Контрольная работа по “Концепция современного естествознания”

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

“ПЕРМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ИМЕНИ АКАДЕМИКА Д.Н. ПРЯНИШНИКОВА”

 

 

Кафедра ботаники,

генетики, физиологии

растений и биотехнологий

 

 

^{Контрольная работа}

По дисциплине: “Концепция современного естествознания”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 3 курса факультета заочного обучения специальности “Экономика”  Шифр Эб-2010-905 Пекачева Татьяна Владимировна   Проверил: старший преподаватель Баландин Борис Николаевич

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2012

Содержание

 

 

	Приведите формулировку принципа относительности для законов  механики.	2
	Как классифицирует современная наука элементарные частицы?	3
	Роль симметрии и ассиметрии в научном познании.	4
	Чем обусловливается  химическая связь и свойства атомов?	6
	Сформулируйте закон всемирного тяготения.	7
	Кто и когда  создал электромагнитную теорию поля?	9
	Что такое большой  взрыв?	10
	В чём разница  между концепциями голобиоза и генобиоза?	11
	Что такое живое  вещество? Косное вещество? Чем они  отличаются друг от друга?	12
	Происхождение человека, эволюция человека.	14
	Список литературы	17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Приведите формулировку принципа относительности для законов механики.

 

Принцип относительности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Отсюда следует, что  все законы природы одинаковы  во всех инерциальных системах отсчёта.

Различают принцип относительности Эйнштейна (который приведён выше) и принцип относительности Галилея, который утверждает то же самое, но не для всех законов природы, а только для законов классической механики, подразумевая применимость преобразований Галилея, оставляя открытым вопрос о применимости принципа относительности к оптике и электродинамике.

  Галилео Галилей обратил внимание на то, что находясь в замкнутой физической системе, невозможно определить, покоится эта система или равномерно движется.

Во времена Галилея  люди имели дело в основном с чисто  механическими явлениями. В своей книге “Диалоги о двух системах мира” Галилей сформулировал принцип относительности следующим образом:

Для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём  участия.

Идеи Галилея нашли развитие в механике Ньютона. В своих “Математических началах натуральной философии” (том I, следствие V) Ньютон так сформулировал принцип относительности:

Относительные движения друг по отношению к другу тел, заключённых в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство, или движется равномерно и прямолинейно без вращения.

Однако с развитием электродинамики  оказалось, что законы электромагнетизма  и законы механики (в частности, механическая формулировка принципа относительности) плохо согласуются друг с другом, так как уравнения механики в известном тогда виде не менялись после преобразований Галилея, а уравнения Максвелла при применении этих преобразований к ним самим или к их решениям – меняли свой вид и, главное, давали другие предсказания (например, изменённую скорость света).

Эти противоречия привели к открытию преобразований Лоренца, которые делали применимым принцип относительности  к электродинамике (сохраняя инвариантной скорость света), и к постулированию их применимости также к механике, что затем было использовано для исправления механики с их учётом, что выразилось, в частности, в созданной Эйнштейном Специальной теории относительности.

После этого обобщённый принцип  относительности (подразумевающий  применимость и к механике, и к  электродинамике, а также к возможным новым теориям, подразумевающий также преобразования Лоренца для перехода между инерциальными системами отсчёта) стал называться “Принципом относительности Эйнштейна”, а его механическая формулировка – “Принципом относительности Галилея”.

 

 

2. Как классифицирует современная наука элементарные частицы?

 

Частицы, из которых состоят  атомы различных веществ –  электрон, протон и нейтрон – назвали элементарными.

Слово “элементарный” подразумевало, что эти частицы являются первичными, простейшими, далее неделимыми и неизменными.

Но вскоре оказалось, что эти частицы вовсе не являются неизменными. Все они обладают способностью превращаться друг в друга при  взаимодействии.

Поэтому в современной  физике термин “Элементарные частицы” обычно употребляется не в своём точном значении, а для наименования большой группы мельчайших частиц материи, не являющихся атомами или ядрами атомов (исключение составляет протон, представляющий собой ядро атома водорода и в то же время относящийся к элементарным частицам).

В настоящее время известно более 350 различных элементарных частиц. Частицы эти очень разнообразны по своим свойствам.

Они могут отличаться друг от друга массой, знаком и величиной  электрического заряда, временем жизни (т.е. временем с момента образования  частицы и до момента её превращения в какую – либо другую частицу), проникающей способностью (т.е. способностью проходить сквозь вещество) и другими характеристиками.

Важнейшее открытие в  области исследования элементарных частиц было сделано в 1932 году, когда американский физик Карл Дейвид Андерсон обнаружил в камере Вильсона, помещённой в магнитное поле, след неизвестной частицы. 
 По характеру этого следа (по радиусу кривизны, направлению изгиба и пр.) учёные определили, что он оставлен частицей, которая представляет собой как бы электрон с положительным по знаку электрическим зарядом.

Эту частицу назвали позитроном. За год до экспериментального открытия позитрона его существование было теоретически предсказано английским физиком Полем Дираком (существование именно такой частицы следовало из выведенного им уравнения).

Более того, Дирак предсказал так называемые процессы аннигиляции (исчезновения) и рождения электронно – позитронной пары. 

