Контрольная работа по "Естествознанию"

 

СОДЕРЖАНИЕ. 

1. Что представляет собой наука и паранаука………………………………………....2

2. Что понимают под выражением «методология научного познания»……………...3

3. Перечислите известные физиологическиеполя. Назовите их источники и охарактеризуйте значение в материальном мире…………………………………...…4

4. Охарактеризуйте открытые системы. Приведите примеры……………..…………8

5. Охарактеризуйте специфические свойства пространства………………………...10

6. Охарактеризуйте элементарные частицы микромира……………………………..12

7. Поясните что такое звук, инфразвук, ультразвук………………………….………16

8. Что такое эмпирический и теоретический горизонты человечества. Радиус вселенной, доступный сегодня наблюдательной астрономической технике……....18

9.Охаректиризуйте химический состав солнца, его свойства и происхродящие процессы…………………………………………………………………………….…..21

10. Опешите образование протоклеток ( коацерватов ), их свойства и к чему это привело………………………………………………………………………………….24

Литература……………………………………………………………………...……….26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Что представляет собой наука и паранаука?

  Наука – это особый вид человеческой познавательной деятельности, направленный на получение, уточнение и производство объективных, системно-организованных и обоснованных знаний о природе, обществе и мышлении. Основой этой деятельности является сбор научных фактов, их постоянное обновление и систематизация, критический анализ и на этой базе синтез новых научных знаний или обобщений, которые не только описывают наблюдаемые природные или общественные явления, но и позволяют построить причинно-следственные связи, и, как следствие – прогнозировать.   

  Паранаука (от греческого рага – около, возле) – термин, обозначающий многообразие сопутствующих науке идейно-теоретических учений и течений, существующих за ее пределами, но связанных с нею определенной общностью проблематики или методологии. То есть «пара» – означает находящееся рядом, отклоняющееся от  нормы или нарушающее что-либо.

  Паранаука изучает паранорамальные феномены (парапсихологию, теорию биоритмов, биоэнергетику  и т.д.), постулирующие существование особых, неизвестных науке субстанций и природных сил (например, существование приведений, пришельцев, полтергейста). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Что понимается под выражением «методология научного познания».

Методология – это наука о закономерностях, которым подчиняется метод деятельности, о происхождении, сущности методов, их эффективности. Методология призвана выработать принципы создания наиболее совершенных методов в каждой форме деятельности. Также методология – философское учение о методах познания, применение принципов мировоззрения к процессу познания. Понятие методологии тесно связано с понятием научного метода.

Научное познание – это особая форма человеческой деятельности. Как каждая деятельность, познание также опирается на определенный набор средств деятельности, средств познания. Научный метод – это совокупность определенных правил, способов, норм познания и действия. Он и является системой предписаний, принципов, требований, которые ориентируют субъекта на решение конкретной задачи, достижение определенного результата в данной сфере деятельности.

Научный метод рационализирует и оптимизирует научное познание. По словам одного из основоположников методологии естествознания Ф. Бэкона, научный метод подобен  фонарю, освещающему дорогу бредущему  в темноте путнику. Объясняя значение научного метода, Бэкон любил приводить еще один афоризм: даже хромой, идущий по дороге, опережает того, кто бежит без дороги. Только верный метод может привести к получению истинного знания, подлинной картины познаваемого предмета. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Перечислите известные физические поля. Назовите их источники  и охарактеризуйте  их значение в материальном мире.

Физическое  поле – особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем. К физическим полям относят электромагнитные и гравитационные поля, поле ядерных сил, а также выделяют волновые (квантованные) поля, соответствующие различным элементарным частицам (например, электрон-позитронное поле).

Источниками физических полей являются определенные частицы.

Электромагнитное  поле.

Каждая  электрически заряженная частица создает  электромагнитное поле, действующее  на другие заряженные частицы, то есть взаимодействие передается через «посредника» –  электромагнитное поле.

Электромагнитное  взаимодействие в квантовой теории является результатом обмена частиц фотонами – квантами.  Когда заряженные частицы обмениваются между собой фотонами, это приводит к появлению электромагнитного поля.

Электромагнитное  взаимодействие проявляется на всех уровнях материи – в мегамире, макромире и микромире.

Электромагнитное  поле Земли простирается далеко в  космическое пространство, мощное поле Солнца заполняет всю Солнечную  систему; существуют и галактические  электромагнитные поля. В то же время  электромагнитное взаимодействие определяет структуру атомов и молекул (положительно заряженное ядро и отрицательно заряженные электроны). Оно отвечает за подавляющее большинство физических и химических явлений и процессов (за исключением ядерных): силы упругости, трения, поверхностного натяжения, им определяются свойства агрегатных состояний вещества, химических превращений, оптические явления, явления ионизации, многие реакции в мире элементарных частиц и др.

Электромагнитное  взаимодействие позволяет видеть окружающие нас предметы и тела, поскольку свет – одна из форм электромагнитного поля.

Гравитационное  поле.

Согласно  общим теоретико-физическим представлениям гравитационное взаимодействие должно подчиняться квантовым законам  так же, как и электромагнитное. Гравитационному взаимодействию должно соответствовать поле с квантом гравитации – гравитоном (нейтральная частица с нулевой массой покоя и спином 2). Квантовая гравитация приводит к появлению представления о дискретности свойств пространства-времени, понятиям элементарной длины, кванта пространства r ≈ 10^-33см, и элементарного временного интервала, кванта времени t ≈ 10^-43 с.

