- •Предмет и методы естествознания
- •Естественнонаучная и гуманитарная культура
- •Научные методы познания
- •Материя и движение
- •Время и пространство
- •Концепция атомизма
- •Дискретность и непрерывность материи.
- •Фундаментальные взаимодействия
- •Принцип относительности.
- •Свойства пространства-времени и законы сохранения.
- •Законы Ньютона.
- •Законы термодинамики.
- •Основные законы электродинамики.
- •Корпускулярно – волновые свойства света.
- •Структура атома.
- •Вероятностный характер микропроцессов.
- •Принцип неопределенности. Корпускулярно – волновые свойства микрообъектов.
- •Строение ядра. Изотопы.
- •Энергия связи ядра.
- •Радиоактивность.
- •Использование ядерной энергии.
- •Элементарные частицы и их свойства.
- •Современная естественно - научная картина мира.
- •Структура Вселенной.
- •Солнечная система. Земля – планета солнечной системы.
- •Химический элемент. Простое и сложное вещество.
- •Зарождение живой материи. Днк.
- •Строение и разновидности клеток.
- •Происхождение жизни.
- •Растительный и животный мир.
- •Человек – феномен природы.
- •Жизнеобеспечение человека. Формирование ноосферы.
- •Современная биотехнология, генная инженерия. Проблема клонирования. Биоэтика.
- •Глобальные катастрофы и эволюция жизни. Предотвращение экологической катастрофы.
- •Водные ресурсы и их сохранение.
- •Радиоактивные воздействия на биосферу.
- •Естественнонаучные проблемы защиты окружающей среды.
- •Концепция системности самоорганизации в природе.
Законы Ньютона.
Ньютон сформулировал три закона динамики, составляющие основной раздел классической механики. Законы Ньютона играют исключительную роль в механике и являются (как и большинство физических законов) обобщением результатов огромного человеческого опыта.
Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.
Стремление тела сохранить состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью, или инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют также законом инерции.
Второй закон Ньютона: ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе и обратно пропорционально массе материальной точки (тела): а=F/m
Второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета. Взаимодействие между материальными точками (телами) определяется Третьим закономНьютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки: F12=-F21 ,где F12 — сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй; F21— сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой. Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы.
Законы термодинамики.
Известно, что в процессе превращения энергии выполняется закон сохранения энергии. Поскольку тепловое движение тоже механическое, то при всех превращениях должен выполняться закон сохранения энергии не только внешних, но и внутренних движений. В этом заключается качественная формулировка закона сохранения энергии для термодинамической системы – первое начало термодинамики. Количественная его формулировка: количество теплоты rQ, сообщенное телу, идет на увеличение его внутренней энергии rU и на совершение теплом работы rА, т.е. rQ,= rU + rА. Q – теплота полученная макросистемой от других систем. rU – изменение внутренней энергии макросистемы. А – работа, которую совершила макросистема над другими системами.
Из первого начала термодинамики следует важный вывод: невозможен вечный двигатель первого рода, т.е. такой двигатель, который совершал бы работу «из ничего», без внешнего источника энергии.
Термодинамические процессы необратимы.
С помощью тел, находящихся в термодинамическом равновесии, невозможно совершить никакой работы, так работа связана с механическим движением, т.е. с переходом тепловой энергии в кинетическую.
Утверждение о невозможности получения работы за счет энергии тел, находящихся в термодинамическом равновесии, составляет сущность второго начала термодинамики: Тепло не может переходить от менее нагретого тела к более нагретому. Тепло передается в одном направлении. Тепловые процессы всегда стремятся к равновесию.
Необратимость тепловых процессов имеет вероятностный характер. Самопроизвольный переход тела из равновесного состояния в неравновесное не невозможен, а лишь подавляюще маловероятен.
Закон, определяющий направление тепловых процессов, можно сформулировать как закон возрастания энтропии: для всех происходящих в замкнутой системе тепловых процессов энтропия системы возрастает, максимально возможное значение энтропии замкнутой системы достигается в тепловом равновесии.