Гончарова Оксана Владимировна Кандидат биологических наук, доцент Концепции современного естествознания: учебно-методический комплекс

Вид материалаУчебно-методический комплекс

Содержание


Семинар № 3. Законы сохранения. Пространство-Время. Симметрия
Семинар № 4. Концепции иерархичности устройства мироздания
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   13

Семинар № 3. Законы сохранения. Пространство-Время. Симметрия



Вопросы к теме:
  1. Открытие законов сохранения:
  • история формирования и роль для развития естествознания;
  • законы сохранения;
  • понятие о неконсервативных и консервативных силах.
  1. Предмет молекулярной физики и круг изучаемых ею вопросов.
  2. Понятие о макро и микроскопической энергиях.

4. История развития представлений о пространстве и времени в философии и естествознании.
  • развитие понятия пространства и геометрия Евклида;
  • время: восприятие, философские и научные толкования;
  • пространство и время как инвариантные самостоятельные сущности (пустота древнегреческих атомистов);
  • абсолютное пространство-время классической науки и его характеристики;
  • пространство и время как система отношений между материальными телами (пространство и время Аристотеля, современные представления);
  • концепция мирового эфира;
  • геометрия и физика в понимании пространства-времени;
  • неклассические геометрии Лобачевского и Римана и понятия пространства-времени;
  • фрактальность;
  • время и необратимость;
  • классический закон сложения скоростей и его нарушение в опыте Майкельсона-Морли; следствие из опыта Майкельсона-Морли;
  • представление о внутреннем времени объектов (концепция метаболического времени А.П.Левича, хронобиология и хрономедицина);
  • взаимосвязь между пространством, временем, материей и ее движением;

5. Понятие о симметрии (греч. соразмерность – правильность формы или неизменность законов) и ее проявлениях
  • понятие симметрии в естествознании;
  • симметрии пространства и времени;
  • теорема Эмми Нётер о взаимосвязи симметрий с законами сохранения;
  • законы сохранения энергии, импульса, момента импульса и соответствующие симметрии пространства, времени;
  • эволюция как цепочка нарушения симметрий;
  • важнейшие виды симметрии в физике, химии и биологии;
  • сопоставление конкретного закона сохранения с соответствующей симметрией пространства-времени (Выполнить практические задания).

6. От принципа относительности Г. Галилея и понятия инерциальных систем (однородность и изотропность пространства и абсолютное время) к понятию относительности пространства-времени А.Эйнштейна
  • принцип относительности Галилея;
  • постулаты Эйнштейна;
  • основные релятивистские эффекты (следствия из постулатов Эйнштейна);
  • Специальная теория относительности (СТО), возникновение и основные понятия СТО; парадоксы пространства-времени, связанные с движением;
  • привести примеры, для которых предсказания СТО и классической механики совпадают (Выполнить практические задания).
  • Общая теория относительности (ОТО) и перемена взглядов на топологию пространства и течение времени;
  • принцип эквивалентности гравитационного поля и поля сил инерции; взаимосвязь материи и пространства-времени, эмпирические доказательства ОТО; соответствие ОТО и классической механики;
  • развитие Метагалактики с позиций СТО и ОТО; сверхновые звезды, черные дыры и др. загадки Вселенной.


Основная литература:
  • Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник под ред. акад. РАН М.Ф.Жукова. – М.: ЮКЭА, 2005. – С. 30-119, 169-218, 338-380, 432-437.
  • Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Альфа-М, ИНРА-М, 2007. – С. 227-232, 278-288, 315-333, 371-376.
  • Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Высшее образование, 2006. – С. 97-109.

Дополнительная и рекомендуемая литература: 4-14.


Раздел 3. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

Семинар № 4. Концепции иерархичности устройства мироздания



Вопросы к теме:
  1. Понятие об иерархичности и масштабах Мироздания
  • микро-, макро-, мегамиры; критетерии подразделения;
  1. Мегамир
  • единицы измерения расстояний в мегамире;
  • атрибуты планеты, звезды, галактики;
  • характеристики нашей Галактики;
  • пространственные масштабы Вселенной.
  1. Сопоставление основным масштабным уровням материи их характеристики и соответствующих структурных элементов (Выполнить практические задания).
  2. Системные уровни организации материи
  • системность, целостность, иерархичность природы;
  • аддитивные и интегративные свойства (интегративность);
  • иерархические ряды природных систем: физических, химических, астрономических;
  • совокупности, не являющиеся системами;
  1. Нахождение в природном объекте характерных свойств систем (Выполнить практические задания).
  2. Структуры микромира
    • основные формы материи – вещество, поле и физический вакуум;
    • иерархия структур микромира;
    • основные элементарные частицы, критерии их классификации;
    • фундаментальные (истинно элементарные) частицы;
    • основные законы природы, определяющие возможность и ход процессов в микромире.
  3. Процессы в микромире
  • взаимопревращения элементарных частиц;
  • основные законы природы, определяющие возможность и ход процессов в микромире;
  • явление естественной радиоактивности, ее вероятностный характер;
  • основные виды радиоактивного распада;
  • цепной характер деления ядер урана;
  • термоядерные реакции, необходимые для них условия;
  • звезды как естественные термоядерные реакторы;
  • понятие дефекта массы;
  • относительные величины энергий реакций ядерного синтеза, деления ядер, химических процессов (в сравнении).


Основная литература:
  • Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник под ред. акад. РАН М.Ф.Жукова. – М.: ЮКЭА, 2005. – С. 51-73, 121-144, 238-286, 444-509, 683-709.
  • Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. пос. – М.: Альфа-М, ИНРА-М, 2007. – С. 288-290, 346-357, 367-371, 376-544.

Дополнительная и рекомендуемая литература: 4-14.