Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Универсум-совокупность объектов и явлений в целом, рассматриваемая в качестве единой системы, т.е. объектив. реальность во времени и пространстве.(тожд. «Вселенной»)
Основные подходы к изучению:
человек, логос, природа
2. Креционизм-мировоззренч. концепция, в рамках которой основные формы органического мира(жизнь), человеческтво, планета земля, а также мир в целом, рассматриваются как созданные богом.
Основные положения креционизма:
1)Базируется на факте сложного строения мира природы.
2)Утверждает, что сотворение жив.существ есть однократный процесс, поскольку они далее могут воспроизв. сами себя.
3)Фиксирует творение основных эл-ов физиче. мира.
4)Интерпретирует геологичес. процессы в рамках кратких временных периодов (теория катастроф).
3. Антропная концепция Протагор(5в.дон.э.):«человек есть мера всем вещам-существов.существующ.и не существ.несуществующ.
Антропоцентризм рассматр.мир как целеустремлен.систему, в которой процессы согласованы так, что в результате с необходимостью появляется наблюдатель(человек).
Антропный принцип:
«мягкая» формулир.: Наблюдатели могут появиться только при определенном наборе физических констант.
«жесткая» формулир.:Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некотор.стадии эволюции мог существ. наблюдатель.
Вселенная-это организм, целью существования которого явл. создание мыслящего существа.
Сравнение концепций
1) Антропологическая:Разум в нашей вселенной закономер. следствие ее развития.Этим обусловлено согласование ее параметров.
2)Естественнонаучная:Разум в нашей вселенной явление случайное, реализованное из-за совпадения многих параметров.
В концепциях меняются местами причина и следствие.
4. Культура-обобщающ. понятие для форм жизнедеят. человека, созданны.и создаваем. нами в процессе эволюции.
Естествознание-система наук о природе, взятых в их единстве и взаимодействии.
Главная цель естествозн.: объяснить все наблюдаемое разнообраз.природн.явлений и объединить его в целостную, логически не противоречивую картину мира.
Гуманитарная и естествен.науч. культура дополн.друг друга, образуя всесте человеч.цивилиз.
Объекты материал.мира(могут восприним.органами чувств непосред.или с помощью приб)
Все природные объекты можно разделить на 3области:макро-, микро- и мегамир.
Спектр естественных наук:
Фундаментальн.науки выявляют в природе наиболее глубокие,основополагающ. закономерности.
Макромир:Физика,Химия,Биология, Науки о Земле (геология, геофизика)
Микромир:Физика,Химия,Биология
Мегамир:Физика,Космогония(исслед. солнеч.системы), Космология(исслед. Вселенной в целом)
5. Три основных положения естествен.науч познания:
1)Любое естествен.науч знание относител.
2)В основе естествен.науч познания лежит причинно-следственная связь.
3)Истинность естествен.науч знаний подтверждается экспериментом, опытом.
Стандартная модель построения научного знания.
Опятные факты Эмпирич.уровень
Эмпирич.закон познания
Теоретич.гипотеза Теоретический
Теория уровень познания
Критерии проверки истинности научных теорий
- Принцип верификации: какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно эмпирически проверяемо. (теория верна, если она подтвердилась экспериментом).
- Принцип фальсификации (австрий. Философ.Карл Поппер): критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость или опровержимость
6. Классификация методов научного познания.
Научный метод-совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности.
Эмпирические методы познания:
1)Наблюдение-целенаправленный процесс восприятия действительности, которые при этом не должны быть изменены.
2)Эксперимент-изучение явления при его воспроизведении в строго контролируемых условиях.
Теоретические методы познания:
1)Абстрагирование-мысленное отвлечение от всех св-в и связей изучаемого объекта, которые несцщественны для данной теории.
2)Идеализация-мысленное выделение какого-либо одного св-ва и мысленное конструирование объекта с этим св-ом.
3)Формализация-использование специальной символики вместо реальных объектов.
4)Гипотеза-предложение или предсказание выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследован.
5)Аналогия-метод, при котором происходит перенос знания с какого-либо объекта, на другой, сложий с первым.
