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

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Семинар № 3. Законы сохранения. Пространство-Время. Симметрия Семинар № 4. Концепции иерархичности устройства мироздания

Подобный материал:

• Учебно-методический комплекс по дисциплине Концепции современного естествознания Направления, 781.33kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания Специальность, 187.08kb.
• Учебно-методический комплекс Для студентов всех специальностей, кроме специальности, 519.51kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины концепции современного естествознания для студентов, 331.69kb.
• Середина Елена Владимировна, кандидат географических наук, доцент, доцент кафедры учебно-методический, 653.52kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 197.84kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 223.53kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 721.84kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине, 259.56kb.
• Слонов Тимур Людинович, кандидат биологических наук, доцент, Крапивина Елена Александровна,, 925.19kb.

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.
  

2. Предмет молекулярной физики и круг изучаемых ею вопросов.
   
3. 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;
  

2. Мегамир
   

• единицы измерения расстояний в мегамире;
  

• атрибуты планеты, звезды, галактики;
  
• характеристики нашей Галактики;
  
• пространственные масштабы Вселенной.
  

3. Сопоставление основным масштабным уровням материи их характеристики и соответствующих структурных элементов (Выполнить практические задания).
   
4. Системные уровни организации материи
   

• системность, целостность, иерархичность природы;
  
• аддитивные и интегративные свойства (интегративность);
  
• иерархические ряды природных систем: физических, химических, астрономических;
  
• совокупности, не являющиеся системами;
  

5. Нахождение в природном объекте характерных свойств систем (Выполнить практические задания).
   
6. 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.
     
7. 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.