- •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.
14. Основные идеи сто, ото. Связь гравитации с пространством–временем.
Специальная теория относительности (СТО) - теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при скоростях движения, близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Специальная теория относительности была разработана в начале XX века усилиями Г. А. Лоренца, А. Пуанкаре, А. Эйнштейна и других учёных. Экспериментальной основой для создания СТО послужил опыт Майкельсона. Его результаты оказались неожиданными для классической физики своего времени: независимость скорости света от системы отсчёта. Попытка интерпретировать этот результат в начале XX века вылилась в пересмотр классических представлений, и привела к созданию специальной теории относительности.
Обычно рассматриваются две инерциальные системы S и S'. Время и координаты некоторого события, измеренные относительно системы S обозначаются как (t, x, y, z), а координаты и время этого же события, измеренные относительно системы S', как (t', x', y', z'). Удобно считать, что координатные оси систем параллельны друг другу и система S' движется вдоль оси x системы S со скоростью v. Одной из задач СТО является поиск соотношений, связывающих (t', x', y', z') и (t, x, y, z), которые называются преобразованиями Лоренца.
Общая теория относительности (ОТО) - геометрическая теория тяготения, развивающая специальную теорию относительности (СТО), опубликованная Альбертом Эйнштейном в 1915—1916 годах. В рамках общей теории относительности, как и в других метрических теориях, постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, находящихся в пространстве-времени, а деформацией самого пространства-времени, которая связана, в частности, с присутствием массы-энергии. Общая теория относительности отличается от других метрических теорий тяготения использованием уравнений Эйнштейна для связи кривизны пространства-времени с присутствующей в нём материей. ОТО в настоящее время — самая успешная теория, хорошо подтверждённая наблюдениями.
Важно отметить, что основным отличием пространства-времени общей теории относительности от пространства-времени специальной теории относительности является его кривизна, которая выражается тензорной величиной — тензором кривизны. В пространстве-времени специальной теории относительности этот тензор тождественно равен нулю и пространство-время является плоским.
15. Квантово–полевая модель мира. Корпускулярно–волновой дуализм в современной физике. Гипотеза де Бройля.
В основе современной квантово-полевой картины мира лежит новая физическая теория — квантовая механика, описывающая состояние и движение микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем, а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте. В соответствии с квантово-полевой картиной мира любой микрообъект, обладая волновыми и корпускулярными свойствами, не имеет определенной траектории движения и не может иметь определенных координат и скорости (импульса). Спецификой квантово-полевых представлений о закономерности и причинности является то, что они всегда выступают в вероятностной форме, в виде так называемых статистических законов, которые способствуют более глубокому уровню познания природных закономерностей. Таким образом, оказалось, что в основе мира лежат случайность, вероятность.
Корпускулярно-волновой дуализм - лежащее в основе квантовой механики положение о том, что в поведении микрообъектов проявляются как корпускулярные, так и волновые черты. По представлениям классической (неквантовой) физики, движение частиц и распространение волн различаются принципиально. Однако опыты по вырыванию светом электронов с поверхности металлов (фотоэффект), изучение рассеяния света на электронах (Комптона эффект) и ряд др. экспериментов убедительно показали, что свет — объект, имеющий, согласно классической теории, волновую природу, — ведёт себя подобно потоку частиц. Таким образом, характерной особенностью микромира является своеобразная двойственность, дуализм корпускулярных и волновых свойств, который не может быть понят в рамках классической физики.
В 1924 г французский физик Луи де Бройль выдвинул смелую гипотезу, согласно которой корпускулярно-волновой дуализм имеет универсальный характер. Согласно гипотезе де Бройля каждая материальная частица обладает волновыми свойствами, причем соотношения, связывающие волновые и корпускулярные характеристики частицы остаются такими же, как и в случае электромагнитного излучения. По гипотезе де Бройля движущейся частице, обладающей энергией E и импульсом p, соответствует волновой процесс, частота которого равна ω = E/h, а длина волны λ = 2πh/p.