Гравитация  обладает рядом особенностей, резко  отличающих ее от других фундаментальных  взаимодействий. Наиболее удивительной особенностью гравитации является ее малая интенсивность. Гравитационное взаимодействие в 10³⁹ раз меньше силы взаимодействия электрических зарядов. Поэтому в описании взаимодействий элементарных частиц оно обычно не учитывается. В микромире гравитация ничтожна.

Гравитация  является господствующей силой во Вселенной. Все дело во второй удивительной черте гравитации – ее универсальности. Ничто во Вселенной не может избежать гравитации. Каждая частица испытывает на себе действие гравитации и сама является источником гравитации, вызывает гравитационное притяжение. Гравитация возрастает по мере образования все больших скоплений вещества. И хотя притяжение одного атома пренебрежимо мало, но результирующая сила притяжения со стороны всех атомов может быть значительной. Это проявляется и в повседневной жизни: мы ощущаем гравитацию потому, что все атомы Земли сообща притягивают нас.

Кроме того, гравитация – дальнодействующая сила природы. Это означает, что, хотя интенсивность гравитационного взаимодействия убывает с расстоянием, оно распространяется в пространстве и может сказываться на весьма удаленных от источника телах. В астрономическом масштабе гравитационное взаимодействие, как правило, играет главную роль. Благодаря дальнодействию гравитация не позволяет Вселенной развалиться на части: она удерживает планеты на орбитах, звезды в галактиках, галактики в скоплениях, скопления в Метагалактике.

Сила  гравитации, действующая между частицами, всегда представляет собой силу притяжения: она стремится сблизить частицы.

Поле  ядерных сил.

Квантами  ядерного поля являются пионы или π-мезоны. Процесс столкновения в атомном ядре нуклонов (нейтронов и протонов) управляется ядерной силой (пионной обменной силой) действующей между обеими частицами. Очень удобно представить протон как бы состоящий из нейтрона и положительно заряженного пиона, или, что вокруг нейтрона существует пионное поле и в целом это образование выглядит как протон: р↔n+π⁺.

При сталкивании  протона и нейтрона происходит обмен  π-мезоном между двумя частицами, и как результат осуществляется ядерное взаимодействие между частицами. Таким образом, пионы – это частицы, отвечающие за ядерные силы, то есть они являются квантами поля ядерных сил.

Поле  ядерных сил является источником огромной энергии. Это поле характеризуется сильным взаимодействием. Наиболее характерный пример энергии, высвобождаемой сильным взаимодействием, – Солнце. Главная функция сильного взаимодействия в природе – создание прочной связи между нуклонами (протонами и нейронами) в ядрах атомов. При этом столкновение ядер или нуклонов, обладающих высокими энергиями, приводит к разнообразным ядерным реакциям, в том числе реакции термоядерного синтеза на Солнце, которая является основным источником энергии на Земле.

Человек также научился вызывать сильное взаимодействие: создана водородная бомба, сконструированы и совершенствуются технологии управляемой термоядерной реакции.

Волновые (квантованные) поля (электрон-позитронное поле).

Квантованные  поля описывают уничтожение (или  рождение) частиц и одновременно рождение (уничтожение) античастиц. Таким полем, например, является  электрон-позитронное поле.

Электроны и позитроны могут исчезать и  появляться лишь парами. Для рождения электрон-позитронной пары необходима достаточно большая энергия, которую  может предоставить, имеющий большую  энергию, фотон (гамма-квант). 

При соударении электрона и его античастицы  – позитрона – оба они могут  исчезнуть, образовав два гамма-кванта. Гамма-квант  может, взаимодействуя  с электрическим полем атомного ядра, породить пару электрон-позитрон.

Образование пар электрон-позитрон играет определяющую роль в поглощении веществом гамма-квантов высокой энергии, а также совместно с тормозным излучением, в возникновении так называемых электронно-фотонных ливней в космических лучах. Космические лучи – уникальный природный источник частиц высоких и сверхвысоких энергий, позволяющих изучать процессы превращения элементарных частиц и их структуру.

Кроме того, по рождению электрон-позитронных  пар можно получить информацию об образующихся в реакции фотонах  большой энергии. Фотон, как и всякую другую незаряженную частицу, нельзя наблюдать непосредственно, так как он не оставляет видимого следа в детекторах частиц, таких, как камера Вильсона, пузырьковая камера, ядерная фотографическая эмульсия и др., и о его энергии, импульсе, а также о самом факте его образования можно узнать только по рожденной им паре.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Охарактеризуйте открытые системы  и приведите примеры.

Открытые  системы – это такие системы, которые поддерживаются в определенном состоянии за счет непрерывного притока извне и (или) стока вовне вещества, энергии или информации. Причем приток и сток обычно носят объемный характер, то есть происходят в каждой точке данной системы. Так, во всех компонентах биологического организма (ткани, органы, клетки и т.д.) происходит обмен веществ, приток и отток вещества (с помощью кровеносных сосудов, эндокринной и других систем). Постоянный приток (и сток) вещества, энергии или информации является необходимым условием существования неравновесных, неустойчивых состояний в противоположность замкнутым системам, неизбежно стремящимся (в соответствии со вторым началом термодинамики) к однородному равновесному состоянию.