Учебная работа. Радиоактивность и момент силы. Понятие ноосферы

Учебная работа. Радиоактивность и момент силы. Понятие ноосферы

39

Содержание

вопросец 1

Вопросец

Вопросец 3

Вопросец 4

Вопросец 5

Вопросец 6

вопросец 7

Вопросец

Вопросец 9

Вопросец 10

Перечень литературы

1. Что такое астероиды, где они размещены, каковы их орбиты и размеры? Назовите более большие из их. Период воззвания Плутона равен 250 земных лет, так каково его расстояние от Солнца и какую часть собственного «года» он прошел опосля того, как его открыли?

Астероид — маленькое планетоподобное тело Галлактики, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды, известные также как малые планетки, существенно уступают по размерам планеткам.

термин астероид (от др.-греч. ?уфеспейдЮт — «схожий звезде», из ?уфЮс — «звезда» и е??дпт — «вид, внешность, свойство») был введён Уильямом Гершелем на основании того, что эти объекты при наблюдении в телескоп выглядели как точки звёзд — в отличие от планет, которые при наблюдении в телескоп смотрятся дисками. Четкое определение термина «астероид» до сего времени не является установившимся. термин «малая планетка» (либо «планетоид») не подступает для определения астероидов, потому что показывает и на размещение объекта в Солнечной системе. Но не все астероиды являются малыми планетками.

Одним из методов систематизации астероидов является определение размера. Работающая систематизация описывает астероиды, как объекты с поперечником наиболее 50 м, отделяя их от метеоритных тел, которые смотрятся как большие камешки, либо могут быть ещё меньше. систематизация опирается на утверждение, что астероиды могут уцелеть при входе в атмосферу Земли и добиться её поверхности, в то время, как метеориты, как правило, стопроцентно сгорают в атмосфере.

В итоге «астероид» можно найти как объект Галлактики, состоящий из твёрдых материалов, который по размерам больше метеорита.

На реальный момент в Солнечной системе обнаружены 10-ки тыщ астероидов. По состоянию на 26 сентября 2006 в базах данных насчитывалось 385083 объекта, у 164612 буквально определены орбиты и им присвоен официальный номер. 14077 из их на этот момент имели официально утверждённые наименования. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1.1 до 1.9 миллиона объектов, имеющих размеры наиболее 1 км. Большая часть узнаваемых на данный момент астероидов сосредоточено в границах пояса астероидов, размещенного меж орбитами Марса и Юпитера.

Самым большим астероидом в Солнечной системе числилась Церера, имеющая размеры примерно 975Ч909 км, но с 24 августа 2006 года она получила статус карликовой планетки. Два остальных огромнейших астероида 2 Паллада и 4 Веста имеют поперечник ~500 км 4 Веста является единственным объектом пояса астероидов, который можно следить невооружённым глазом. Астероиды, передвигающиеся по остальным орбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения поблизости Земли (см. к примеру 99942 Апофис).

Общая масса всех астероидов головного пояса оценивается в 3.0-3.6Ч1021 кг, что составляет всего около 4 % от массы Луны. Масса Цереры — 0.95Ч1021 кг, другими словами около 32 % от общей, а вкупе с 3-мя наикрупнейшими астероидами 4 Веста (9 %), 2 Паллада (7 %), 10 Гигея (3 %) — 51 %, другими словами абсолютное большая часть астероидов имеют жалкую массу.

Среднее расстояние от Плутона до Солнца составляет 39,52 а. е. Плутон весьма медлительно, за 247,7 года, совершает оборот по орбите, которая имеет особенно большенный наклон (17°) к плоскости эклиптики, и вытянута так, что в перигелии Плутон подступает к Солнцу на наиболее куцее расстояние, чем Нептун.

2. Поясните понятия «момент силы» и «момент импульса». В которых системах сохраняется момент импульса, почему этот закон тоже относят к уровню «величавых законов сохранения»? Дайте примеры его использования

момент силы (синонимы: вращающий момент; вращательный момент; крутящий момент) — физическая величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело.

В физике момент силы можно осознавать как «крутящая сила». В системе СИ единицами измерения для момента силы является ньютон-метр, хотя сантиньютон-метр (cN*m), футо-фунт (ft*lbf), дюйм-фунт (lbf*in) и дюйм-унция (ozf*in) также нередко употребляются для выражения момента силы. знак момента силы ф (тау). момент силы время от времени именуют моментом пары сил, это понятие появилось в трудах Архимеда над рычагами. Крутящиеся аналоги силы, массы и убыстрения есть момент силы, момент инерции и угловое убыстрение соответственно. Сила, приложенная к рычагу, умноженная на расстояние до оси рычага, есть момент силы. К примеру, сила в 3 ньютона, приложенная к рычагу, расстояние до оси которого 2 метра, это то же самое, что 1 ньютон, приложенный к рычагу, расстояние до оси которого 6 метров. Наиболее буквально, момент силы частички определяется как векторное произведение:

где  — сила, работающая на частичку, и r — радиус-вектор частички.

момент импульса (кинетический момент, угловой момент, орбитальный момент, момент количества движения) охарактеризовывает количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.

Следует учитывать, что вращение тут понимается в широком смысле, не только лишь как постоянное вращение вокруг оси. к примеру, даже при прямолинейном движении тела мимо случайной воображаемой точки, оно также владеет моментом импульса. Самую большую роль момент импульса играет при описании фактически вращательного движения.

момент импульса замкнутой системы сохраняется.

Момент импульса частички относительно некого начала отсчета определяется векторным произведением ее радиус-вектора и импульса:

где  — радиус-вектор частички относительно избранного начала отсчета,  — импульс частички.

В системе СИ момент импульса измеряется в единицах джоуль-секунда; Дж·с.

Из определения момента импульса следует его аддитивность. Так, для системы частиц производится выражение:

.

