Модуль 2. ПРИРОДА В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЕ МИРА.

Тема 2.1. Глобальный эволюционизм и самоорганизация материи

I.Задание для самостоятельной работы

1.Изучите сущность концепции глобального эволюционизма и особенности основных типов эволюции.

2*. Рассмотрите содержание синергетики и особенности развития неравновесных систем.

3.Проанализируйте основные принципы глобального эволюционизма и синергетики применительно к развитию систем живой и неживой природы.

II. План практического занятия

1.Концепция глобального эволюционизма: понятие и основные призна-

ки.

2.Понятие и основные особенности синергетики.

3.Принципы глобального эволюционизма и синергетики и их м етодологическая роль.

III. Рекомендации по выполнению заданий

иподготовке к практическому занятию

Выполняя первое задание обратите внимание на глобальный эволюционизм как отражение всеобщей закономерности развития материи, усложнение ее структурной организации, его основные признаки и черты.

При изучении синергетики как теории методологии проанализируйте самоорганизацию неравновесных систем как спонтанный переход к более сложным и упорядоченным формам организации материи, обратите внимание на такие их особенности как диссипативность, когерентность, хаотичность.

Выполняя третье задание, дайте характеристику принципам системности, историчности, нелинейности, инвариантности, бифуркации и их

18

применимости к анализу развития конкретных материальных систем неживой и живой природы.

IV. Рекомендуемые источники Основная литература

1.Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

2.Концепции современного естествознания. – М., 2009.

3.Концепции современного естествознания. – Ростов н/Д., 2008. Дополнительная литература

1.Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. – М., 2006.

2.Концепция самоорганизации: становление нового образа научного мышления. – М., 2004.

3.Попов В.П., Крайнюченко И.В. Глобальный эволюционизм и синергетика ноосферы. – Ростов н/Д, 2005.

V. Контрольные вопросы для самопроверки

1.В чем сущность концепции глобального эволюционизма.

2.Раскройте содержание синергетики.

3.Проанализируйте основные принципы глобального эволюционизма применительно к развитию систем живой и неживой природы.

4.Раскройте содержание основных принципов синергетики.

5.Какова роль принципов синергетики в формировании естественнонаучной картины мира.

6.Какова роль принципов глобального эволюционизма в формировании научной картины мира.

19

Тема 2.2. Корпускулярно-континуальная концепция описания материи

I.Задания для самостоятельной работы

1.Рассмотрите основные этапы развития квантовой механики.

2.Проанализируйте основные направления научных исследований в изучении микромира на современном третьем этапе развития квантовой механики.

3.Изучите особенности, последствия и перспективы развития ядерной и термоядерной энергии.

4*. Раскройте содержание понятия «дефект массы вещества» и особенности ядерного (сильного) взаимодействия.

II. План практического занятия

(Форма обучения: очная и заочная)

1.Возникновение квантовой механики как науки и основные этапы ее развития.

2.Принципы дополнительности Н. Бора, соотношения неопределенностей В. Гейзенберга, единства прерывности и непрерывности в микромире и их мировоззренческий смысл.

3.Современные представления о структуре и свойствах элементарных частиц. Значение квантовой механики и ядерной физики для развития материальной и духовной культуры общества.

III. Рекомендации по выполнению заданий и подготовке к практическому занятию

Рассмотрение вопросов занятия необходимо начать с уяснения сущности революции в физике в конце XIXначале XX века. Открытия в науке, в частности: квантовость процессов излучения (М. Планк, 1900 г.), явление фотоэффекта (А. Эйнштейн, 1905 г.), создание планетарной модели атома (Э. Резерфорд, 1911 г.), гипотеза о двойственной природе материальных частиц - непрерывности и дискретности (Н. Бор, 1913 г., Л. де Бройль, 1924

20

г.), доказательство корпускулярно-волновой природы света (А. Комптон, 1922 г.), вывод Н. Бора о тождественности волновой механики Э. Шредингера и квантовой механики В. Гейзенберга (1928 г.) и других привели первоначально, по выражению крупного физика П. Иордана, "к беспокойству и смятению в науке", а в дальнейшем - к созданию квантовой теории.

При рассмотрении сущности корпускулярно-волнового дуализма в представлениях на материю и движение важно раскрыть содержание ряда принципов физики, таких, например, как принцип единства прерывности и непрерывности, принципы дополнительности и соотношения неопределенностей, и показать их мировоззренческое значение для формирования квантово-релятивистской картины мира.

Анализ третьего вопроса позволит конкретно охарактеризовать основные свойства и параметры элементарных частиц. Во-первых, раскрыть современные представления о структуре элементарных частиц, некоторые подходы к их систематизации на основе выделения лептонов (легких частиц), адронов (тяжелых частиц, состоящих из мезонов, нуклонов и гиперонов) и фундаментальных частиц – кварков; во-вторых, рассмотреть некоторые свойства элементарных частиц - их универсальную взаимозависимость и взаимопревращаемость, участие в различных взаимодействиях - гравитационном, электромагнитном, слабом и сильном; в - третьих, показать, как на основе квантово-полевой теории решается задача "великого объединения" - построения единой теории, охватывающей все виды взаимодействий элементарных частиц; в-четвертых, определить значение квантовой механики, ядерной физики для развития материального и духовного производства, получения новых видов энергии и социальные последствия применения ядерной энергии для общества.

IV. Рекомендуемые источники Основная литература

21

1.Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

2.Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М., 2008.

3.Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. – М., 2009. Дополнительная литература

1.Болл Ф. Введение в физику ядра, адронов и элементарных частиц. –

М., 2003.

