- •Естествознание-система наук о Природе. Цели, задачи естествознания.
- •Стадии становления. Роль естествознания в развитии общества.
- •История Естествознания. Естественно-научные революции-глобальные, комплексные, частные.
- •4. Этапы развития науки (классический, неклассический, остнеклассический).
- •6. Наука как система и её основные компоненты. Общенаучные знания.
- •Методы современных естественных наук. Суть научного метода, его основные характеристики.
- •Формы познания. Структура и методы естественно-научного познания.
- •Структурные уровни организации материи. Микро-, макро-, мега- мир. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
- •Структурные уровни макромира. Вещество и поле – виды материи
- •Законы Ньютона. Закон всемирного тяготения.
- •Инерциальные и неинерциальные система отсчета.
- •Основные идеи сто, ото. Связь гравитации с пространством – временем.
- •Квантово – полевая модель мира. Корпускулярно – волновой дуализм в современной физике. Гипотеза де Бройля.
- •Принципы относительности Галилея и Эйнштейна.
- •Принцип симметрии, дополнительности, неопределенности, суперпозиции, соответствия, тождественности.
- •Свойства пространства, времени и законы сохранения.
- •Статистические и термодинамические свойства макросистем. Соотношение статистических и динамических закономерностей в Природе.
- •Структурные элементы микромира (атомы, ядра, элементарные частицы, молекулы, кварковая модель атома).
- •Развитие взглядов на природу света. Формула Планка. Фотон и его характеристики.
- •Элементарные частицы и их классификации.
- •Современные ускорители и детекторы элементарных частиц.
- •Парадокс времени в физике . Необратимые процессы и стрела времени.
- •Проблема создания единой фундаментальной теории
- •Важнейшие достижения современного естествознания .
- •Сверхпроводимость; втсп, перспективы их использования.
- •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.
- •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.
-
Важнейшие достижения современного естествознания .
Важнейшие достижения современного естествознания
Несмотря на отставание экспериментальных исследований от теоретических, в естествознании второй половины XX столетия благодаря развитию экспериментальной базы достигнуты значительные успехи. Невозможно перечислить все достижения во всех отраслях естествознания, но можно однозначно утверждать, что большинство из них воплотилось в современных наукоемких технологиях. Высокотемпературная сверхпроводимость, молекулярные пучки, химические лазеры, достижения ядерной химии, химический синтез ДНК, клонирование и т.п. — вот некоторые °чень важные достижения современного естествознания.
Высокотемпературная сверхпроводимость.
Широкое применение сверхпроводников позволит существенно сократить рассеяние энергии в различного рода электрических цепях, и особенно при электропередаче, потери которой составляют около 20% при использовании обычных проводников.
Молекулярные пучки.
Молекулярный пучок представляет собой струю молекул, образующуюся при испарении вещества в специальной печи и пропускании его через узкое сопло, формирующее пучок в камере, в которой поддерживается сверхвысокий вакуум, исключающий межмолекулярные столкновения. При направлении молекулярного пучка на реагенты — соединения, вступающие в реакцию, — при низком давлении (10-10 атм) каждая молекула может участвовать не более чем в одном столкновении, приводящем к реакции. Для осуществления такого сложного эксперимента требуется установка сверхвысокого вакуума, источник интенсивных сверхзвуковых пучков, высокочувствительный масс-спектрометр и электронные определители времени свободного пробега молекул
Достижения ядерной химии. Одна из первых Нобелевских премий в области ядерных процессов была присуждена химику Отто Гану в 1944 г. за открытие деления ядер. В 1951 г. Нобелевская премия за открытие двух первых в Периодической системе трансурановых элементов была присуждена химику Гленну Сиборгу и его коллеге - физику Эдвину Мак-Миллану. Многие современные достижения науки о ядерных процессах получены при тесном взаимодействии химиков, физиков и ученых многих других направлений.
С применением химических методов в течение всего лишь 15 лет синтезированы химические элементы с номерами от 104 до 109. Было найдено много новых изотопов элементов, расположенных выше урана. Исследования изотопов позволили не только количественно описать многие ядерные процессы, но и определить свойства, от которых зависит устойчивость атомных ядер.
Одна из интересных задач ядерной химии — обнаружение супертяжелых элементов, т.е. элементов, входящих предсказанный остров стабильности, включающий атомный номер 114.
В последние десятилетия методы ядерной химии нашли яркое применение при исследовании грунта планет Солнечной системы и Луны. Например, для химического анализа грунта Луны применялся трансурановый элемент. Такой метод позволил определить около 90% элементов в трех различных местах лунной поверхности. Анализ изотопного состава образцов лунного грунта, метеоритов и других небесных тел помогает сформировать представление об эволюции Вселенной.
Ядерная химия применяется и в медицине. Например США ежегодно назначается около 20 млн. процедур с приме нием радиоактивных препаратов. Особенно широко распространено лечение щитовидной железы радиоактивным йодом.
Новая ядерная установка.
В Институте теоретической и экспериментальной физики Российской академии наук и в институтах других стран сооружается прообраз пока не известных практике ядерных установок, которые станут безотходными, экологически чистым более безопасными источниками энергии, чем многие из существующих. Действующая модель новой ядерной энергетической установки состоит из двух агрегатов — ускорителя элементарных частиц и бланкета — особого типа атомного реактора. Для технн ского воплощения этой новой идеи предполагается использовать старые атомные реакторы, выработавшие свой ресурс.
Химический синтез ДНК.
Первый химический синтез гена, осуществленный более 20 лет назад, потребовал многолетней напряженной работы. В промышленных лабораториях уже синтезированы гены инсулина и интерферона. Произведен синтез гена для фермента рибо-нуклеозы, открывающей возможность изменять желаемым образом физические и химические свойства белка. Однако самыми современными методами получаются фрагменты генов длиной в сотни пар оснований, а для дальнейших исследований нужны фрагменты в 100 и более раз длиннее.
Успехи генной инженерии.
Современная молекулярная биология позволяет вводить почта любой отрезок ДНК в микроорганизм, чтобы заставить его синтезировать тот белок, который кодирует данная ДНК. А соломенная органическая химия дает возможность синтезировать последовательности нуклеотидов - фрагменты генов. Такие фрагменты генов можно применять для изменения исходной последо-тельности