В рамках закона сохранения момента импульса ограниченной величиной является угловой момент вращения массы — он не меняется в отсутствие приложенного момента силы либо вращающего момента — проекции вектора силы на плоскость вращения, перпендикулярно радиусу вращения, помноженной на рычаг (расстояние до оси вращения). Самый расхожий пример закона сохранения момента импульса — фигуристка, выполняющая фигуру вращения с убыстрением. Спортсменка заходит во вращение довольно медлительно, обширно раскинув руки и ноги, а потом, по мере того, как она собирает массу собственного тела всё поближе к оси вращения, прижимая конечности всё поближе к туловищу, скорость вращения неоднократно увеличивается вследствие уменьшения момента инерции при сохранении момента вращения. здесь мы и убеждаемся наглядно, что чем меньше момент инерции, тем выше угловая скорость и, как следствие, короче период вращения, назад пропорциональный ей.

3. Что такое радиоактивность (естественная и искусственная)? Как внедрение явлений радиоактивности позволило выполнить мечту алхимиков?

Радиоактивность (от лат. radio — «излучаю», radius — «луч» и activus — «действующий»), радиоактивный распад — явление спонтанного перевоплощения атомного ядра в другое ядро либо ядра. Радиоактивный распад сопровождается испусканием одной либо нескольких частиц (к примеру, электронов, нейтрино, альфа-частиц, фотонов). Радиоактивностью именуют также свойство вещества, содержащего радиоактивные ядра.

Радиоактивность открыта в 1896 г. А. Беккерелем, который нашел проникающее излучение солей урана, действующее на фотоэмульсию. Беккерель установил, что интенсивность излучения определяется лишь количеством урана в препарате и совсем не зависит от того, в какие соединения он заходит. Другими словами это свойство присуще не соединениям, а хим элементу — урану.

В 1898 г. Мария Кюри и Пьер Кюри нашли радиоактивность тория, позже ими были открыты радиоактивные элементы полоний и радий.

Установлено, что радиоактивны все хим элементы с порядковым номером, огромным 82 (другими словами начиная с висмута), и почти все наиболее лёгкие элементы (прометий и технеций не имеют размеренных изотопов, а у неких частей, таковых как индий, калий либо кальций, часть природных изотопов размеренны, остальные же радиоактивны).

Естественная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер частей, встречающихся в природе.

Искусственная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер частей, приобретенных искусственным методом через надлежащие ядерные реакции. Э. Резерфорд экспериментально установил (1899), что соли урана испускают лучи трёх типов, которые по-разному отклоняются в магнитном поле:

· лучи первого типа отклоняются так же, как поток положительно заряженных частиц; их окрестили б-лучами;

· лучи второго типа отклоняются в магнитном поле так же, как поток негативно заряженных частиц (в обратную сторону), их окрестили в-лучами;

· лучи третьего типа, которые не отклоняются магнитным полем, окрестили г-излучением.

Энерго диапазоны б-частиц и г-квантов, излучаемых радиоактивными ядрами, прерывающиеся («дискретные»), а диапазон в-частиц — непрерывный.

Распад, сопровождающийся испусканием альфа-частиц, окрестили альфа-распадом; распад, сопровождающийся испусканием бета-частиц, был назван бета-распадом (в истинное время понятно, что есть типы бета-распада без испускания бета-частиц, но бета-распад постоянно сопровождается испусканием нейтрино либо антинейтрино). термин «гамма-распад» применяется изредка; испускание ядром гамма-квантов именуют обычно изомерным переходом. Палитра-излучение нередко аккомпанирует остальные типы распада.

В истинное время, не считая альфа-, бета- и гамма-распадов, обнаружены распады с эмиссией нейтрона, протона (также 2-ух протонов), кластерная радиоактивность, спонтанное деление. электрический захват, позитронный распад (либо в+-распад), также двойной бета-распад (и его виды) обычно числятся разными типами бета-распада.

Некие изотопы могут испытывать сразу два либо наиболее видов распада. к примеру, висмут-212 распадается с вероятностью 64 % в таллий-208 (средством альфа-распада) и с вероятностью 36 % в полоний-212 (средством бета-распада). Образовавшееся в итоге радиоактивного распада дочернее ядро время от времени оказывается также радиоактивным и через некое время тоже распадается. Процесс радиоактивного распада будет происходить до того времени, пока не покажется размеренное, другими словами нерадиоактивное ядро, а последовательность возникающих при всем этом нуклидов именуется радиоактивным . А именно, для радиоактивных рядов, начинающихся с урана-238, урана-235 и тория-232, конечными (размеренными) нуклидами являются соответственно свинец-206, свинец-207 и свинец-208.

Опубликование теории радиоактивного распада было сенсацией. При истолковании радиоактивности нужно было привыкнуть к совсем новеньким величинам. Было найдено, что в 1 г урана в секунду радиоактивно распадаются 10 000 атомов, а в 1 г радия — выше 30 млрд атомов. Но эти значения невелики по сопоставлению с общим числом имеющихся атомов. 1 г радия содержит несколько тыщ триллионов, поточнее 2,66 * 1021 атомов. Таковым образом, толика атомов, распадающихся в секунду, весьма мала, так что потребовалось бы много 1000-летий, чтоб радий стопроцентно распался. Скоро почти всех исследователей атома, до этого всего Резерфорда и Содди, стала одолевать идея, недозволено ли как-нибудь употреблять фантастическую энергию радия. В 1904 году Содди в книжке «Радиоактивность» указал, какой «путь» должен привести к использованию этого вечно неиссякаемого источника энергии: понятно, что радиоактивные элементы, такие, как радий и уран, по прошествии тыщ, даже миллионов, лет распадаются с выделением энергии собственного излучения; отсюда Содди делает чуткий вывод: эта энергия смогла бы в дальнейшем служить людям, если убыстрить время перевоплощения частей: тогда эти большие количества энергии, на данный момент выделяющиеся за тысячелетия, можно было бы употреблять сходу, конкретно.