2.Тарасов В. Е. Квантовая механика. – М., 2005.

3.Фейнман Р., Вайнберг С. Элементарные частицы и законы физики. –

М., 2004.

V. Контрольные вопросы для самопроверки 1.Выделите основные этапы развития квантовой механики. 2.В чем сущность корпускулярно-волнового дуализма. 3.Определите методологическое значение основных принципов

квантовой механики для развития современной физики.

4.Раскройте содержание понятия «дефект массы вещества».

5.Что такое ядерная реакция расщепления и термоядерный синтез.

6.В чем особенность перспектив и социальных последствий развития ядерной физики и использования ядерной энергии.

Тестовые задания к темам 2.1.-2.2.

1.Квантовая механика как наука сформировалась:

1.20 гг. XX в. 2. Начало XX в. 3. 30 гг. XX в.

2.К легким частицам (лептонам) относятся:

1.	Пион	4. Электрон
2.	Нейтрино	5. Каон
3.	Протон
3.	К фермионам относятся частицы:
1.	Кварк верхний	4. Кварк независимый
2.	Электрон	5. Мюон
3.	Пион	6. Кварк истинный

22

4.	Установите соответствие – данные принципы квантовой механики
разработали:
1.	Корпускулярно-	А) В.Гейзенберг	1. 1923 г.
волнового дуализма
2.	Соотношения	Б) Н.Бор	2. 1927 г.
неопределенностей
3. Принцип соот-		В) М.Борн	3. 1929 г.
ветствия
5.	Установите соответствие – носителями данных типов взаимодейст-
вий являются частицы:
1.	Гравитационное		А) глюон
2.	Сильное		Б) фотон
3.	Электромагнитное		В) гравитон
6.	Планетарную модель атома разработал:
1.	Дж.Томсон	3. Э.Резерфорд
2.	Н.Бор	4. М.Борн
7.	Нейтрон открыл физик:
1.	Э.Резерфорд	2. Дж.Чедвик
3.	К.Андерсон	4. Н.Бор
8.	Квантовую модель атома разработал:
1.	Э.Резерфорд	3. М.Планк
2.	Дж.Томсон	4. Н.Бор
9. Установите соответствие – данные явления в квантовой механике
открыли:
1.	Квантовую природу света А) Луи де Бройль		1.	1924 г.
2.	Фотоэффект	Б) М.Планк	2.	1900 г.
3.	Двойственную природу	В) А.Эйнштейн	3.	1905 г.
микрочастиц
10. Установите соответствие – модели атома разработали:
1.	Планетарная	А) Э.Резерфорд		1.	1904 г.
модель атома
2.	Квантовая	Б) Дж.Томсон		2.	1913 г.
модель атома
3.	Нейтральная	В) Н.Бор		3.	1911 г.
модель ато

23

Тема 2.3. Фундаментальные взаимодействия

изакономерности в природе

I. Задания для самостоятельной работы

1.Рассмотрите основные типы фундаментальных взаимодействий и законы взаимодействий в природе.

2.Изучите законы термодинамики и их значение для анализа процессов

вматериальном мире.

3*. Раскройте основные постулаты специальной и общей теории относительности.

4. Проанализируйте сущность, основные постулаты и мировоззренческое значение теории относительности.

II.План практического занятия

1.Законы взаимодействий, их качественная определенность и значение для описания физических процессов.

2.Законы термодинамики. Принцип возрастания энтропии и проблема “тепловой смерти“ Вселенной.

3.Теория относительности А. Эйнштейна: сущность, основные постулаты и мировоззренческое значение.

III. Рекомендации по выполнению заданий и подготовке к практическому занятию

Раскрытие вопросов занятия необходимо начать с выяснения содержания понятия “физическая система”, ее состояния и эволюции, а также рассмотрения основных законов и форм взаимодействий объективного мира, их качественной определенности и многообразия.

Рассматривая второй вопрос, необходимо раскрыть содержание ряда законов, действующих в природе, в частности, закона сохранения энергии (первое начало термодинамики); закона энтропии (второе начало термодинамики) и другие. Анализ принципа возрастания энтропии важно провести

24

в границах его применения, обращая внимание на проблему "тепловой смерти" Вселенной, взаимосвязь энтропии и информации и др.

При изучении третьего вопроса необходимо обратить внимание на основные естественнонаучные предпосылки возникновения теории относительности: появление неевклидовой геометрии (Н.И. Лобачевский, Б. Риман, Г. Минковский); разработка теории поля (М. Фарадей, Д. Максвелл); математическое обоснование принципа относительности, отражающего общие свойства пространства и времени (Х. Лоренц, А. Пуанкаре), и др. Основные положения теории относительности А. Эйнштейна можно представить как выражение эффектов релятивистского сокращения длины и релятивистского замедления времени в специальной теории относительности и зависимость пространства и времени от поля тяготения, создаваемого инертной и тяжелой массой, в общей тео рии относительности. В качестве мировоззренческого вывода следует показать диалектическую взаимосвязь материи с движением, пространством и временем и глубокую зависимость пространственно-временного континиума от внутренних связей и распределения материи во Вселенной.

IV. Рекомендуемые источники Основная литература

1.Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – М., 2008.

2.Концепции современного естествознания. – М., 2009.

3.Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М., 2008. Дополнительная литература

1.Аксенов Г.П. Причина времени. – М., 2005.

2.Гончаров С. А. Термодинамика. – М., 2004.

3.Савчук В. Д. От теории относительности до классической механики.

М., 2004.

25