Аннигиляция заключается  в том, что электрон и позитрон при встрече исчезают, превращаясь в Y - кванты (фотоны).

А при столкновении Y –  кванта с каким – либо массивным  ядром происходит рождение электронно – позитронной пары.

Оба эти процесса впервые  удалось пронаблюдать на опыте в 1933 году.  
В 1955 году была обнаружена ещё одна античастица – антипротон (существование которой тоже вытекало из теории Дирака), а несколько позже – антинейтрон.

Антинейтрон, так же как  и нейтрон, не имеет электрического заряда, но  он, бесспорно, относится  к античастицам, поскольку участвует  в процессе аннигиляции и рождения пары нейтрон антинейтрон.

Возможность получения  античастиц привела учёных к идее о создании антивещества. Атомы антивещества должны быть построены таким образом: в центре атома – отрицательно заряженное ядро, состоящее из антипротонов и антинейтронов, а вокруг ядра обращаются позитроны.

В целом атом нейтрален. Эта идея тоже получила блестящее  экспериментальное подтверждение.

В 1969 году на ускорителе протонов в г. Серпухове советские  физики получили ядра атомов антигелия.

В настоящее время экспериментально обнаружены античастицы почти всех известных элементарных частиц.

Элементарные частицы, которые могут воздействовать друг с другом посредством ядерных  сил, называются адронами.

Группа адронов очень  многочисленна. К адронам относятся, например, протон и нейтрон.

В 1964 году была выдвинута  гипотеза о том, что все адроны состоят из более первичных частиц – кварков. Например, в состав протона и нейтрона входит по три кварка. Предположили также, что кварки имеют дробный заряд: 2/3 e и -1/3 e.

В результате экспериментов, проведённых в конце 60-х – начале 70-х гг. XX века были получены результаты, подтверждающие существование кварков внутри адронов.

В настоящее время  кварки считаются истинно элементарными  частицами, т.е. частицами, представляющими собой первичные элементы материи.

Существуют частицы, которые, в отличие от адронов, не взаимодействуют  посредством ядерных сил. Такие  частицы называются лентопами. 

В группу лентопов входят шесть частиц, одной из которых  является электрон, и шесть соответствующих античастиц.

Лентопы, как и кварки, считаются истинно элементарными  частицами.

  

 

 

3. Роль симметрии и ассиметрии в научном познании.

 

Симметрия - основной теоретический принцип и практический метод классификации кристаллов.

Симметричной в кристаллографии считается фигура, которая делится без остатка на равные и одинаково расположенные части. Величина симметрии определяется наибольшим числом равных и одинаково расположенных частей фигуры, на которые она делится без остатка.

Э. Галуа предложил классифицировать алгебраические уравнения по их группам симметрии. Ф. Клейн предложил взять идею симметрии в качестве единого принципа при построении различных геометрий.

Выйдя за пределы геометрии, эта идея, развиваясь, сделала очевидным  тот факт, что принцип симметрии служит той единственной основой, которая может объединить все разрозненные части огромного здания современной математики. Клейн развил свою концепцию в физике и механике.

Программа Клейна как  задача поиска различных форм симметрии  выходит за рамки не только геометрии, но и всей математики в целом, превращается в проблему поиска единого принципа для всего естествознания.

Асимметрия – это не симметрия, т.е. такое состояние, когда симметрия отсутствует. Но отрицание никогда не является простым исключением или отсутствием соответствующего положительного содержания.

Полного отсутствия симметрии  также не бывает. Фигура, не имеющая  элемента симметрии, называется асимметричной. Но, строго говоря, это не так.

В случае асимметричных  фигур расстройство симметрии просто доведено до конца, но не до полного отсутствия симметрии, так как эти фигуры еще характеризуются бесконечным числом осей первого порядка, которые также являются элементами симметрии.

Асимметрия связана  с отсутствием у объекта всех элементов симметрии. Такой элемент неделим на части. Примером является рука человека.

Асимметрия - это категория, противоположная симметрии, которая  отражает существующие в объективном  мире нарушения равновесия, связанные  с изменением, развитием, перестройкой частей целого.

Симметрия и асимметрия – две полярные противоположности объективного мира. В реальной природе нет чистых симметрии и асимметрии. Они всегда находятся в единстве и непрерывной борьбе.

Приведенные определения  симметрии и асимметрии указывают на универсальный, общий характер симметрии и асимметрии как свойств материального мира.

Анализ понятия симметрии  в физике и математике (за редким исключением) имеет тенденцию к  абсолютизации симметрии и трактовке  асимметрии как отсутствия симметрии и порядка. Антипод симметрии выступает как понятие чисто негативное, но заслуживающее внимания и остаётся в тени.

Значительный интерес  к асимметрии возник в середине XIX в. в связи с опытами Л. Пастера  по изучению и разделению стереоизомеров.

Развитие современного естествознания приводит к выводу, что одним из наиболее ярких проявлений закона единства и борьбы противоположностей является единство и борьба симметрии и асимметрии в структуре симметрии и в процессах, имеющих место в живой и неживой природе, что симметрия и асимметрия являются парными относительными категориями.