4. Обусловьте радиус Луны, если понятно, что видимый угловой поперечник Луны 30 угловых минут, расстояние до Луны 384 тыс. км. Как определяют расстояние до звезд? Что такое «параллакс» и «звездная величина»? как оценили размер Галактики, Вселенной?

R=D*sin p,

Где D — расстояние до Луны,

p — угловой радиус.

R = 384000 * sin 15 = 384000 * 0,004 = 1536 км

Параллакс (греч. рбсбллЬо, от рбсбллбгЮ, «смена, чередование») — изменение видимого положения объекта относительно удалённого фона зависимо от положения наблюдающего.

Зная расстояние меж точками наблюдения (база) и угол смещения, можно найти расстояние до объекта: ; для малых углов , где угол б выражен в радианах.

Параллакс употребляется в геодезии и астрономии для измерения расстояния до удалённых объектов. На явлении параллакса основано бинокулярное зрение.

Видимая звёздная величина (время от времени — просто «звёздная величина») — безразмерная числовая черта объекта на небе, почаще всего звезды, говорящая о том, сколько света приходит от него в точку, где находится наблюдающий. Видимая звёздная величина зависит не только лишь от того, сколько света испускает объект, да и от того, на каком расстоянии от наблюдающего он находится. Видимая звёздная величина считается единицей измерения блеска звезды, причём, чем сияние больше, тем величина меньше, и напротив.

Современное понятие видимой звёздной величины изготовлено таковым, чтоб оно соответствовало величинам, приписанным звёздам древнегреческим астрологом Гиппархом во II веке до н. э. Гиппарх поделил все звёзды на 6 величин. Самые калоритные он именовал звёздами первой величины, самые мерклые — звёздами 6-ой величины. Промежные величины он распределил умеренно меж оставшимися звёздами.

В 1856 году Н. Погсон предложил формализацию шкалы звёздных величин. Видимая звёздная величина определяется по формуле:

где I — световой поток от объекта, C — неизменная.

Так как данная шкала относительная, то её нуль-пункт (0m) определяют как яркость таковой звезды, у которой световой поток равен 10і квантов /(смІ·с·Е) в зелёном свете (шкала UBV) либо 106 квантов /(смІ·с·Е) во всём видимом спектре света. Звезда 0m за пределами земной атмосферы создаёт освещённость в 2,54·10?6 люкс.

Шкала звёздных величин является логарифмической, так как изменение яркости в однообразное число раз воспринимается как однообразное (законВебера — Фехнера). Не считая того, так как Гиппарх решил, что величина тем меньше, чем звезда ярче, то в формуле находится символ минус.

Последующие два характеристики помогают воспользоваться видимыми звёздными величинами на практике:

1. Повышению светового потока в 100 раз соответствует уменьшение видимой звёздной величины ровно на 5 единиц.

2. Уменьшение звёздной величины на одну единицу значит повышение светового потока в 101/2,5=2,512 раза.

В наши деньки видимая звёдная величина употребляется не только лишь для звёзд, да и для остальных объектов, к примеру, для Луны и Солнца и планет. Так как они могут быть ярче самой броской звезды, то у их быть может отрицательная видимая звёздная величина.

Астрономические наблюдения Вселенной дозволили с относительной точностью установить «возраст» Вселенной, который по крайним данным составляет 13,73 ± 0,12 млрд лет. Но, посреди неких учёных существует точка зрения, что Вселенная никогда не возникала, а была вечно и будет существовать вечно, изменяясь только в собственных формах и проявлениях. Представления о форме и размерах Вселенной в современной науке также являются остродискуссионными, предположительно протяжённость Вселенной составляет не наименее 93 млрд световых лет, при наблюдаемой части всего в 13,3 миллиардов. св.л.

Галактики содержат от 10 миллионов (107) до нескольких триллионов (1012) звёзд, крутящихся вокруг общего центра масс. Не считая отдельных звёзд и разрежённой межзвёздной среды, большая часть галактик содержит огромное количество кратных звёздных систем, звёздных скоплений и разных туманностей. Как правило, поперечник галактик составляет от нескольких тыщ до нескольких сотен тыщ световых лет, а расстояния меж ними исчисляются миллионами световых лет.

Хотя около 90 % массы галактик приходится на долю тёмной материи, природа этого невидимого компонента пока не исследована. Есть свидетельства того, что в центре почти всех (если не всех) галактик находятся сверхмассивные чёрные дыры.

Межгалактическое место является фактически незапятнанным вакуумом со средней плотностью меньше 1-го атома вещества на кубический метр. Может быть, что в наблюдаемой части Вселенной находится около 1011 галактик.

5. Поясните принцип неопределенности, понятия детерминизма и индетерминизма. Как поменялись представления о случайном и закономерном? Поясните роль измерения и устройства в квантовой механике

Принцип неопределённости Гейзенберга (либо Гайзенберга) — в квантовой механике так именуют принцип, дающий нижний (ненулевой) предел для произведения дисперсий величин, характеризующих состояние системы.

Обычно принцип неопределённости иллюстрируется последующим образом. Разглядим ансамбль невзаимодействующих эквивалентных частиц, приготовленных в определённом состоянии, с каждой из которых выполняются два поочередных измерения. 1-ое описывает импульс частички, а 2-ое, сходу опосля этого, её координату. Измерение импульса даст некое распределение с соответствующей дисперсией. 2-ое же измерение даст распределение значений, дисперсия которого будет связана с дисперсией импульса так, что .

В общем смысле, соотношение неопределённости возникает меж хоть какими переменными состояния, определяемыми некоммутирующими операторами. Это — один из краеугольных камешков квантовой механики, который был открыт Вернером Гейзенбергом в 1927 г.

