Естествознание. Лекция с 30.09.2011
Электростатика.
Электрический заряд- мера электромагнитного взаимодействия.
2 Вида электрического взаимодействия: притяжение и отталкивание. Ядро атома состоит из протонов и нейтронам.
Элементарный электрический заряд= 1.6 * 1019 кулон.
Закон сохранения электрического заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов сохраняется.
Гипотезы (теории).
Дальнодействие: взаимодействие передается мгновенно.
Близкодействие: взаимодействие передается с конечной скоростью с помощью промежуточных звеньев.
Электрическое поле- вид материи, существующий вокруг любой электрически заряженной частицы или электрически заряженного тела.
Электрически-нейтральный атом- число протонов равняется числу электронов.
Ион- атом имеющий недостаток или избыток электронов.
Электрическое поле действует только на электрически заряженные тела или частицы. По мере удаление от источника поля, его действие ослабевает. Электрическое распространяется в пространстве с конечной скоростью.
Характеристики поля с помощью физических величин:
Энергия.
Скорость распространения
Силовая характеристика:
напряженность электрического поля. (векторная)
Энергетическая характеристика:
разность потенциалов (напряжения) (скалярная)
Электрический ток
Электрический ток- направленное движение свободно электрически заряженных частиц (электронов, ионов)
По своей проводимости все вещества делятся на 3 вида:
Проводники
Полупроводники
Диэлектрики
Полупроводники- вещества, проводимость которых определяется наличием специально внесенных примесей.
Проводником электричества может быть любая среда: твердые тела, жидкости, газы, вакуум, плазма.
Физические величины характеризующие физический ток:
Сила тока, напряжение, сопротивление.
Электрические свойства веществ характеризуются физической величиной, которая называется удельным сопротивлением.
Магнитное поле- вид материи, существующий вокруг движущихся электрических зарядов.
Графическое изображение полей.
Явление электромагнитной индукции:
Переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле.
Электромеханический( индукционный) генератор переменного тока и трансформатор.
Электрический двигатель- устройство, которое совершает полезную работу за счет превращения электрической энергии в механическую.
Ускорители элементарных частиц.
В природе не существует магнитных зарядов, а частиц не существуют.
При взаимодействии электрических магнитных полей выполняется закон сохранения энергии.
Теории электромагнитного поля созданы английским ученным Максвеллом
Гипотеза Максвелла: если переменные магнитные поля порождают переменное электрическое поле, то должно быть и наоборот.
Вектор магнитной индукции, энергии, скорость распространения поля.
Электрические свойства вещества характеризуются физической величиной: диэлектрической проницаемость среды.
Магнитные свойства вещества или среды характеризуются магнитной проницаемостью.
Ферромагнетики- вещества, усиливающие внешнее магнитное поле в 1000 раз.
Сверхпроводимость Явление уменьшения удельного сопротивления проводника до 0 при температурах близких к температуре абсолютного 0 по шкале Кельвина.
Закон Кулона, закон Ома. Закон Джоуля-Ленца. Закон Ампера. Закон электромагнитной индукции.
Лекция 14.10.2011
Интерференция волн-наложение волн друг на друга, приводящие к постоянному распределению амплитуда колебания в каждой точке пространства.
Условия интерференции: волны должны быть конвергентными- частоты колебаний одинаковые и постоянная разность фаз. Применение для изготовления высокоточных линз.
Дифракция волн- огибание волнами препятствий.
Условия дифраций: длина волны должна быть соизмерима с размерами препятствий.
Дисперсия – зависимость показателей преломления вещества от частоты излучения.
Дуализм- двойственность свойств материи в частности света.
Спектральный анализ.
Спектры излучения- сплошной, полосатый, линейчатый
Сплошной спектр определяется характером взаимодействия атомов и молекул между собой
Полосатый спектр- череда цветных полос.
Спектральный анализ- метод определения химического состава вещества по его спектру (линейчатому). Широко применяется в металлургии. Приборы-mcgtrnjhfcrjg и спектрограф
Спектр- совокупность набора длин волн (частот) излучателя или поглатителя.
