Концепція сучасного природознавства

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Варіант № 1
1. Простір, його властивості і життя у Всесвіті
У повсякденній сприйнятті під простором розуміють якусь протяжну порожнечу, в якій можуть (але не обов'язково) перебувати будь-які предмети. Однак між небесними тілами (зірками, планетами, кометами) завжди є деяка кількість речовини, та й фізичний вакуум містить віртуальні частинки. У науці простір розглядається не як вмістилище матерії, а як фізична сутність, що має конкретними властивостями і структурою.
Основні властивості простору формувалися по мірі освоєння людиною територій та розвитку однієї з найдавніших наук - геометрії. Були визначені основні уявлення про простір, які використані І. Ньютоном в його «Математичних засадах натуральної філософії» (1687): однорідність - немає виділених точок простору, паралельний перенос і поворот не змінюють вигляд законів природи;
изотропность - у просторі немає виділених напрямків, і поворот на будь-який кут зберігає незмінними закони природи;
безперервність - між двома різними точками в просторі, як близько б вони не знаходилися, завжди є третя;
тривимірність - кожна точка простору однозначно визначається набором трьох дійсних чисел - координат;
«Евклідової» - описується геометрією Евкліда, в якій, згідно п'ятого постулату, паралельні прямі не перетинаються і сума внутрішніх кутів трикутника дорівнює 180 °.
Положення тіл у навколишньому просторі визначається трьома координатами (довгота, широта, висота), тобто наочним уявленням відповідає тривимірність простору. Простір називають викривленим, якщо в нього неможливо ввести координатну систему, яка може вважатися прямолінійною. Інакше - воно плоске.
Реальне простір тривимірно, тобто має три виміри. У тривимірному просторі існують атоми і планетні системи, виконуються фундаментальні закони природи. Перші уявлення про простір виникли з очевидного існування в природі твердих тіл, що займають певний об'єм. Виходячи з нього, можна дати визначення: простір виражає порядок співіснування фізичних тіл.
Порожній простір ідеально, в той час як реальний навколишній нас світ заповнений різними матеріальними об'єктами.
Простір відносно. Спеціальна теорія відносності об'єднала простір і час в єдиний континуум простір - час.
Ізотропності простору означає інваріантність фізичних законів щодо вибору напрямку осей координат системи відліку, тобто щодо її повороту в просторі на будь-який кут.
Функціональним ми називаємо простір, утворене послідовно змінюються матеріальними об'єктами. Об'єктивно-реальне, функціональне простір існує, має статус фізичної реальності лише з моменту виникнення матеріальних речей і до їх зникнення як таких (точніше, до втілення їх матеріального утримання в інші, наступні матеріальні речі). Називаємо ж ми функціональними простір і час у зв'язку з тим, що саме їхнє існування, всі їхні властивості цілком залежать від змін, що відбуваються в матеріальних речах, явищах і процесах як під дією містяться в них потенційних можливостей, так і під впливом їх взаємодії із зовнішнім навколишнім середовищем. У результаті кожного якісної зміни утворюються новий час і новий простір, що мають фізичний зміст, фізичне значення. Труднощі на шляху дослідження проблеми простору пов'язані ще і з тим, що вчені вкладають в поняття реальний простір різний зміст, причому сенс, далеко не збігається з поняттям функціонального часу.
Основні властивості простору - його загальність, протяжність і координованість його частин. Координованість частин простору визначає її структуру, протяжність - топологію. І цілком очевидно, що закономірності простору - це перш за все і тільки закономірності матерії. Але оскільки матерія існує в різних формах і видах, остільки і простір повинен бути різноманітне за своїми видами та формами. Даний факт визначає ще одне основне властивість простору - його відносність. Тут слід зауважити, що, строго кажучи, закони геометрії не залежать від будови матеріального об'єкта, але вони визначаються законами зв'язків об'єктів, і тому, зважаючи на різноманіття цих зв'язків, різноманітними повинні бути і геометрії, що ми і спостерігаємо. Таким чином, можна зробити найзагальніший висновок, що має велике методологічне значення: закономірності простору відносні і обумовлені, геометрії простору різноманітні. Найважливіша властивість простору - об'єктивність. Чистого простору, не пов'язаного з матеріальними об'єктами, не існує.
2. Види хімічних зв'язків і їх пояснення з точки зору будови атомів
Властивості речовини визначаються його хімічним складом, порядком з'єднання в молекулу атомів і їх взаємним впливом. Теорія будови атомів пояснює механізм утворення молекул і природу хімічного зв'язку. Найважливішими видами хімічного зв'язку є іонна, ковалентний, координаційна, воднева і металева.