6)Индукция-получение общего вывода на основании частных посылок, движение от частного к общему.
7)Дедукция-получение частных выводов на основе общих знаний, вывод от общего к частному.
8)Синтез-процедура соединения различн. эл-тов предмета в единое целое, систему.
9)Анализ-процедура мысленн.или реальн. расчленения предмета на составляющ.его части и их отдельное изучение.
7.Концепция аксиом и ее роль в процессе познания.
Аксиома-утверждение, док-во истинности которого не треуется.
Аксиомы-«точки отсчета» для постраениялюбой науки.
Метод аксиом наиболее применим в математике.
Давид Гильберт, герман.матем.,логик
- «нередко бывает достаточно небольшого числа исходных положений(аксиом), над которыми затем чисто логическим путем надстраивается все здание рассматр-емой теории.
Теорема Гёделя(30-40годы 20в.)
Для любой непротиворечивой системы аксиом существует утверждение, которое в рамках принятой системы не может быть ни доказано, ни опровергнуто.(В природе есть недоказанные истины)
8. Метод и концепция моделирования объктов.
Модель-некий материальный или мысленный образ изучаемого объекта или праобраз некоторого объекта, создаваемого человеком.
Создание, а затем изучение этих вспомогат. объектов называется моделированием.
Ландау:«Главное в физике-это умение пренебрегать»
Типы моделей
Материальные Идеальные
наиболее общий признак типа моделей
Ценность модели Ценность модели
в ее материальных в ее способности
качествах отображать идеи,
представления, чувства.
варианты реализации моделей
1.Макеты 1.Вербальное описание
2.Образцы 2.Символьное отображен
3.Натурный 3.Отображение сред-ами
эксперимент художеств. Творчества
Гармонический осцилятор
Система, которая при смеще из полож равновес испытывает действие возвращающ силы F, пропорцион смещению x (согласно закону Гука): F=-kx где k— положительная константа, описывающая жёсткость системы.
Материальная модель
Идеальная модель х=Аcos( t+а)
9.Эспериментальная достоверность и концепция измерений.
Измерение-получение числовой информации об изучаемом объекте в результате наблюдения или эксперимента. При измерении производят сопоставление исследуемой велечины с эталоном.
Измерения: 1) Прямые-данные получают в ходе наблюдения или эксперимента. 2)Косвенные-данные получают путем расчетов, выполненных на основе прямых измерений.
Погрешности измерений
Случайные Систематические
Абсолютная Относительная
погрешность погрешность
Расчет погрешностей:
1)Производим многократные измерения
2)Определяем результат ихмерения:
3)Находим для каждого измерения:
4)По теории погрешностей из определяем абсолют. и относит. погрешн. результата измерений.
Величина погреш.резул.измерен.определяется:
-погрешность каждого результата
-количество измерений
-необходимой достоверностью измерений.
Графич. представление результатов измерений:
10. Три основных этапа развития естествоз.
Доклассический Классический Неоклассическ.
этап развития этап развития этап развития
естествознания естествознан. естествоз.
(до16-17в.) (до нач.20в.) (с серед.20в.)
Доклассический этап развития:
Натурфилософия-целостное учение об окружающем мире, едином в своей сущности.(Под натурфилософией обычно понимается философская и естеств.науч. дисциплина, в рамках которой делается попытка свести все доступные на данный момент знания о природе в единую систему, основанную на некоторых исходных принципах.)
Атомистическая концепция древних греков:
Возникновение атомистической философии Левкиппа и Демокрита-большой шаг вперед в истории древнегреческого материализма. Они считали, что все явления природы, земные и небесные тела и их свойства-результат сочетания формы, порядка и положения, различных по величине и весу, невидимых и неделимых, находящихся в извечном движении «первочастичек» материи -атомов.
11. Доклассический этап развития естествознания:
Континуальная концепция
1) Учение Платона(428-348до н.э):Мир идей- первичный, а мир чувственных вещей-вторичен и производный.
2)Учение Аристотеля(4в.до н.э.)ученик Платона: Материя превращается в действительность только в соединении с формой, данной от бога.
