- •Вопрос 1. Естествознание как единая наука о природе. Иерархия уровней культуры.
- •Вопрос 2. Специфика науки как вида деятельности. Критерии научного сознания. Проблема познаваемости мира.
- •Вопрос 3. Критерии научности. Структура научного знания. Эмпирический и теоретический уровни научного знания.
- •Вопрос 4. Методы и средства научного познания.
- •Билет №5.Наука как социальное явление. Модели развития науки.
- •Вопрос 6. Древнегреческий этап развития естествознания.
- •Вопрос 7. Научное мышление в эпоху Средневековья.
- •Вопрос 8. Классическая эпоха в естествознании 17-19 века
- •Вопрос №9. Механистическая картина мира.
- •Вопрос 10. Неклассический этап развития естествознания с н.20 века по 70-е гг. 20 века
- •Вопрос 11 Постнеклассический этап развития естествознания
- •Вопрос 12. Современные подходы к периодизации естествознания. История естествознания как смена научных парадигм. Ньтоновская и эволюционная парадигмы.
- •Вопрос 13. Механика ньютона как пример динамической теории. Идеализация и ограниченность классической механики.
- •Вопрос 14. Триумф небесной механики. Механический детерминизм как фундамент классического мировоззрения
- •Вопрос 15. Фундаментальная симметрия пространства и времени,ее связь с законами сохранения
- •Вопрос 16 Концепции дальнодействия и близкодействия.Понятие материального поля.Классические представления о природе света.
- •Вопрос 17 Непрерывность и дискретность в описании структуры материи.
- •Вопрос 18. Историческое развитие концепции пространства и времени в естествознании. Становление специальной теории относительности(сто)
- •Вопрос 19 Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренса. Относительность одновременности.
- •Вопрос 20. Основные следствия из преобразований Лоренса. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.
- •Вопрос 21. Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.
- •Вопрос 22. Концепция искривленного 4-мерного пространства-времени в ото:
- •Вопрос 23.Современная наука о пространстве и времени. Описание пространства и времени в ведущих физических теориях.
- •Вопрос 24. Развитие представлений о природе тепловых явлений. Начало термодинамики. Цикл Карно.
- •Вопрос 25. Проблема необратимости и ее статическое решение.
- •Вопрос 26. Термодинамический и статический смысл понятия энтропии:
- •Вопрос 27. Проблема «тепловой смерти» Вселенной: возникновение и современное решение.
- •Вопрос 28. Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма
- •Вопрос 29.Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.
- •Вопрос 30.Квантовая механика как пример статистической теории. Описание состояния и движения микрообъектов. Принцип суперпозиций квантовых сил.
- •Вопрос 31. Принцип дополнительности и его применение к описанию динамики объектов. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •Вопрос 32. Принцип неопределённости Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности
- •Вопрос 33. Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.
- •Вопрос 34. Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.
- •Вопрос 35.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристики и перспективы объединения.
- •Вопрос 36. Парадоксы классической космологии и их разрешения.
- •Вопрос 37. Современная космология о ранних стадия эволюции Вселенной.
- •Вопрос 38. Элементы спектральной астрономии.
- •Вопрос 39. Эволюция звезд: их рождение, жизнь и смерть.
- •Вопрос 40 Строение Земли и основные характеристики ее оболочек. Термодинамика Земли.
- •Вопрос 41. Образование и основные этапы эволюции Земли.
- •Вопрос 43. Иерархия уровней организации живой материи.
- •Вопрос 46.Особенности эволюционных процессов в природе,их отличие от динамических и статистических закономерностей. Общее описание процесса самоорганизации в неравновесных системах.
- •Вопрос 47. Общие свойства систем, способных к самоорганизации.
- •Вопрос 48. Примеры самоорганизующихся систем в физике.Конвективные ячейки Бенара.Лазеры.
- •Вопрос 49.Открытие диссипативные системы в химии и биологии. Примеры самоорганизации.
- •Вопрос 50. Синергетический подход к анализу экономических явлений и моделированию социальных процессов.Примеры.