Детерминимзм (от лат. determine — определяю) — учение о начальной определяемости всех происходящих в мире действий, включая все процессы людской жизни, со стороны Бога (теологический детерминизм, либо учение о предопределении), либо лишь явлений природы (космологический Детерминизм), либо специально людской воли (антропологическо-этический Детерминизм), для свободы которой, как и для ответственности, не оставалось бы тогда места. Под определяемостью, тут предполагается философское утверждение, что каждое произошедшее событие, включая, и людские поступки и Детерминизм быть может также определен как тезис, утверждающий, что имеется лишь одно, буквально данное, вероятное будущее.

Индетерминизм (от лат. in — не и лат. determinare — определять) — учение о том, что имеются состояния и действия, для которых причина не существует либо не быть может указана. Противоположен детерминизму.

вопросец о соотношении случайности и закономерности в эволюции рассматривался почти всеми биологами и философами. вопросец имеет огромное количество качеств, в том числе и самый общий — мировоззренческий.

Сущность проблемы, если гласить упрощенно, заключается в том, что эволюция в целом производит воспоминание очень закономерного процесса, но, согласно господствующим представлениям («синтетической теории эволюции») в базе его лежат случайные причины (до этого всего — случайные мутации). Как из набора случайностей рождается нечто закономерное?  Это противоречие в особенности тщательно рассматривается в работах Л.С.Берга, А.А.Любищева и С.В.Мейена. Л.С.Берг противопоставлял «эволюции на базе случайностей» — тихогенезу — «эволюцию на базе закономерностей» — номогенез. С.В.Мейен грезил о разработке «номотетической» теории эволюции в противовес «синтетической». Эти идеи продолжают развиваться русскими палеонтологами.

Для системы из одних лишь квантовых объектов совершенно недозволено было бы выстроить никакой логически замкнутой механики. Возможность количественного описания движения электрона просит наличия также и физических объектов, которые с достаточной точностью подчиняются традиционной механике. Если электрон приходит во взаимодействие с «традиционным объектом», то состояние крайнего, совершенно говоря, изменяется. Нрав и величина этого конфигурации зависят от состояния электрона и потому могут служить его количественной чертой.

В данной связи «традиционный объект» обычно именуют «устройством», а о его процессе взаимодействия с электроном молвят, как о «измерении». нужно, но, выделить, что при всем этом никак не имеется в виду процесс «измерения», в каком участвует физик-наблюдатель. Под измерением в квантовой механике предполагается всякий процесс взаимодействия меж традиционным и квантовым объектами, происходящий кроме и независимо от какого-нибудь наблюдающего. Выяснение глубочайшей роли понятия измерения в квантовой механике принадлежит Бору.

Мы обусловили устройство как физический объект, с достаточной точностью подчиняющийся традиционной механике. Таким является, к примеру, тело довольно большенный массы. Но не следует мыслить, что макроскопичность является неотклонимым свойством устройства. В узнаваемых критериях роль устройства может играться также и заранее микроскопичный объект, так как идет речь о величинах, характеризующих движение электрона, а не о величинах, характеризующих электрон как частичку (заряд, масса) и являющихся параметрами.

6. Что такое «начала термодинамики», безупречный и настоящий цикл, коэффициент полезного деяния термических машин? В чем состоит сущность начал термодинамики и спора о «термический погибели Вселенной»?

Начала термодинамики — совокупа постулатов, лежащих в базе термодинамики. Эти положения были установлены в итоге научных исследовательских работ и были подтверждены экспериментально. В качестве постулатов они принимаются для того, чтоб термодинамику можно было выстроить аксиоматически.

Необходимость начал термодинамики связана с тем, что термодинамика обрисовывает макроскопические характеристики систем без определенных догадок относительно их микроскопичного устройства. Вопросцами внутреннего устройства занимается статистическая физика.

Начала термодинамики независимы, другими словами ни одно из их не быть может выведено из остальных начал.

Цикл Брайтона, это термодинамический цикл, состоящий из последующих действий:

«Безупречный» цикл Брайтона:

1. Изоэнтропическое сжатие. (Процес 1-2 на диаграмах).

2. Изобарический подвод теплоты. (процесс 2-3 на диаграмах).

3. Изоэнтропическое расширение. (процесс 3-4 на диаграмах).

4. Изобарический отвод теплоты. (процесс 4-1 на диаграммах)

«Настоящий» цикл Брайтона:

1. Адиабатическое сжатие. (Процес 1-2 на P-V диаграме и 1-2р на I-S (T-S) диаграмме).

2. Изобарический подвод теплоты. (процесс 2-3 на P-V диаграме и 2р-3 на I-S (T-S) диаграмме).

3. Адиабатическое расширение. (Процесс 3-4 на P-V диаграме и 3-4р на I-S (T-S) диаграмме).

4. Изобарический отвод теплоты. (процесс 4-1 на P-V диаграме и 4р-1 на I-S (T-S) диаграмме).

Цикл Брайтона, положен в базу сотворения воздушно-реактивных движков (ВРД) и газотурбинных движков (ГТД). Данные движки хоть и наименее приёмистые и экономичные по сопоставлению с движками внутреннего сгорания, работающими на циклах Отто либо Дизеля, но их основным преимуществом является отношение мощности либо реактивной тяги мотора к его массе и габаритам. Другими словами тяговооруженность мотора.

P — V диаграмма цикла Брайтона

I — S (T — S) диаграмма цикла Брайтона

Коэффициент полезного деяния (КПД) — черта эффективности системы (устройства, машинки) в отношении преобразования либо передачи энергии; определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, приобретенному системой; обозначается обычно h = Wпол/Wcyм.

В электронных движках КПД — отношение совершаемой (полезной) механической работы к электронной энергии, получаемой от источника.

В термических движках — отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты.

В электронных трансформаторах — отношение электромагнитной энергии, получаемой во вторичной обмотке, к энергии, потребляемой первичной обмоткой.

Для вычисления КПД различные виды энергии и механическая работа выражаются в схожих единицах на базе механического эквивалента теплоты и остальных подобных соотношений. В силу собственной общности понятие КПД дозволяет ассоциировать и оценивать с единой точки зрения такие разные системы, как атомные реакторы, электронные генераторы и движки, теплоэнергетические установки, полупроводниковые приборы, био объекты и т. д.

Из-за неминуемых утрат энергии на трение, на нагревание окружающих тел и т. п. КПД постоянно меньше единицы. Соответственно этому КПД выражается в толиках затрачиваемой энергии, другими словами в виде правильной дроби либо в процентах, и является безразмерной величиной. КПД термических электростанций добивается 35-40%, с утилизацией тепла — 60-70%, движков внутреннего сгорания с наддувом и подготовительным остыванием — 40-50%, динамомашин и генераторов большенный мощности — 95%, трансформаторов — 98%. КПД процесса фотосинтеза составляет обычно 6-8%, у хлореллы он добивается 20-25%. У термических движков в силу второго начала термодинамики КПД имеется верхний предел, определяемый чертами термодинамического цикла (радиального процесса), который совершает рабочее вещество. Большим КПД владеет цикл Карно.

Различают КПД отдельного элемента (ступени) машинки либо устройства и КПД, характеризующий всю цепь преобразований энергии в системе. КПД первого типа в согласовании с нравом преобразования энергии быть может механическим, тепловым и т. д. Ко второму типу относятся общий, экономический, технический и остальные виды КПД. Общий КПД системы равен произведению личных КПД, либо КПД ступеней.

В технической литературе КПД время от времени определяют таковым образом, что он может оказаться больше единицы. Схожая ситуация возникает, если определять КПД отношением Wпол/Wзатр, где Wпол — применяемая энергия, получаемая на «выходе» системы, Wзатр — не вся энергия, поступающая в систему, а только та её часть, для получения которой выполняются настоящие Издержки. к примеру, при работе полупроводниковых термоэлектрических обогревателей (термических насосов) издержка электроэнергии меньше количества теплоты, выделяемой термоэлементом. Излишек энергии черпается из окружающей среды. При всем этом, хотя настоящий КПД установки постоянно меньше единицы, рассмотренный КПД h=Wпол/Wзатр может оказаться больше единицы. К примеру, термический КПД кондюков в среднем равен 300%.

«Термическая погибель Вселенной» — гипотетичное состояние мира, к которому типо обязано привести его развитие в итоге перевоплощения всех видов энергии в термическую и равномерного распределения крайней в пространстве; в таком случае Вселенная обязана придти в состояние однородного изотермического равновесия, характеризуемого наибольшей энтропией. Допущение термический погибели Вселенной формулируется на базе абсолютизации второго начала термодинамики, согласно которому энтропия замкнутой системы может лишь возрастать.

7. Дайте представление о научной методологии и формировании аспекта правды в различное время. Какие способы употребляют в естествознании и как они дают конкретные результаты?

Методология науки, в классическом осознании, — это учение о способах и процедурах научной деятельности, также раздел общей теории зания, в индивидуальности теории научного зания (эпистемологии) и философии науки.

Методология, в прикладном смысле, — это система (комплекс, взаимосвязанная совокупа) принципов и подходов исследовательской деятель, на которые опирается исследователь (ученый) в процессе получения и разработки познаний в рамках определенной дисциплины: физике, химии, биологии и остальных разделах науки.

Более значимый вклад в разработку методологии науки занесли время в работах этих создателей методология науки представала в обобщенном и слабо различенном виде, совпадая с исследованием общей идеи научности и ее базисных принципов. А именно, инфы о природе и человеке: логико-дедуктивный и экспериментально-индуктивный. И.Кант разрабатывает общие границы познавательных возможностей, а Ф.Шеллинг и Г.Гегль пробуют сделать всепригодную систему научного познания. Данные исследования имели наиболее отвлеченный нрав, в силу того, что наука не игралась прямо до сер. XVIII — н. XIX какой-нибудь значимой практической роли в социальной жизни.

Вкупе с прогрессом публичных отношений и выдвижением технологической сферы и промышленного производства на фронтальный план в социуме наука приобретает огромное деятель. Обретают настоящий смысл так же и теоретические исследования в области методологии науки. В работах О.Конта, Г.Спенсера, Э.Дюркгейма и остальных создателей разрабатываются уже не попросту принципы общенаучного познания, но определенные варианты способов научно-познавательной деятель, при этом почти во всем направленной на мир соц связей и отношений.

Особенное значение в становлении методологии науки имели исследования Дж. Буля, Г.Фреге, Ч.Пирса в области логико-математического познания. Эти создатели заложили базы формализации норм и процедур мыследеятельности, тем раскрыв место формализации и математизации логического познания и позволив употреблять логико-методологические выработки естествознания в гуманитарных науках.

Не наименьшее вопросец базы традиционной физики И.Ньютона. Открытия М.Фарадея, Дж. Максвелла, А.Эйнштейна, М.Планка и остальных ученых дозволили не только лишь внести ясность в природу неких базовых явлений и действий (электричество, свет и др.), но воздействовали на область методических установок науки в целом. А именно, развитие квантово-релятивистской механики привело к возобладанию чисто математических подходов к выдвижению и обоснованию теоретических положений. Такие положения служили уже не попросту целям обобщения групп экспериментальных данных наблюдения, но выступали самостоятельными регулятивами научно-познавательного процесса. Выдвижение чисто умозрительных конструкций сделалось признаваться равноправным участником научного исследования вместе с наблюдением и тестом и часто даже наиболее желаемым, так как дозволяло сокращать время меж выдвижением теории, ее разработкой и внедрением в практику.