Хімія вивчає процеси перетворення молекул при взаємодіях і при дії на них зовнішніх факторів (теплоти, світла, електричного струму, магнітного поля), під час яких утворюються нові хімічні зв'язки. Взаємодія електронних оболонок атомів породжує хімічні зв'язки, що створюють певні конфігурації атомів, що відрізняють один тип молекули від іншого. Якщо атомні конфігурації підходять один до одного, виникає структура, дещо більша, ніж до цього була сукупність з атомів окремо. Виходить насичена молекула, приєднати до неї ще якийсь атом майже неможливо. Насичуваність молекул визначає їх постійний склад для даної речовини і пов'язана з валентністю - здатністю атома утворювати хімічні зв'язки. Інертні гази з працею утворюють хімічні сполуки, тому що мають стійку електронну оболонку. Зовнішня оболонка атома, яка містить орбіталі найвищих енергій атома, називається валентної.
Поняття валентності, введене в науку для опису властивості одного ізольованого атома, поступово стало відбивати властивості пов'язаного атома, тобто атома, що знаходиться в молекулі і змінив свої властивості під впливом інших атомів. Сучасні уявлення про хімічний зв'язок засновані на сучасній теорії валентності. Термін «зв'язок» виявився дуже точний. Випадкових зв'язків не буває - існують правила їх виникнення. При утворенні зв'язку атоми наближаються до досягнення найбільш стійкої електронної конфігурації, тобто має більш низьку енергію. Для пояснення хімічного зв'язку між атомами в молекулах солей, оксидів і лугів найбільш придатна теорія, в основу якої покладено уявлення про іонного зв'язку.
Сукупність хімічно пов'язаних атомів (молекула, кристал) складається з атомних ядер і пов'язаних з ними електронів. Положення атомних ядер експериментально встановлюється досить точно. Розподіл електронної густини фіксується менш точно, оскільки в молекулі кожен з валентних електронів може бути виявлений в околиці будь-якого ядра. Тим не менш, кожному з цих валентних електронів, як і в атомі, відповідає певний енергетичний рівень, званий молекулярної орбиталью. При побудові молекулярних орбіталей використовується Крім цього підходу розглянемо заснований на припущенні, що хімічний зв'язок здійснюється однією або кількома електронними парами, локалізованими між взаємодіючими атомами.
Іонна зв'язок, заснована на перенесенні валентних електронів від одного атома до іншого і електростатичному тяжінні цих утворилися іонів, - найпоширеніший вид зв'язку. Молекула представляється електричним диполем, а центри іонів в ньому розташовані на певній відстані один від одного, званому довжиною зв'язку. При ковалентного зв'язку міцне з'єднання нейтральних атомів досягається за рахунок більш глибокого взаємодії між ними, наприклад зв'язок атомів вуглецю в кристалі алмазу або в молекулі Н2. Металева зв'язок проявляється, коли атоми металу усуспільнює валентні електрони, слабо пов'язані з атомними кістяками.
3. Чому надмірну кількість їжі призводить до ожиріння? Звідки береться енергія для життя і яка при цьому роль АТФ?
Головною умовою життя як організму в цілому, так і окремої клітини є обмін речовин і енергії з навколишнім середовищем. Для підтримки складної динамічної структури живої клітини потрібно безперервна витрата енергії. Крім того, енергія необхідна і для здійснення більшості функцій клітини (поглинання речовин, рухові реакції, біосинтез життєво важливих сполук). Джерелом енергії в цих випадках служить розщеплення органічних речовин в клітині.
Енергетичний обмін в клітині. Первинним джерелом енергії в живих організмах є Сонце. Енергія, принесена світловими квантами (фотонами), поглинається пігментом хлорофілом, які мають хлоропластах зеленого листя, і накопичується у вигляді хімічної енергії в різних поживних речовинах. Всі клітини та організми можна розділити на два основні класи залежно від того, яким джерелом енергії вони користуються. Перші, званих аутотрофнимі (зелені рослини), СО2 і Н2О перетворюються в процесі фотосинтезу в елементарні органічні молекули глюкози, з яких і будуються потім складні молекули. Клітини другого класу, звані гетеротрофних (тварини клітини), отримують енергію з різних поживних речовин (вуглеводів, жирів і білків), синтезованих аутотрофнимі організмами. Клітинне дихання - це окислення органічних речовин, що веде до отримання хімічної енергії (АТФ). Аденозинтрифосфат (скор. ATФ, англ. АТР) - нуклеотид, грає виключно важливу роль в обміні енергії й речовин в організмах; в першу чергу з'єднання відомо як універсальне джерело енергії для всіх біохімічних процесів, що протікають в живих системах. Головна роль АТФ в організмі пов'язана з забезпеченням енергією численних біохімічних реакцій. Будучи носієм двох високоенергетичних зв'язків, АТФ є безпосереднім джерелом енергії для безлічі енергозатратних біохімічних і фізіологічних процесів. Все це реакції синтезу складних речовин в організмі: здійснення активного переносу молекул через біологічні мембрани, у тому числі і для створення трансмембранного електричного потенціалу, здійснення м'язового скорочення. Таким чином, АТФ - це головний універсальний постачальник енергії в клітинах всіх живих організмів.