1. МИР ограничен, имеет форму сферы, в центре -Земля. Все заполняет «первичная материя».
2. Четыре «первичные силы»(горячее, холодное, сухое и мокрое)образут тела из 4 стихий (огонь, воздух, земля, вода).
3. Движение тел делятся на «естественные»(без приложения силы) и «насильственные».
4. Для земных тел естественно перемещение вниз («тяжелые тела»), или вверх(«легкие тела»)
5. Для небесных тел естественно из круговое движение вокруг Земли.
6. Насильственное движение прекращаетсяя, если сила перестает действовать. Под действием постоянной силы тела движутся равномерно.
Геоцентрическая система мира (Аристотеля-Птолемея)
12. Классический этап познания.
Гелиоцентрическая модель вселенной
Н.Коперник, польский астроном:«Солнце, ка бы восседая на Царском престоле, управляет вращающими около него семейством светил»
Развитие классической науки
Джордано Бруно, итальянский ученый:
-существование бесконечного количества миров
-движение Солнца по отношению к звездам
-вращение атмосферы Земли вместе с Землей
Галилео Галилей, итальянск. астроном, физик:
-развивал и защищал взгляды Коперника
-открыл движение тел по инерции
-сформулировал принцип относительности движений:Во всех инерциальных системах отсчета все механические явления протекают однаково
-соединил физику с математикой, положив начало классическй механике
13. Механическая картина МИРа
1)Утверждается принцип дальнодействия: взаимодействие между телами происходит мгновенно через пустое пространство.
2)Закономерности, по которым однозначно вычисляются будущие состояния системы, названы закономерности динамического типа.
3)Формируется представление о жесткой предопределенности (детерминированности) событий в природе.(впервые сформулир.франц. физик и матем.Лаплас-лапласовский детерминизм)Полное отрицание роли случайности в природе
Классическая парадигма:
1.В природе принципиал.отсутств. случайность.
2.Представление о независимой роли наблюдателя в природе.
3.В природе в целом остутствует развитие.
4.Природа повторяется на всех своих уровнях.
Редукционизм-способ объяснять сложные явления простым сммированием представлений о более простых явлениях.
14. Электромагнитная картина МИРа.
В рамках электромагнитной картины мира сложилась континуальная (непрерывная) модель реальности:
-материя-единственное непрерывное поле с точечными силовыми центрами-электрическими зарядами и волновыми движениями в нем
-мир-электродинамическая система, построенная из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля.
Основные достижения классического естествознания:
1.Газовые законы и уравнения кинетической теории газов.
2.Первое и второе начала термодинамики.
3.Волновая оптика:явления интерференции, дифракции и поляризации.
4.Законы излучения и поглощения света.
5.Периодическая система эл-тов Менделеева
6.Классификация Линнея и законы Мендаля.
7.Законы Кулона и Ома.
15.Неклассическая этапп познания.
Основные открытия конца 19 и начала 20 веков:
1.Исслед-ия в области теплового излучения тел.
2.Квантовая теори фотоэффекта (А,Энштейн)
3.Разработка квантовой механики и ее основного уравнения (австрий.физик Э.Шредингер)
4.Релятивиская теория движения электрона (англ.физик Э.Резерфорд)
5.Создание транзистора.
Квантовая физика устанавливает способ описания и законы движения микрочастиц и их систем.
Гипотеза Планка:свет излучается в виде порций-квантов: постулат -
Планка(квант действия)-основная константа квантовой физики. Планк-основополож.кв.физи
16. Неклассическая парадигма.
1.Фундаментальная роль случайного в природе.
2.Невозможность независимой роли наблюдателя в природе.
3. Эволюционный подход в описании материальных систем.
4. Представление об объекте, как о нерасчленяемом целостности отдельных его качеств.
5. Исследование процессов и объектов, которые невозможно себе представить, исходя из простых наглядных механических моделей.