- •Вопрос 51.Проблемы прогнозирования в контексте синергетики. Динамический хаос.Фракталы.
- •Вопрос 37(дополнение).Из уравнений ото вселенная расширяется.
Вопрос 34. Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.
Согласно современной науке протоны и нейтроны не элементарны, а состоят из более мелких частиц - кварков.
Идею кварков предложили в 1964г независимо друг от друга Цвейк и Гелл-Манн, позже эту гипотезу подтвердили эксперементально(рассеивание э).
Известно несколько разновидностей кварков, можно выделить кварки 6 ароматов,
U – up
D – down
B – beauty
S – strange
C – charm
T - truth
Каждый из этих 6ти кварков может обладать одним из 3х цветов(кр, син, зел).
Получается, что всего 18 типов кварков, столько же антикварков.
При объединении кварков их цвета соединяются также как и в оптике,
т.е. кр+син+зел= дает белый цвет.
Поэтому нейтроны о протоны образуются в результате соединения 3х кварков основных цветов так , чтобы в сумме получился белый цвет.
Кварки нельзя разорвать т.к. силы их взаимодействия увеличивается с ростом расстояния. Теория, описывающая поведение и св-ва атомов называется квантовой хромодинамической. Зарегистрировано ок 400 элементарных частиц.
Св-ва эл частиц: масса, время жизни, заряд, спин.
Классификация:
1)в зависимости от времени жизни элементарные частицы можно разделить на :
-стабильные(напр. Е, протон, нейтрино)
-квазистабильные (напр.свободный нейтрон)
-нестабильные/резонанс.
2)По заряду: за элементарный заряд принимают зор э=1,6*10(-19)Кл.
3) по массе: под mo понимают массу покоя.
-Барионы (от “барис” - тяжелый)
-мезоны (от “мезос” - средний)
-лептоны(от “лептос” - легкий)
-частицы без массы (фатон, гравитон).
4) по спину Он может быть целым и полуцелым.
-бозоны – частицы с целым спином. Не подчиняются принципу Паули. Образуют поле взаимодействия м/у частицами вещ-ва
-фермионы – частицы с полуцелым спином. Подчиняются принципу Паули. Образуют вещ-во
Взаимодействие м/у частицами осуществляется через поле, окружающее частицы, а поле- это совокупность его квантов, например, э/м поле это совокупность фотонов.
Поэтому взаимодействия частиц описывают как их обмен квантами соответствующих полей. У каждого типа взаимодействия свои кванты, свои частицы - переносчики взаимодействия. Схема всех взаимодействий одинакова. Частица ве-ва, напр, э испускает другую частицу – фотон, кот явл переносчиком э/м взаимодействия. В результате отдачи скорость э изменяется, а фатон налетает на другую частицу ве-ва и поглощается ей. Это соударение изменяет скорость 2ой частицы ве-ва так, как будто м/у этими 2мя частицами действует сила.
Откуда у свободной частицы появляется энергия, чтобы испустить квант(фотон)?
Для образования новой частицы с массой m0 нужна энергия Е=m0c2. на очень короткое время может появиться временная виртуальная частица, через время t этот виртуальный квант должен быть поглощен, поэтому виртуальная частица не может уйти далеко от места своего рождения. Чем больше масса рожденного кванта - тем меньше радиус взаимодействия. Все частицы переносчики, кот обмениваются частицами ве-ва явл виртуальными, в отличии от реальных их нельзя зарегистрировать приборами. Взаимодействие м/у частицами ве-ва осуществляется только частицами с целочисленными спинами.
Частицы можно разделить на 4 типа.
-Гравитационное взаимодействие можно описать как обмен гравитонами(частиами со спинами 2).
- Э/м взаимод-е - это обмен фотонами(частицы со спином 1) .
-Слабое яд взаимод: его переносчиками явл векторные базоны, они очень массивны—их радиус действия очень мал., их окрыли в 1983.
- Сильное яд-связь м/у квантами- его переносчиками явл глюоны(спин1), они связывают кварки по парам или тройкам