Протягом всього життя в організмі людини безперервно відбувається обмін речовин і енергії. Джерелом необхідних організму будівельних матеріалів і енергії є живильні речовини, що надходять із зовнішнього середовища в основному з їжею. Повноцінне раціональне харчування - важлива умова існування людини, збереження його здоров'я і працездатності. Тривалі відхилення від нормальних структур, рівнів, калорійності харчового раціону, складу за якістю білків, жирів і вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин, правильних режимів харчування, температурних характеристик прийнятої їжі об'єктивно супроводжуються тими чи іншими патологічними змінами станів організмів людей, їх життєво важливих функцій і стає однією з головних причин виникнення серцево-судинних захворювань, захворювань органів травлення, хвороб, пов'язаних з порушенням обміну речовин, таких як ожиріння та цукровий діабет. Під зміною внутрішньої енергії ми маємо на увазі її витрати на підтримання температури тіла, перегрупування атомів їжі в клітини організму і, нарешті, запас енергії у вигляді жирів. Знаючи це, дієтологи можуть сміливо радити бажають збільшити свою вагу в стані спокою (коли величина чиненої роботи мала) поглинати якомога більше висококалорійної їжі - жирів і вуглеводів: тоді зайва внутрішня енергія піде на організацію запасу жирів в організмі. Навпаки, охочим схуднути зазвичай рекомендують побільше рухатися і трохи менше є булочок і пиріжків (тобто зменшити кількість енергії, що надходить у вигляді їжі).
Обмін речовин (метаболізм) - це сукупність змін і перетворень речовини і енергії в організмах, що забезпечують їх ріст, розвиток, життєдіяльність, самовідтворення і самозбереження. Процес метаболізму - це безперервно протікають реакції споживання і засвоєння вступників речовин, перетворення їх у власне тіло організму {асиміляції), а також протилежні реакції - руйнування деяких речовин {дисиміляції). Травлення включає в себе процеси розщеплення. Для кожного виду організмів генетично закріплений свій тип обміну речовин, що залежить від умов існування. коферментів до кисню.

4. Відкриття реакції розщеплення ядер урану і значення його відкриття для людства
Уран-елемент № 92 займає в сучасному житті особливе місце. Головний елемент атомної енергетики та сировина для отримання другою головного енергетичного елемента - плутонію, він причетний до багатьох великих відкриттів XX ст. Уран надав серйозний вплив і на багато аспектів нашого буття, далекі від науки, зокрема на міжнародну політику. Перша важлива дата в історії урану - 1789 р ., Коли німецький натурфілософ і хімік Мартін Генріх Клапрот відновив витягнуту з саксонської смоляний руди золотисто-жовту «землю» до чорного металоподібних речовини. На честь самої далекої з відомих тоді планет (відкритої Вільямом Гершелем вісьмома роками раніше) Клапрот, вважаючи нова речовина елементом, назвав його ураном. П'ятдесят років уран Клапрота значився металом. Тільки в 1841 р . француз Ежен Пелиго довів, що, незважаючи на характерний металевий блиск, уран Клапрота не елемент, а оксид UO2. Пелиго вдалося отримати цей уран - важкий метал сіро-сталевого кольору.
Так відбулася основне відкриття ядерної фізики - відкриття радіоактивності. Незабаром Беккерель, а потім і інші фізики встановили, що інтенсивність випромінювання пропорційна числу атомів урану, що містяться в препараті, і не залежить від того, в яке хімічна сполука вони входять. Більше урану - сильніше випромінювання. У 1899 р . Резерфорд виявив, що випромінювання уранових препаратів неоднорідний, що є два види випромінювання - альфа-і бета-промені. Вони несуть різний електричний заряд; далеко не однакові їх пробіг у речовині й іонізуюча здатність. Трохи пізніше, в травні 1900 р ., Поль Війар відкрив третій вид випромінювання - гамма-промені ... Великі відкриття 30-х років лягли в основу сучасної ядерної фізики та атомної енергетики. Вони дозволили глибше зрозуміти будову атома. У нейтронних потоках уранових реакторів в наші дні тоннами накопичуються елементи, в десятки разів цінніші, ніж золото. Однак відкриття процесу мимовільного ядерного розподілу одночасно поставило людство перед небезпекою всесвітньої ядерної катастрофи. Відкриття розщеплення урану, що стало однією з найважливіших віх на шляху до атомного століття, було найбільшим його досягненням. Застосування відкриття Гана для створення засобів масового знищення пояснюється сформованими політичними умовами.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Контрольна робота
31.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Концепція сучасного природознавства 2
Концепція сучасного природознавства 3
Концепція сучасного природознавства 2 квітня
Концепція сучасного природознавства 3 лютого
Концепція сучасного природознавства 5 лютого
Концепція сучасного природознавства 2 лютого
Концепції сучасного природознавства 6
Панорама сучасного природознавства
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru