- •(Краткая история развития естествознания.)
- •Фундаментальные и прикладные проблемы естествознания.
- •2. Естествознание- основа современных наукоёмких технологий. Технологии (понятие,история, классификация). Научно-технические революции. Жизненный цикл технологий.
- •История
- •Среднее машиностроение
- •Жизненный цикл технологии
- •3.Инновации. Виды инноваций. Инновационные технологии. Жизненный цикл нововведений.
- •4. Техносфера. Особенности развития технологий. Обновление технологий и подъемы в экономике.
- •5. Представления о материи, движении, пространстве и времени. Понятие о структурных уровнях организации материи. Мегамир, макромир и микромир.
- •6.Фундаментальные взаимодействия.
- •7. Механика как основа многих технологий. Основные законы и понятия механики.
- •8. Законы сохранения количества движения (импульса), энергии и момента количества движения,их примение в технике и технологиях. Принцип реактивного движения.
- •9. Применение фазовых переходов в технике и технологиях.
- •10.Элементная база компьютера. Развитие твердотельной электроники. Технологии микроэлектроники. Развитие нанотехнологии.
- •11.Основыне представления современной химии. Эволюционная химия. Синтез новых материалов и применение новых материалов в технике и технологиях.
- •12. Взаимосвязь атомно-молекулярного строения и химических свойств веществ. Периодическая таблица элементов д.И.Менделеева. Трансурановые элементы и их применение в технике и технологиях.
- •13. Химические связи, химическое равновесие и принцип Ле Шателье. Экзотермические и эндотермические реакции.И их применение в технике и технологиях.
- •14. Естественно-научные основы лазерных технологий. Особенности лазерного излучения. Применение лазеров в технике и технологиях.
- •15. Современные представления об эволюции Вселенной, галактик, звезд и звездных систем.
- •Галактики и их классификация. Наша галактика.
- •16. Солнечная система. Законы небесной механики – законы Кеплера. Солнечно-земные связи. Учение Чижевского. Ракетно-космические технологии.
- •А. Л. Чижевский
- •17. Гравитационное взаимодействие тел. Закон всемирного тяготения Ньютона. Космические скорости.
- •18.Явления самоорганизации в живой и неживой природе.Синергетика и её практические применение в технике и технологиях.
- •19. Основные понятия термодинамики. Первое и второе начало термодинамики.
- •20.Синтез органических и неорганических соединений. Биосинтез. Применение синтезированных соединений в технике и технологиях.
- •Классификация
- •Классификация
- •Биосинтез
- •Техническое использование переменного тока.
- •22. Электрический ток и магнитное поле и их примение в технике и технологиях. Напряженность магнитного поля и закон полного тока. Энергия магнитного поля.
- •Закон фарадея и принцип действия электрических трансформаторов.
- •23. Геометрическая оптика и волновая теория света. Дисперсия, явления интерференции и дифракции, поляризация и их примениени в технике и технологиях.
- •Волновая теория света, явления интерференции и дифракции.
- •Практическое значение
- •24.Металлургические технологии.
- •История
- •Добывающая металлургия
- •25.Классификация двигателей и их принципы работы.
- •Первичные двигатели
- •Дизельные
- •Газовые
- •Пневмодвигатели и гидромашины
- •Тепловые двигатели по устройству
- •26. Информационные технологии. Суперкомпьютер. Нейронные сети. Технологические возможности реализации высокой информационной плотности.
- •Основные черты современных ит:
- •Программное обеспечение суперкомпьютеров
- •Технологические возможности реализации высокой информационной плотности
- •27. Энергетическое машиностроение. Станкостроение .Робототехника.
- •Системы управления
- •Наночастицы
- •Наноматериалы
- •Наноэлектроника в России
- •29.Машиностроительные технологии.
- •Среднее машиностроение
- •30. Основные научные достижения в биологии и генетики. Роль днк и рнк в системе управления генетической информацией. Наследственность и изменчивость.
- •Наследственность и изменчивость.
- •31.Ген. Геном. Генотип. Генная инженерия .Клонирование.
- •Экономическое значение
- •32. Биотехнологии- прикладное направление современной технологии. Применение биотехнологий в различных отраслях народного хозяйства.
- •33. Технологии строительства.
- •Объекты строительства — это:
- •34.Развитие химических технологий.Химические процессы. Виды катализа. Применение катализа в химических технологиях.
- •Основные процессы
- •Основные принципы катализа
- •Носитель катализатора
- •35.Транспортные технологии. Экономичный автомобиль. Виды транспорта (авиа, автомобильный, железнодорожный, речной, мосркой, трубопроводный) и их характеристика.
- •36.Научные методы исследования. Принципы познания.
- •37.Сознание и интеллект.Человек и эмоции. Исследования человеческого мозга и возможностей человека.
- •Абляции
- •Транскраниальная магнитная стимуляция
- •Электрофизиология
- •Электрическая стимуляция
- •Другие методики
Биосинтез
Среди природных веществ есть регуляторы роста растений и насекомых, органические соединения, используемые насекомыми в качестве средств коммуникации, пестициды, антибиотики, витамины и многие целебные вещества. Природное соединение сначала необходимо обнаружить, затем выделить его химическим путем, потом определить его структуру и свойства и, наконец, произвести заданный синтез.