Все это привело к бурному прогрессу науки в ХХ веке, превращению ее из чисто познавательного энтузиазма любителей «незапятанной» правды в сферу проф отношений, имеющих не маленькое воздействие на экономическую жизнь общества (прямо до трансформации науки в разновидность бизнеса).

Правда — это понятие, обозначающее доброкачественную характеристику мысли (представления) или суждения, которая дозволяет считать их познанием. Правду также может называться само познание (содержание познания) либо сама познанная реальность. В целом правдаесть всепригодная категория, понятие, применяемое, а именно, как в религии и философии, так и в рамках научного зания.

В первый раз философское понятие правды введено Парменидом как противопоставление воззрению. Главным аспектом правды признавалось тождество мышления и бытия. Более разработанной теорией правды в древней философии выступала теория Платона, согласно которой правдаесть сверхэмпирическая мысль (нескончаемый «эйдос правды»), также вневременное свойство других «мыслях». Причастность людской души миру мыслях связывает душу с Правду. В средневековой философии Августин, опиравшийся на взоры Платона, проповедовал учение о врождённости настоящих понятий и суждений (в XVII в. эта теория развивалась Р.Декартом). Начиная с XIII в. была всераспространена теория Фомы Аквинского, придерживавшегося учения Аристотеля и развивавшего это учение с позиции гармонического единства познающего разума и верующего (христианского) мышления.

До сего времени более всераспространенной концепцией правды является корреспондентская либо традиционная теория правды. Ее главные положения сформулированы Аристотелем, основное из их сводится к формуле правда есть соответствие вещи и ума (лат. veritas est adaequatio rei et intellectus). В традиционном смысле правда — это адекватная информация о объекте, получаемая средством чувственного и умственного исследования или принятия сообщения о объекте и характеризуемая с позиции достоверности. Наиболее облегченная трактовка совпадает с таковым тезисом: Правда есть адекватное отображение реальности в сознании.

В базе способов естествознания лежит единство эмпирических и теоретических сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв либо хотя бы преимущественное развитие одной за счёт иной закрывает путь к правильному занию природы: теория становится беспредметной, опыт — слепым.

способы естествознания могут быть подразделены на группы:

а) общие способы касаются всего естествознания, хоть какого предмета природы, хоть какой науки. Это — разные формы диалектического способа, дающего возможность связывать воедино все стороны процесса зания, все его ступени, к примеру способ восхождения от абстрактного к определенному и остальные;

б) Особые способы также используются в естествознании, но касаются не его предмета в целом, а только одной из его сторон либо же определенного приёма исследовательских работ: анализ, синтез, индукция, дедукция. Особыми способами служат: наблюдение, опыт, сопоставление и как его личный вариант измерение. Только важны математические приёмы и способы как особенные методы исследования и выражения количественных и структурных сторон и отношений предметов и действий природы, также способы статистики и теории вероятностей;

в) Личные способы — это особые способы, действующие или лишь в границах отдельной отрасли естествознания, или за пределами той отрасли естествознания, где они появились. Так, способы физики, использованные в остальных отраслях естествознания, привели к созданию астрофизики, кристаллофизики, геофизики, хим физики и физической химии, биофизики. Распространение хим способов привело к созданию кристаллохимии, геохимии, биохимии и биогеохимии. Часто применяется комплекс взаимосвязанных личных способов к исследованию 1-го предмета, к примеру, молекулярная биология сразу пользуется способами физики, арифметики, химии, кибернетики в их связи.

8. Как появляются структуры из хаоса в неорганической и жив материях? Каковы условия их образования, приведите примеры из различных областей естествознания. Что такое синергетика и какого ее

