- •3. Этапы развития науки (классический, неклассический, постнеклассический). Панорама современного Естествознания. Тенденции развития.
- •6. Наука как система и её основные компоненты. Общенаучные знания.
- •7. Методы современных естественных наук. Суть научного метода, его основные характеристики.
- •8. Формы познания. Структура и методы естественно-научного познания.
- •9. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро-, мега- мир. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
- •10. Структурные уровни макромира. Вещество и поле – виды материи.
- •11. Законы Ньютона. Закон всемирного тяготения.
- •12. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.
- •14. Основные идеи сто, ото. Связь гравитации с пространством–временем.
- •15. Квантово–полевая модель мира. Корпускулярно–волновой дуализм в современной физике. Гипотеза де Бройля.
- •16. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна.
- •17. Принцип симметрии, дополнительности, неопределенности, суперпозиции, соответствия, тождественности.
- •18. Свойства пространства, времени и законы сохранения.
- •19. Статистические и термодинамические свойства макросистем. Соотношение статистических и динамических закономерностей в природе.
- •20. Структурные элементы микромира (атомы, ядра, элементарные частицы, молекулы, кварковая модель атома).
- •21. Развитие взглядов на природу света. Формула Планка. Фотон и его характеристики.
- •22. Элементарные частицы и их классификации.
- •24. Парадокс времени в физике. Необратимые процессы и стрела времени.
- •29. Сверхпроводимость; втсп, перспективы их использования.
- •30. Новые вещества (фуллерены, нанотрубки, металлический водород, трансурановые элементы и т.Д.).
- •31. Исследование по созданию разеров, гразеров и сверхмощных лазеров. Перспективы их использования.
- •32. Проблема управляемого термоядерного синтеза.
- •33. Перспективы развития компьютерных технологий.
- •34. История развития знаний о веществе. Фундаментальные законы о составе и свойствах вещества.
- •37. Запасы и потребление сырья. Металлы. Неметаллическое сырье. Природный газ. Углерод. Вторичное сырье. Нефть. Уголь. Биомасса. Древесина.
- •38. Новые химические элементы. Радиоактивные изотопы. Плазмохимические процессы. И прочее.
- •39. Зарождение живой материи. Основополагающие жизненные системы. Хиральность молекул живых организмов.
- •41. Структура и свойства белков. Биосинтез белков. Строение и разновидности клеток. Прокариоты и эукариоты. Деление клеток.
- •42. Современное представление о происхождении жизни. Химическая эволюция. Органогены. Биохимическая стадия развития жизни. Эволюция организмов. Многообразие форм жизни.
- •44. Геологические эры и эволюция жизни. Разновидности живых организмов. Особенности растительного и животного мира. Адаптация живых организмов. Взаимосвязь живых организмов.
- •47. Естественно-научное понимание энергии. Энергия – источник благосостояния. Способы преобразования энергии. Эффективность производства и потребления энергии.
- •48. Тепловые электростанции. Способы повышения эффективности энергосистемы. Парогазовые установки. Проблемы прямого преобразования энергии.
- •49. Водородные двигатели. Гидроэлектростанции. Приливные электростанции. Геотермальные источники энергии.
- •50. Перспективы развития гелиоэнергетики. Современная ветроэнергетика. Развитие атомной энергетики.
- •53. Глобальные катастрофы и эволюция жизни. Космическое и внутрипланетарное воздействие на биосферу. Преодоление экологической катастрофы.
- •54. Метрологические наблюдения. Климат в прошлом. Долгосрочные прогнозы. Равновесие климата.
- •55. Парниковый эффект и погода. Кислотные осадки. Разрушение озонового слоя и проблемы его сохранения. Водные ресурсы. Способы сохранения водных ресурсов.
- •57. Человек и природа.
29. Сверхпроводимость; втсп, перспективы их использования.
Сверхпроводимость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения. Существует множество чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Каждый материал обладает своей критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние (Тк). Известные ныне критические температуры изменяются в пределах от 0,0005 К у магния (Mg) до 39 К у диборида магния (MgB2) у низкотемпературных сверхпроводников (Тк ниже 77 К, температуры кипения жидкого азота), до примерно 135 К у ртутьсодержащих высокотемпературных сверхпроводников.
Явление сверхпроводимости используется для получения сильных магнитных полей, поскольку при прохождении по сверхпроводнику сильных токов, создающих сильные магнитные поля, отсутствуют тепловые потери. Существуют детекторы фотонов на сверхпроводниках. Вихри в сверхпроводниках второго рода можно использовать в качестве ячеек памяти. Подобное применение уже нашли некоторые магнитные солитоны.
30. Новые вещества (фуллерены, нанотрубки, металлический водород, трансурановые элементы и т.Д.).
Фуллерены, — молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода (другие — алмаз, карбин и графит) и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода. Своим названием эти соединения обязаны инженеру и дизайнеру Ричарду Бакминстеру Фуллеру, чьи геодезические конструкции построены по этому принципу. В молекулах фуллеренов атомы углерода расположены в вершинах правильных шести- и пятиугольников, из которых составлена поверхность сферы или эллипсоида. Фуллерены обладают нелинейными оптическими свойствами, что позволяте использовать их в оптике, в частности, в оптических затворах. Молекулярный кристалл фуллерена является полупроводником с шириной запрещённой зоны ~1.5 эВ и его свойства во многом аналогичны свойствам других полупроводников, поэтому ряд исследований был связан с вопросами использования фуллеренов в качестве нового материала для традиционных приложений в электронике: диод, транзистор, фотоэлемент и т. п. Другой интересной возможностью практического применения является использование фуллереновых добавок при росте алмазных плёнок CVD-методом (Chemical Vapor Deposition). Высокое быстродействие (высокая насыщенная дрейфовая скорость); максимальная, по сравнению с любыми другими известными материалами, теплопроводность и химическая стойкость делают алмаз перспективным материалом для электроники следующего поколения.
Углеродные нанотрубки — это протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей и заканчивающиеся обычно полусферической головкой. Нанотрубки могут быть как однослойные, так и многослойные. Возможные применения нанотрубок: механические (сверхпрочные нити, композитные материалы, нановесы), микроэлектроника (транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящие поверхности, топливные элементы), нейрокомпьютерные разработки, капиллярные применения (капсулы для активных молекул, хранение металлов и газов, нанопипетки), оптические применения (дисплеи, светодиоды), медицина.
Металлический водород, согласно моделям, является сверхпроводником при комнатной температуре. Некоторые прогнозы гласят, что можно добиться его устойчивости даже при нормальном давлении. А это сулит большие перспективы в области энергетики. Однако для формирования металлического водорода необходимо давление порядка 3-4 (или даже чуть выше — зависит от условий) миллионов атмосфер. А это — больше, чем в центре Земли. Перспективным материалом для моделирования металлического водорода считается моносилан (SiH4). Он богат водородом, а для его фазового перехода нужно хотя и очень высокое давление, но всё же меньшее, чем требуется для "обращения" самого водорода. В частности, учёные на опыте доказали, что под большим давлением силан превращается в металл, а при дальнейшем сжатии и охлаждении — в сверхпроводник.
Трансурановые элементы (заурановые элементы, трансураны) — радиоактивные химические элементы, расположенные в периодической системе элементов Д. И. Менделеева за ураном, то есть с атомным номером выше 92. Все известные изотопы трансурановых элементов имеют период полураспада значительно меньший, чем возраст Земли. Поэтому трансурановые элементы практически отсутствуют в природе и получаются искусственно посредством различных ядерных реакций. Из всех трансурановых элементов наибольшее применение нашел нуклид плутония 239Pu как ядерное топливо.