Фотоэффект- изменение проводимости вещества под действием определенного диапазона электромагнитных волн.
Лекция 21.10.2011
Атомная ядерная физика. Физика элементарных частиц
Модель Томсона: согласно ней атом имеет сложное строение. (кекс с изюмом).
Томсон открытие электрона в 19 веке.
Модель Резерфорда 1906г: Планетарная модель.
Сильные взаимодействия (ядерные)- происходит на расстоянии соизмеримых с размером атомнго ядра. 10-13 см
Ядерные реакции. Открытие деления ядер тяжелых элементов и выделения большого количетва энегрии.
Неуправляемы ядерные реакции (взрывы бомб)
Управляемые (атомные электростанции)
1954г.- первая в мире Советская атомная электростанция.
Реакция слияния ядер легких элементов- термоядерная реакция.
Космические технологии
Космос- мир, порядок(греч).
Космос- вся область пространства вне атмосферы земли.
Астрономия- наука о звездах.
Геоцентрическая система мира по мнению Коперника неправильная.
Метагалактика- скопление галактик.
Состав и краткая характеристика тел солнечной системы:
Центром масс Солнечной системы является Солнце. Возраст оценивается около 5 млрд. лет.
Планеты. Известны 8 планет. Плутон в нее не входит.
Классификация планет:
По физико-химическим свойствам. Планеты земной группы и планеты гиганты. (размеры, температура, состав, наличие спутников)
По условиям наблюдения. (внутренние и внешние)
Планеты гиганты, карликовые планеты, астеройды, кометы, метеориты, Космические катастрофы.
Математическую основу небесной механики. Космической технологии составляют законы 1. Кеплера 2. Всемирного тяготения Ньютона
Космические полеты. 4 октября 1957 года- запуск первого спутника земли. Первая космическая скорость7.9 км\с
Вторая космическая скорость- 11км\с
Устройство, выводящее искусственный спутник земли на орбиту, называется ракетой.
Реактивное движение- это движение, при котором от тела непрерывно отделяется его часть. современная ракета состоит из нескольких ступеней. Топливные ступени и полезная нагрузка.
Лекция 28.10.2011.
Космические технологии (продолжение)
Твердотопливные ракетные двигатели: горючее – алюминиевый порошок, окислитель- перхлорат аммония. Горючее и окислитель смешиваются в однородную смесь и в результате возгорания образуются расширяющиеся газы, которые определяют реактивную тягу.
Жидко топливные ракетные двигатели: горючее- жидкий водород или тяжелые углеводороды (керосин), окислитель- жидкий кислород.
Энергетическое обеспечение воздушных полетов- солнечные батареи. Перспектива- ядерные двигатели.
Основные этапы практического изучения космоса.
4 октября 1957 года-запуск первого искусственного спутника земли.
12 апреля 1961года- Гагарина.
Полет экипажей, выход в открытый космос, длительные космические полеты около земли. Полеты космических станций к Луне (Лунаход 1970) , Венере, Марсу.
Решение технико-технологических задач. (химическая промышленность, машинная, радиоэлектроника, техника и т.д.)
Станция МИР. Запущена в 1982 году. С 1995 года там работали международные организации. Проведено 23000 экспериментов. Был реализован модульный принцип сборки.
Инновационные технологии реализованные на станции:
Исследование космических излучений.
Биотехнологические излучения
Медицинские исследования
Получение новых материалов
Мониторинг земных поверхностей.
Космические технологии и международное сотрудничество.
Программа Союз- Аполлон. 1965год- начало. 1975год- реализация.
МКС- проект охватывает 15 стран
Практическое значение освоения космоса
Развитие фундаментальных наук
Развитие прикладных наук
Геодезия и картография.
Военное дело.
Помощь бедствующим кораблям
Прогнозирование урожая.
Разведка рыбных запасов.
Прогнозирование погоды
Исследования в области космических аппаратов.
Биологические исследования
Создание новый материалов
Космические программы 21 века:
Ближний космос- солнечная система. Освоение Луны и Марса
Теория возмущения, открытие Нептуна.
Проблема поиска внеземных цивилизаций.
Проблема безопасности.
Состояние космической отрасли России
Коммерциализация.
Космический мусор.
Лекции 25.11.2011
Технологические уклады
Сущность технологической волны
Среди причин экономического кризиса доминирует его финансовый аспект. Увлечение финансовыми спекуляциями привело к перетеку капитала в финансовый сектор и его оттоку из реального сектора экономики. Результатом этого явилось свертывание производства, сокращение рабочих мест, доходов наемных работников, но при этом недооценивается технологический аспект. Недоиспользование возможностей научно-технического прогресса, коммерциализация технологий по причине инерции бизнеса, к переносу капитала на освоение в реальном секторе экономики, прорывных инновациях, в новых технологических укладах.
Инновационные технологии бывают двух видов:
Революционные технологии- направлены на создание новых продуктов, товаров, услуг и других материальных благ.
Эволюционные технологии- улучшающие технологии, направлены на совершенствование освоенных товаров, услуг и продуктов.
Уклад- установившийся порядок чего либо.
Под технологическим укладом понимается комплекс освоенных инноваций, обеспечивающих количественный и качественный скачок в развитии производительных сил общества.
Жизненный цикл технологического уклада имеет 3 фазы:
Зарождение и становление в экономике предшествующего технологического уклада.
Структурная перестройка экономики на базе новых технологий производства и соответствует периоду доминирования нового технологического уклада в течении приблизительно 50 лет.
Отмирание устаревшего технологического уклада.
Теорию технологических укладов создал Кондратьев и развили Российские академики- Львов и Глазьев. В своем развитии цивилизация прошла ряд доиндустриальных и 5 индустриальных технологических укладов, каждый из которых оказал существенное влияние на рост производительности труда и качество жизни людей.
Периоды больших технологических укладов
На ранних стадиях развития общества присутствуют доиндустриальные уклады, в основе которых была ручная и конная энергетика. Основу этих технологических укладов составляли изобретения, усиливающие физические возможности человека и животного. С наступление эры машин начался индустриальный период.
1-ый индустриальный технологический уклад (конец 170начало 18 века) базировался на использовании энергии воды. Появились основанные на этой энергетики технологии в текстильной промышленности и сельсом хозяйстве
2-ой технологический уклад (1840-1890 годы) основан на использовании энергии пара и угля. Изобретена паровая машина, что привело к развитию железнодорожного паровозного транспорта, пароходства, механизации производства. В сельском хозяйстве появиись паровые мельницы. Эти ингновации повысили производительность труда и в значительной мере высвободили человека. в быту стали применяться устройства, отвечающие этому технологическому укладу. Самовары
3-ий уклад- (1890-1940)- базируется на использовании электрической энергии. Развитие на этой основе тяжелого машиностроения и зарождения радиотехнической промышленности. На базе использования электроэнергии были изобретены и внедрены радиосвязь, телеграф. Электрификация существенно преобразила промышленность, транспорт, сельское хозяйство и быт людей.
4-ый уклад (1940-1990) базируется на использовании энергии электрической и углеводородной и развитие на этой основе всех видов транспорта, изобретение синтетических материалов, появление и развитие атомной энергетики, микро и мини…… радиоэлектронной аппаратуры (полупроводники, интегральные схемы) Уклад опирается на возможности электронной и атомной техники, инновациях в области ИКАТе, генной инженерии, биотехнологий, космических технологий, нано-технологии, робототехники. Особенности этого технологического уклада является глобализация экономики и финансов. Резко возросла скорость перемещения продукции и капитала
6-ой уклад. Постиндустриальный оклад. Основу уклада составляет управляемый термоядерный синтез, клеточные технологии. В связи с возрастанием скорости реализации НТП длительность очередного уклада будет уменьшаться. При переходе на новый технологический уклад увеличивается число стран, присоединяющихся к предыдущим технологическим лидерам. При смене первого технологического уклада на второй, к Англии, Франции и Бельгии присоединились США и Германия.