Часто химики стремятся получить только одну нужную форму из двух, являющихся зеркальным отражением друг друга. Каждый атом углерода, с которым связаны различные группы атомов, порождает пару симметричных зеркальных структур и называется хиральным атомом или хиральным центром.
Важным средством экспериментального изучения биосинтеза стало применение изотопных меток для обычных элементов, таких как изотопы углерода 13С и 14С, водорода 2Н и ЗH, азота 15N и кислорода 17О. Природный изотоп в определенном положении молекулы реагента замещают на изотопную метку, и после реакции определяют место расположения данной метки в молекуле продукта реакции. Для чего применяется метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса. Такой метод позволил определить схему биосинтеза сильных ядов, вырабатываемых грибами, которые поражают зерно и другие продовольственные товары.
21. Электрический заряд и электрическое поле, законы электростатики и их применение в технике и технологиях. Напряженность, электрическая индукция, взаимодействия снарядов, закон Кулона. Энергия электрического поля.
Электрический заряд — это свойство материальных тел, выражающееся к способности особого рода взаимодействия; количественная характеристика, показывающая степень возможного участия тела в электромагнитном взаимодействии. Единица измерения заряда в СИ — кулон. Впервые электрический заряд был введён в законе Кулона в 1785 году. Носителями электрического заряда являются электрически заряженные элементарные частицы — электрон (один отрицательный элементарный электрический заряд) и протон (один положительный элементарный заряд).
Электрический заряд замкнутой системы сохраняется во времени и квантуется — изменяется порциями, кратными элементарному электрическому заряду. Величина электрического заряда (иначе, просто электрический заряд) – численная характеристика носителей заряда и заряженных тел, которая, может принимать положительные и отрицательные значения. Эта величина определяется таким образом, что силовое взаимодействие, переносимое полем между зарядами, прямо пропорционально величине зарядов взаимодействующих между собой частиц или тел, а направления сил, действующих на них со стороны электромагнитного поля, зависят от знака зарядов. Электрический заряд любой элементарной частицы присущ этой частице в течение всего времени ее жизни, поэтому элементарные заряженные частиц зачастую отождествляют с их электрическими зарядами. В системе СИ электрический заряд измеряется в кулонах (Кл). Наиболее известные элементарные носители заряда – электроны, имеющие отрицательный заряд и протоны, имеющие такой же по величине положительный заряд. Электрический заряд любого заряженного тела кратен модулю заряда электрона, так называемому, элементарному заряду Кл. Электрические заряды атомов и молекул равны нулю, а заряды положительных и отрицательных ионов в каждой ячейке кристаллических решеток твердых тел скомпенсированы.
Электрическое поле — особая форма материи, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика - напряженность электрического поля.
Напряжённость электрического поля — векторная характеристика электрического поля в данной точке, равная отношению силы (F), действующей на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q:
. E=F/q
Направление вектора совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.
Основным действием электрического поля является силовое воздействие на неподвижные (относительно наблюдателя) электрически заряженные тела или частицы. Если заряженное тело фиксировано в пространстве, то оно под действием силы не ускоряется. На движущиеся заряды силовое воздействие оказывает и магнитное поле.
Электростатика - раздел электродинамики, изучающий взаимодействие и электрические поля покоящихся электрических зарядов.
Закон Кулона- сила взаимодействия двух точечных зарядов пропорциональна зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Закон сохранения электрического заряда – Замкнутая система тел алгебраическая сумма зарядов есть величина постоянная.
Замкнутая система – система тел, при котором они взаимодействуют только между собой.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ (D) - величина, характеризующая электрическое поле в веществе наряду с напряженностью (Е): D = eЕ, где e - диэлектрическая проницаемость вещества. Поток электрической индукции через замкнутую поверхность определяется свободными зарядами, находящимися внутри этой поверхности (т. е. не зависит от связанных зарядов, входящих в состав нейтральных атомов и молекул).
Электрические заряды взаимодействуют между собой, т.е. одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные при¬тягиваются. Силы взаимодействия электрических зарядов определяются законом Кулона и направлены по прямой линии, соединяю¬щей точки, в которых сосредоточены заряды.
Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна произведению количеств электричества в этих зарядах, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой находятся заряды: F=(q1*q2)/(4П*Еа*r^2)=(q1*q2)/(4П*Е0*Е*r^2)
где F — сила взаимодействия зарядов, н (ньютон), q1, q2, — количество электричества каждого заряда, к (кулон), r — расстояние между зарядами, м,ea— абсолютная диэлектрическая проницаемость среды (ма-териала) ; эта величина характеризует электрические свой¬ства той среды, в которой находятся взаимодействующие заряды.
Если зарядить конденсатор, а затем его подключить к электрической лампочке, то наблюдается кратковременная вспышка. Из этого опыта следует, что заряженный конденсатор обладает энергией. Энергия заряженного плоского конденсатора Eк равна работе A, которая была затрачена при его зарядке, или совершается при его разрядке.
A = CU2/2 = Q2/2С = QU/2 = Eк.
Поскольку напряжение на конденсаторе может быть рассчитано из соотношения:
U = E*d,
где E - напряженность поля между обкладками конденсатора,
d - расстояние между пластинами конденсатора, то энергия заряженного конденсатора равна:
Eк = CU2/2 = ee0S/2d*E2*d2 = ee0S*d*E2/2 = ee0V*E2/2,
где V - объем пространства между обкладками конденсатора.