Классическая Неклассическая
стратегия познания стратегия познания
Корпускулярная Св-ва
концепция пространства-времени Континуальная Квантовая концепция
концепция Эволюционная физика
Учение о составе Учение о химических
вещества процессах
Структурная химия Эволюционная химия
Традиционная Физико-химическая
биология биология
Эволюционная биология
17. Корпускулярная концепция в классической физике:
Модель корпускулы:
1.Любой рельный объект может быть заменен моделью частицы.
2.Моделируемый объект обособляется от его окружения:
а)влиянием окружения пренебрегают полностью-модель свободной частицы
б)воздействие окружения учитывают в виде результирующей силы-модель несвобод.частицы
В классической механике:
Пространство является трехмерным, существует само по себе, является«вместилищем» тел.
Время выражает порядок смены физических состояний, оно течет всегда и везде одинаково.
Пространство и время абсолютны, независимы друг от друга и не связаны материей.
Законы Ньютона:
1закон: Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномер.прямолиней.движения, пока внешние воздействия не изменят этого состояния.
1 закон устанавливает:
-неизменность импульса в модели свобод.частиц
-факт существования инерциальных систем
Инерциальной называется система отсчета, в которой справедлив закон инерции.
Принцип относительности Галилея:во всех инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково.
2 закон: Изменение импульса тела пропорционально движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
2 закон устанавливает:
Изменение импульса в модели несвободной частицы
Из 2 закона следует основное уравнение динамики: F=ma
3 закон: Взаимодействие двух тел друг на друга равны между собой и направлены в противоположные стороны (сила действия по величине равна силе противодействия).
3 закон осуществляет:
переход к динамике системы точек (твердому телу)
Детерминизм-учение о взаимосвязи и взаимообусловленности происходящих процессов и явлений, доктрина о всеобщей причинности. Детерминизм называют учением о том, что все происходящие в мире события, включая ход человеческой жизни, определены Богом (теологический детерминизм, учение о предопределении) или явлениями природы (космологический детерминизм).
18. Континуальная концепция в классической физике:
Основоположник понятия поля-Майкл Фарадей.
М.Фарадей:«электрическое взаимодействие тел происходит на расстоянии посредством силовых линий, которые соединяют тела друг с другом».
Полем называется совокупность значений физической величины, характеризующей сплошную среду в каждой ее точке.
Утверждается принцип близкодействия: Взаимодействие между телами осуществляется с конечной скоростью посредством различных полей, непрерывно распределенных в пространстве.
Принцип дальнодействия: передача взаимодействия через разделяющее тела пространство без материальных посредников.
19. Основы электродинамики.
Электрическое поле создается элекрическими зарядами.
Основ. хар-ка- вектор напряженнос электр.поля. Направление этого вектора совпадает с направлением электростатической силы, действующий на положительный заряд.
Магнитное поле создается движущими зарядами и токами.
Основная хар-ка -вектор магнитной индукции. Направление этого вектора совпадает с магнитной стрелкой от ее южного полюса к северному.
Магнитный поток:
ЭДС электромагнитной индукции
Закон Фарадея: Любое изменение магнитного потока через проводящий контур приводит к возникновению электродвижущей силы в контуре и по контуру идет ток.
20. Развитие континуальной концепции Теория Д.Максвелла:
-Всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве переменное электрическое поле.
-Всякое изменение электрического поля вызывает в окружающем пространстве появление переменного магнитного поля.
Вывод из ур-ний Максвелла:Возможность автономного существования электромагнитного поля, как особого вида материи.
Электромагнитная волна-переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.
21.Специальная теория относительности.
1.Расширенный принцип относительности:
во всех и инерциальных и неинерциальных системах отсчета все физические явления протекают одинаково.
2.Принцип инвариантности скорости света:
во всех системах отсчета скорость света в вакууме одинакова.
3.Принцип эквивалентности инертной и гравитационной масс: кинематические эффекты, возникающие под действием гравитационных сил, эквивалентны эффектам, возникающим под действием ускорения.
Ньютоновская Релятивистская механика
механика (СТО)
1.Принцип относит. 1. Принцип относит.
Галилея Энштейна
Во всех инерциальных Во всех инерциальных
системах отсчета все системах отсчета все
механические явления физическ.явления
протекают одинаково протекают одинаково.
2.Принцип инвариант- 2.Принцип инвариантн.
ности времени скорости света
Во всех инерциальных Во всех инерциальных
системах ход времени системах отсчета
одинаков. скорость света в
вакууме одинакова.
В классической механике пространство(L)и время(t) незаменны и независимы друг от друга.
В СТО они взаимосвязаны, постоянен четырехмерный пространственно-временной интервал (s).
Закон сложения скоростей в СТО:
Вывод: Ньютоновская механика является случаем СТО и применима для движений со скоростями, много меньше скорости света в вакууме (c=3*108 м/с)
Релятивистская динамика:
Согласно СТО, каждое тело обладает энергией покоя (собственной энергией) Е0=mc2
В нее входит энергия взаимодействия и теплового движения молекул, атомов, частиц.
Изменения энергии в системе означает эквивалентное изменение массы.
Закон взаимодействия энергии и массы: энергия и масса являются двумя однозначно связанными характеристиками материи:
22. Понятие симметрии
Симметрия-инвариантность структуры, св-в, формы материального объекта относительно его преобразований(сдвигов, вращений и т.д)
Св-ва пространства-времени
1.Пространство и время объективны и реальны.
2.Пространство и время являются универсальными, всеобщими формами существования материи.
3.Пространство обратимо(в каждую точку пространства можно снова и снова возвращаться) и трехмерно.
4.Время необратимо и одномерно.
5.Пространство и время обладают симметрией.
Из симметрии относительно сдвигов следует св-во, называемое однородностью.
Из симметрии относительно поворота следует св-во, называемое изотропностью.
Пространство обладает:
-однородностью-отсутсвие в нем каких-либо особых точек
-изотропностью-равноправность всех возможных напрвлений.
Время обладает только однородностью-равноправие всех его моментов.
23. Связь симметрии пространства и времени и законов сохранения.
Симметрия и законы сохранения являются взаимосвязанными проявлениями фундаментальных св-в материи.
Теорема Эмми Нетёр, немец.матем.:
Каждой симметрии физической системы соответствует закон сохранения. Однородности пространства и времени соответствуют законы сохранения импульса и энергии, а изотропности пространства-закон сохранения момента импульса.
Законы сохранения выполняются в изолированной(или замкнутой) системе-на тела которой не действуют внешние силы или они скомпенсированы.
24. Теорема Нетер(смотр.23)
Момент импульса-характеризует кол-во вращательного движения. Величина, зависит от того сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.
Закон сохранения момента импульса: Момент импульса изолированной системы тел сохраняется
Момент импульса:
Модуль момента импульса:
25. Концепции классической химии:учение о составе вещ-ва.
Химия-наука о превращениях вещ-в, с изменением их состава или строения.
Хим.эл-т-совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
Молекула-микрочастица,образованная из атомов, и способная к самостоят.существованию
Основные законы:
1.Закон Ломоносова:массы начальных и конечн. вещ-в, участвующих в реакции, одинаковы.
2.Закон Пруста:любое числтое вещ-во имеет всегда один и тот же состав.
3.Законы Дальтона:
а)кол-во вещ-ва эл-тов в хим.соедин.относятся между собой, как целые числа(АВ,АВ2,,...)
б)любое хим.соедин.имеет неизменное соотношение компонентов.
4.Закон Авогадро:при одинаковых давлении и температуре в одном и том же объеме любого газа содержится одинаковое кол-во молекул.
5.Закон сохранения энергии:кол-во тепловой энергии, принесенной в зону взаимодействия вещ-в, равно кол-ву энергии,вынесенной вещ-ми из этой зоны.
Экзотермические реа-ции-реа-ции, идущие с выделением тепла.
Эндотермические-реа-ции, идущие с поглощением тепла.
Qначальн.+Qвнеш.=Qконеч.+Qэкзотерм.+Qпотерь
26. Концепции структуры вещ-в химии.
Структура-это устойчивая пространственная и энергетическая упоряддоченность молекулы.
