- •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 35.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристики и перспективы объединения.
Все известные в природе силы можно свести к 4 типам:
- гравитационное взаимодействие
- электромагнитное
-слабоядерное
-сильноядерное
1).гравитационное взаимодействие-универсальное (действ. Между любыми частицами).самая слабая из 4 сил, но основная сила во вселенной поскольку действует на большие расстояния и всегда явл.силой притяжения. Это взаимодействие можно описать как обмен гавитономи(частицы со спином 2)
2)электромагнитное (только между заражёнными частицами)в зависимости от зарядов взаимодействие частиц может быть либо притяжение, либо отталкивание. На больших расстояния сила не значительная. В масштабах атома и молекул электромагнитные силы доминируют и обеспечивают связь атомов и молекул. Это обмен виртуальными бесмассовыми частицами со спином 1-фатонами.
3)слабоядерная. только в микромире. Важная роль в термоядерных реакциях, поэтому проявляется в эволюции звёзд и других космических объектов. Носит распадный характер. переносчиками этого взаимодействия явл. так называемые векторные базоны.они очень массивны поэтому их радиус действия очень мал.
4)сильноядерное. Проявляется на расстояниях, сравнимых с размером ядер. Оно обеспечивает связь кварков внутри протонов и нейтронов, а так же связь нейтр.и протонов внутри ядер.переносчиками явл.глюоны со спином 1.они связывают кварки по парам или тройкам.
60 года ХIХ Максвелл создает единую электромагнитную теорию
1967-Вайнберг и Салам предложили общую теорию электрослабого взаимодействия.два фундаментальных взаимодействия электромагнитное и слабоядерное оказались проявлением единого электрослабого.
Теория великого объединения Глэшоу 1974. в этой теории уже три силы вступают как разные проявления единой силы.
Вопрос 36. Парадоксы классической космологии и их разрешения.
Классика: вселенная устроена по законам механики(17 век.)
По концепции Лапласовского детерминизма(нач.19века) законы механики в принципе позволяют точно предсказать как будет развиваться вселенная, если известно её состояние в один её произвольный момент времени.
Ньютоновская вселенная вечна, бесконечна, изотропна(одинакова по всем направлениям).Такие св-ва оказались тесно связанными с фундаментальными законами сохранения (терема Нётера).Раз вселенная вечна, бесконечна, изотропна значит вселенная либо существует всегда в таком неизменном состоянии, либо была сотворена в какой то момент в прошлом примерно такой какой она явл.сейчас.
Такие представления привели к парадоксам, которые не могла решить классическая наука.
1) гравитационный парадокс:
по Ньютону-в каждой точки вселенной должна действовать бесконечно большая сила притяжения, а значит все звёзды должны неизбежно приблизиться друг с другом из-за гравитации. Т.е. бесконечность вселенной противоречит её вечности.
2) фотометрический парадокс:
В бесконечной статической (неизменной)вселенной бесконечное кол-во звёзд, а значит любой луч зрения должен упираться в какую либо звезду, тогда небо даже ночью ярко светится, чего мы не наблюдаем.
1913-Эйнштейн закончил разработку общей теории относительности(гравитация это не сила, пространство искривлено).
1917-Эйнштейн применил уравнение ОТО ко вселенной в целом. В отличии от кл-их теорий пространство и время вселенной оказались неабсолютны и не бесконечны. Вселенная бесконечна, но замкнута.
Из ур-ия ОТО следовало, что пространственный размер вселенной должен увеличиваться со временем. Т.е.должна либо расширяться либо сжиматься. Эйнштейн это отверг.
Эйнштейну пришлось изменить ур-ие ОТО, добавив в них дополнительные величины так называемое космологическое отталкивание(10 в степени -58).
В 20-ых годах 20 века нестационарность вселенной, вытекающую из ур-ия ОТО объяснил Фридман: вселенная однородна и изолирована.Он рассмотрел три различные модели нестационарной вселенной.Все они были эволюционными.
1.расширение сменяется сжатием. Кривизна пространства положительна.(сфера) Расширение тормозится гравитацией
2. Неограниченно расширяется (не тормозится гравитацией). Скорость расширения очень велика. кривизна пространства отрицательна. Галактики будут удалятся друг от друга с постоянной скоростью
3.Скорость расширения замедляется, но не равняется нулю. Кривизна пространствоа плоская.
Выводы Фридмана о расширении вселенной получило экспериментальное подтверждение.
1929 Хаббл обнаружил так называемое «красное»смещение спектральной линии излучения,приходящего от удалённых галактик. Этот эффект свидетельствовал о том,что сам источник света от нас удаляется.Хаббл обнаружил,что галактики удаляются от нас со скоростьюV,которая прямопропорциональна расстоянию L от нас до галактики.Этот вывод назвали законом Хаббла.