрос 37(дополнение).Из уравнений ото вселенная расширяется.
Вопрос 29.Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.
в начале 20в установили, что законы классической физики не применимы к двум группам явлений: процессы взаимодействия света с вещ-ом(дуализм) и процессы происходящие в атоме.
Оказалось, что эти явления связаны и их можно объяснить в рамках одной теории- квантовой мех-ки.
1)Взаимодействие света с вещ-ом. В конце 19в в физике возникла кризисная ситуация «ультрафиолетовая катастрофа»: распределение энергии излучения в спектре абсолютно черного тела, полученное в опытах не удавалось объяснить теоретически на основе классич представлений. Решение проблемы предложил Макс Планк. Он предположил, что э/м энергия может излучаться о поглощаться отдельными малыми порциями- квантами. Энергия кванта зависит от его частоты по формуле E=hV.
В 1905г Эйнштейн объяснил на основе гипотезы квантов явление фотоэффекта (вырывания электронов из мет под действием света). Оказалось, что свет можно представить как поток отдельных неделимых частиц – квантов, которые движутся в пустоте со скоростью света.
В 1926г кванты света назвали фотонами. Опыты подтвердили, что фотоны реально существуют (эффект Комптона – раасеивание рентгеновских лучей своб.ее).
В 1923г Луи де Бройль предположил, что частицы вещества наряду с корпускулярными свойствами должны обладать и волновыми. Каждой частице можно приписать длину волны l=h/mv.
В 1927г эту гипотезу подтвердили опыты Девиссона и Джервера, где была зафиксирована дифракция эл-на (волновое св-во).
Т.О. э/м волны проявляют св-ва волн и частиц и частицы вещества прявл св-ва волн и частиц. Эту особенность назвали корпускулярно- волновым дуализмом. Его невозможно объяснить с позиции классич физики. На уровне макроявлений корпускулярное и волновое описание явл строго ограничивается. А на уровне микроявл границы размываются и микрообъект в зависимости от условий наблюдения может проявлять либо карпуск либо волновые св-ва. Например в атоме эл-ны «существуют» не в виде частиц, а в виде некоторых волн. Их движение описывает волновое Ур-е Шредингера.
2)Процессы происходящие в атоме.
1903г – модель атома Томсона 2булочка с изюмом». Положительно заряж сфера с вкрапленными в нее Эл-ми(-)
в 1907г Резерфорд в результате опытов по рассеиванию альфа-частиц атомами золота показал, что модель Томсона неверна и в атомах сущ-т ядра, в кот сосредоточена почти вся масса атома.
В 1911г Резерфорд предложил планетарную модель атома. Эта модель противоречила законам классич физики и не объясняла наблюдаемые линейные спектры атома.
В 1913г Нильс Бор предложил 2 постулата, несовместимые с кл физ:
1)в атомах сущ-т стационарные орбиты, вращаясь по кот эл –н не излучает и
2) при мгновенном переходе эл-на с орбиты Е2 на орбиту Е1 испускается (поглощается) квант света с энергией hv=E2-E1 так возникает линейчатый спектр атома.
В 1913-14г существование уровней энергии в атомах подтвердили опыты Герца.
Но модель Бора не могла объяснить:
1. спектры атомов более сложных чем водород
2. как движутся эл-ны при переходе с одной орбиты на др «мгновенный переход»
3. как из атомов образуются мол более сложных в-в.
Эти трудности разрешила новая теория квант мех. Согласно гипотизе Де Броля эл вращающийся вокруг ядра можно представить как волну, а стационарные орбиты Бора, это те орбиты в доль которых укладывается целое число длин волн.
Идеи Де Броля не были теорией до 1926г, когда Шредингер нашел Ур-е которому должны подчиняться электр. Волны. Это Ур-е позволяет определить волновую функцию или пси-функцию, кот полностью описывает состояние эл в атоме.
В 1926г Макс Борн установил физич смысл пси-функции, доказал, что квадрат ее модуля определяет вероятность нахождения микрообъекта в том или ином месте пр-ва.
В 1927г Гейзенберг получил соотношение неопределенностей: невозможно одновременно точно измерить сопряженные переменные.
В 1927г Нильс Бор выдвинул принцип дополнительности, предложив физич интерпретацию результатов квантовой мех.
Квантовая механика позволила:
1)Изучить св-ва элем.частиц
2) Объяснить строение материалов
3) Получить объяснение сверхтекучести, сверхпроводимости т.д.
4) объяснить природы белых карликов
5)Объяснить природу черных дыр
6) объяснить строение звезд и механизма их свечения