Йенс Берцелиус, щведский химик:
-точное измерение атомных весов эл-тов
-символика хим.эл-тов,формулы хим.соедин.и уравнений
-исследования в области электрохимии
-введение понятие «органическая химия»-наука, изучающая соедин. углерода с другими эл-ами
Фридрих Кекуле, немец.химик:
-сформулировал теорию валентности
-ввел изображение молекул в виде наглядных формул:
Кекуле предложил создавать химические соединения на основе их структурных формул.
Но формульный схематизм Кекуле не учитывал реакционную способность реагентов.
Теория А.М.Бутлерова:
1.Химические и физические св-ва соедин.завися как от природы и числа входящих в их состав атомов, так и от структуры и конфигурации молекул.
2.В молекулах существует взаимное влияние как связанных, так и непосредственно не связанных друг с дргуом атомов.
3.Для каждой формулы можно вывести определенное число теоретически возможных структур(изомеров).
Изомеры-хим.соедин., одинаковые по молярной массе и составу, но различающиеся расположением атомов в пространстве.
27.Концепции классической химии: периодический закон Менделеева.
Формулировка Менделеева:Св-ва простых тел, а также формы и св-ва соединений находятся в периодической зависимости от атомных весов эл-тов. (67эл-тов)
Современна формулировка: строение и св-ва хим. эл-тов находятся в периодической зависимости от заряда атомных ядер эл-тов и определяются периодически повторяющимися электронными конфигурацими их атомов.
(117 известно, в природе обнаружено 89эл-тов)
Химические связи-электромагнитные взаимодействия атомов, осуществляемые путем обмена электронами.
1.Ионная связь-взаимодействие атомов металла и неметалла.
Атом металла отдает электроны, атом неметалла -принимает. Возникает электрическое притяжение ионов.
2.Ковалентная связь-взаимодействие атомов неметалла.
Внешние электроны атомов обобщаются, появляется взаимная электронная пара.
Ковалентная связь:полярная и неполярная
Полярная приводит к образованию водородных связей.
Металлическая связь.
Каждый атом отдает один или два внешних электрона. Образуется атомная решетка, внутри которой находятся свободные электроны.
28. Натуралистический этап развития биологии.
Биология-наука о жизни.
Структура биологии
по объектам по изучаемым по уровню
исследования св-ам живого организации
жив.организмов
вирусология морфология анатомия
бактериология молекулярн. гистология
ботаника биология цитология
зоология экология
генетика
Классификация Линнея:
основоположн. общепринятой системы классиф.
1.Царство (5 царств)
2.Тип (отдел-у растений)
3.Класс (4 класса)
4.Отряд (порядок-у растений)
5.Семейство
6.Род
7.Вид (особи, способные к срещиванию между собой)
29.Эволюционный этап развития биологии.
Жан Ламарк, франц.биолог,основоположник эволюционной теории
Две основные причины эволюции:
1.Стремление живой природы к совершеннствованию своей организации, заложеннное Творцом.
2.Изменение видов под влиянием внешней среды. Эти изменения передаются по наследству
Теория Дарвина:
1.В пределах каждого вида существует индивидуальная наследственная изменчивость:
-определенная изменчивость:способность особей одинаковым образом реагировать на изменения внешних условий.
-неопределенная изменчивость(мутация), не связанная с изменениями внешних условий.
2.Живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3.Борьба за существование:борьба особи за жизнь, борьба за успех в размножении.
4.Естественный отбор:выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи.
5.Естественный отбор особей в разных условиях ведет к расхождению их признаков и к видообразованию.
30. Молекулярно-генетический этап развития биологии. Законы И.Мендаля
1.Закон единообразия первого поколения:при скрещивании двух особей, различающихся по одной паре, альтернативных признаков, первое поколение единообразно, в нем проявлется только один признак.
Этот признак назыв.доминантным.Второй признак назыв.рецессивным, в первом поколении подавляется
2.Закон расщепления:при скрещивании особей первого поколения второе поколение дает расщепление по анализируемому признаку в отношении 3:1
3.Закон независимого комбинирования признаков:при скрещении особей, отличающихся по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.