В физической картине мира до 70-х годов XX века царили два закона традиционной термодинамики. 1-ый законтермодинамики (закон сохранения и перевоплощения энергии) фиксировал всеобщее всепостоянство и превращаемость энергии. законконстатировал, что в замкнутой системе тел недозволено ни прирастить, ни уменьшить общее количество энергии. Этот закон утверждал независимость такового конфигурации энергии от уровня организации звериного, человека, общества и техники. 2-ой закон термодинамики выражает направленность перехода энергии, конкретно переход теплоты от наиболее нагретых тел к наименее нагретым. время от времени этот законопределяют так: тепло не может перетечь самопроизвольно от прохладного тела к жаркому. Этому могут содействовать лишь Издержки доборной работы.
В согласовании с традиционными физическими представлениями в замкнутой системе происходит сглаживание температур, система стремится к собственному термодинамическому равновесию, порядку, соответственному максимуму энтропии. В физической картине мира принцип возрастания энтропии соответствует однобокому течению явлений, т. е. в направлении хаоса, кавардака и дезорганизации. один из основоположников традиционной термодинамики Р. Клаузис в собственной попытке распространить законы термодинамики на Вселенную сделал вывод: энтропия Вселенной постоянно увеличивается. Если принять этот постулат как настоящий факт, то во Вселенной безизбежно наступит термическая погибель. С того времени, как физика открыла этот процесс рассеивания, деградации энергии, люди ощущали «снижение теплоты вокруг себя». Почти все ученые не соглашались с выводами Клаузиса. В. И. Вернадский утверждал, что «жизнь не укладывается в рамки энтропии». В природе вместе с энтропийными действиями происходят и антиэнтропийные процессы. Почти все учение высказывали колебание по поводу распространения второго закона термодинамики на всю Вселенную. Но в мире, как мы знаем, не только лишь властвует тяга к термический либо иной погибели. В мире повсевременно идет процесс появления новейшего, эволюции и развития различного рода систем. Согласно эволюционной теории Дарвина, жива природа развивается в направлении усовершенствования и усложнения всё новейших видов растений и звериных. В обществе наблюдается процесс общественного творчества, т. е. созидания новейшего. Спрашивается, как из всеобщей тенденции к энтропии, дезорганизации может показаться « порядок» в жив природе и социуме. Появление новейшего чудилось неописуемым чудом.
Ответить на вопросец, как происходит эволюция и появление в природе, как происходит организация порядка из хаоса, «решила» новенькая наука синергетика (вместе с новейшей неравновесной термодинамикой, теорией открытых систем).
Синергетика (греч. «синергетикос» — кооперативный, согласованно работающий) — наука, целью которой является выявление, исследование общих закономерностей в действиях образования, стойкости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравноценных системах различной природы (физических, хим, био, экологических и др.).
Традиционная термодинамика в собственном анализе систем отвлекалась от их трудности и заморочек связи с наружной средой. По существу, она разглядывала изолированные, закрытые системы. Но в мире есть и открытые системы, которые обмениваются веществом, энергией информацией со средой. В открытых системах тоже возникает энтропия, происходят необратимые процессы, но за счет получения вещественных ресурсов, энергии и инфы система сохраняется, а энтропию выводит в окружающую среду. Открытые системы характеризуются неравновесной структурой. Неравновесность связана с адаптацией к наружной среде (система обязана изменять свою структуру), система может претерпевать много разных состояний неопределенность и т. д. Переход от термодинамики сбалансированных действий, к анализу открытых систем ознаменовал большой поворот в науке, почти всех отраслях научных познаний. В открытых системах найден эффект самоорганизации, эффект движения от хаоса к порядку.
Германский физик Герман Хакен термином «синергетика» предложил обозначить совокупный, коллективный эффект взаимодействия огромного числа подсистем, приводящих к образованию устойчивых структур и самоорганизации в сложных системах.
естественно, парадокс перехода от хаоса к порядку, упорядочения ученые знали и ранее. В качестве примеров организации порядка из хаоса в неживой природе можно привести авторегуляцию, принцип меньшего деяния и принцип Ле-Шателье. Было открыто самопроизвольное образование на Земле минералов с наиболее сложной кристаллической сеткой. В химии известны процессы, приводящие к образованию устойчивых структур во времени. Примером является реакция Белоусова-Жаботинского, где раствор временами меняет собственный цвет от красноватого к голубому зависимо от концентрации соответственных ионов.
В физике явления самоорганизации встречаются от атомных объектов и кончая галактическими системами. Возникновение лазера — организация порядка из хаоса. Атомы, внедренные в лазер, могут возбуждаться действием энергии снаружи, к примеру, методом освещения. Если наружная энергия недостаточна, лазер работает как радиолампа. Когда же она добивается мощности лазерной генерации, атомы, ранее испускавшие волны беспорядочно и независимо, начинает источать один огромный цуг волн длиной около 300 000 км. Выделяя при всем этом весьма огромную энергию, передаваемую на огромные расстояния. Атомная антенна начинает резонировать, все атомы начинают источать согласованно, и волны совершают вроде бы одно коллективное движение.
Био и социальные системы поддерживают упорядоченные состояния, невзирая на возмущающие воздействия окружающей среды.
Синергетика изучит особенные состояния систем в области их неуравновешенного состояния, способность к самоорганизации, точки бифуркации (переходные моменты, переломные точки).
Синергетические закономерности
Как синергетика разъясняет процесс движения от хаоса к порядку, процесс самоорганизации, появления новейшего»?
1. Для этого система обязана быть открытой, и от точки термодинамического равновесия. По воззрению Стенгерс, большая часть систем открыты — они обмениваются энергией, веществом информацией с окружающей средой. Главную роль в внешнем мире играет не порядок, стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновестность, от есть безпрерывно флуктуируют.
2. Базовым условием самоорганизации служит появление и усиление порядка через флуктуации.
3. В особенной точке бифуркации флуктуация добивается таковой силы, что организации системы не выдерживает и разрушается, и принципно нереально предсказать: станет ли состояние системы беспорядочным либо она перейдет на новейший, наиболее дифференцированный и высочайший уровень упорядоченности. В точке бифуркации система может начать развитие в новеньком направлении, поменять свое системы, опосля которого может быть некое огромное количество вариантов ее предстоящего развития. Примером бифуркаций могут служить «выбор спутника жизни», » ситуации выбора учебного заведения». Приятный образ бифуркации дает картина В. М. Васнецова «Рыцарь на распутье».
4. Новейшие структуры, возникающие в итоге эффекта взаимодействия почти всех систем, именуются диссипативными, поэтому что для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания наиболее обычных, на замену которым они приходят. В точке бифуркации система встает на новейший путь развития. Те линии движения либо направления, по которым может быть развитие системы опосля точки бифуркации и которое различается от остальных относительной устойчивостью, другими словами, является наиболее настоящим, именуется аттрактором. Аттрактор- это относительно устойчивое состояние системы, притягивающее к для себя огромное количество «линий» развития, вероятных опосля точки бифуркации. Случайность и необходимость взаимно дополняют друга в процессе появления новейшего.
5. Диссипативные структуры есть только постольку, так как система рассеивает энергию, а, как следует, производит энтропию. Из энтропии возникает порядок с повышением общей энтропии. Таковым образом, энтропия не попросту соскальзыванием системы к дезорганизации, она становится прародительницей порядка, новейшего. Так из хаоса (неустойчивости) в согласовании с определенной информационной матрицей рождается Космос.
9. Опишите догадки происхождения планет Солнечной системы. Чем доказывается единовременное происхождение тел Солнечной системы? Поясните трудности происхождения и эволюции Земли. Каково строение геосфер? В чем сущность гипотез тектоники литосферных плит, дрейфа материков?

1-ая теория образования Солнечной системы, предложенная в 1644 г. Декартом, имеет приметное сходство с теорией, признанной в истинное время. По представлениям Декарта, Галлактика образовалась из первичной туманности, имевшей форму диска и состоявшей из газа и пыли (монистическая теория). В 1745 г. Бюффон предложил дуалистическую теорию; согласно его версии, вещество, из которого образованы планетки, было отторгнуто от Солнца некий очень близко проходившей большенный кометой либо иной звездой. Если б Бюффон оказался прав, то возникновение таковой планетки, как наша, было бы событием очень редчайшим, связанным с остальным настолько же редчайшим событием, как сближение 2-ух звезд, а возможность отыскать жизнь где-нибудь во Вселенной стала бы ничтожно малой. Таковая перспектива вызвала бы разочарование не только лишь у читателей научной фантастики.

Более известными монистическими теориями стали теории Лапласа и Канта. Трудности, с которыми повстречались в конце 19 в. монистические теории, содействовали успеху дуалистических, но развитие истории опять возвратило нас к монистической теории. Такие колебания полностью понятны, так как в распоряжении исследователей было весьма уж не достаточно данных: распределение расстояний до планет, подчиненное определенному закону (закон Боде), познание того, что планетки движутся вокруг Солнца в одну сторону, да еще некие теоретические суждения, касающиеся углового момента Солнечной системы. Точки зрения Канта и Лапласа в ряде принципиальных вопросцев резко отличались. Кант, к примеру, исходил из эволюционного развития прохладной пылевой туманности, в процессе которого сначала появилось центральное мощное тело — будущее Солнце, а позже уже планетки, в то время как Лаплас считал первоначальную туманность газовой и весьма жаркой, находящейся в состоянии резвого вращения. Сжимаясь под действием силы глобального тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента количества движения, вращалась все резвее и резвее (о этом подробнее речь будет идти ниже). Из-за огромных центробежных сил, возникающих при резвом вращении в экваториальном поясе, от него поочередно отделялись кольца. В предстоящем эти кольца конденсировались, образуя планетки. Таковым образом, согласно догадке Лапласа, планетки образовались ранее Солнца. Но, невзирая на такое резкое различие меж 2-мя догадками, общей их важной индивидуальностью является развития туманности. Потому и принято именовать эту теорию «догадкой Канта — Лапласа».

Уже посреди XIX столетия сделалось ясно, что эта догадка сталкивается с базовой трудностью. Дело в том, что наша планетная система, состоящая из 9 планет очень различных размеров и массы, владеет одной восхитительной индивидуальностью. Идет речь о необыкновенном распределении момента количества движения Солнечной системы меж центральным телом — Солнцем и планетками.

момент количества движения есть одна из важных черт всякой изолированной от наружного мира механической системы. Конкретно как такую систему мы можем разглядывать солнце и окружающую его семью планет. Момент количества движения быть может определен как «припас вращения» системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг собственных осей Солнца и планет.

момент количества движения вращающегося Солнца равен всего только б-1048. Все планетки земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — имеют суммарный момент в 380 раз наименьший, чем Юпитер. Львиная толика момента количества движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна.

Исходя из убеждений догадки Лапласа, это совсем неясно. По правде, в эру, когда от начальной, стремительно вращающейся туманности отделялось кольцо, слои туманности, из которых потом сконденсировалось солнце, имели (на единицу массы) приблизительно таковой же момент, как вещество отделившегося кольца). Потому что масса крайнего была существенно меньше массы главный части туманности («протосолнца»), то полный момент количества движения у кольца должен быть много меньше, чем у «протосолнца». В догадке Лапласа отсутствует какой бы то ни было механизм передачи момента от «протосолнца» к кольцу. Потому в течение всей предстоящей эволюции момент количества движения «протосолнца», а потом и Солнца должен быть существенно больше, чем у колец и образовавшихся из их планет. Но этот вывод находится в разительном противоречии с фактическим распределением момента количества движения меж Солнцем и планетками.

Для догадки Лапласа эта трудность оказалась неодолимой На замену ей стали выдвигаться остальные догадки. А именно, догадка Джинса, получившая повсеместное распространение в первой трети текущего столетия. Эта догадка во всем представляет собой полную противоположность догадке Канта — Лапласа. Если крайняя отрисовывают образование планетных систем (в том числе и нашей Солнечной) как единый закономерный процесс эволюции от обычного к сложному, то в догадке Джинса образование таковых систем есть дело варианта и представляет редкое, исключительное явление.

Согласно догадке Джинса, начальная времени было уже довольно «старенькым» и схожим на сегодняшнее) при случайном прохождении поблизости него некой звезды. Это прохождение было так близким, что фактически его можно разглядывать как столкновение. При таком весьма близком прохождении благодаря приливным силам, действовавшим со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца была выброшена струя газа. Эта струя остается в сфере притяжения Солнца и опосля того, как звезда уйдет от Солнца. В предстоящем струя сконденсируется и даст начало планеткам.

Эта догадка, владевшая мозгами астрологов в течение 3-х десятилетий, подразумевает, что образование планетных систем, схожих нашей Солнечной, есть процесс только маловероятный. По правде, как подсчитано, столкновения звезд, также их близкие обоюдные прохождения в нашей Галактике могут происходить очень изредка.

Отсюда следует, что, если б догадка Джинса была правильной, то планетных систем, образовавшихся в Галактике за 10 миллиардов. лет ее эволюции, можно было перечесть практически по пальцам. А потому что это, по-видимому, не соответствует реальности и число планетных систем в Галактике довольно велико, догадка Джинса оказывается несостоятельной.

Несостоятельность данной догадки следует также и из остальных суждений. До этого всего, она мучается этим же фатальным недочетом, что и догадка Канта — Лапласа: догадка Джинса не в состоянии разъяснить, почему подавляющая часть момента количества движения Галлактики сосредоточена в орбитальном движении планет. Математические расчеты, выполненные в свое время Н. Н. Парийским, проявили, что при всех вариантах в рамках догадки Джинса образуются планетки с весьма малеханькими орбитами. Еще ранее на эту традиционную космогоническую трудность применительно к догадке Джинса указал янки Рессел.

]]>