додати матеріал


Природознавство

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

скачати

Завдання 1. Перелічіть основні компоненти природознавства як системи природних наук. Дайте їх коротку характеристику.
Природознавство - галузь науки, що вивчає сукупність природничих наук, узята як ціле.
Природознавство з'явилося більше 3000 років тому. Тоді не було поділу на фізику, біологію, географію. Науками займалися філософи. З розвитком торгівлі і мореплавання почався розвиток географії, а з розвитком техніки - розвиток фізики, хімії.
Підрозділи
· Астрономія - наука про розташування, будову, властивості, походження і розвиток небесних тіл і їх систем, аж до Всесвіту в цілому.
· Біологія - наука про життя, одна з природних наук, предметом якої є живі істоти і їх взаємодія з навколишнім середовищем.
· Біофізика розділ фізики та сучасної біології, що вивчає фізичні аспекти існування живої природи на всіх її рівнях, починаючи від молекул і клітин і закінчуючи біосферою в цілому.
· Біохімія - наука про хімічний склад живих клітин і організмів і про хімічні процеси, що лежать в основі їх життєдіяльності.
· Генетика - наука про закони і механізми спадковості та мінливості.
· Географія - єдиний комплекс наук, що вивчають географічну оболонку Землі і акцентуються на виявленні просторово-часових закономірностей.
· Геологія - комплекс наук про склад, будову, історії розвитку земної кори і розміщення в ній корисних копалин.
· Радіобіологія - це самостійна комплексна, фундаментальна наука, що складається з багатьох наукових напрямків, що вивчає дію іонізуючих та неіонізуючих випромінювань на біологічні об'єкти.
· Радіохімія, вивчає хімію радіоактивних речовин, закони їх фізико-хімічної поведінки, хімію ядерних перетворень і супутні їм фізико-хімічні процеси.
· Фізична хімія - наука про загальні закони, що визначають будову і хімічні перетворення речовин при різних зовнішніх умовах.
· Хімія - одна з найважливіших і великих областей природознавства, наука про речовини, їх властивості, будову і перетвореннях, що відбуваються в результаті хімічних реакцій.

Завдання 2. Охарактеризуйте олександрійський період розвитку науки.
Природознавство в елліністичну епоху стало переходити зі сфери абстрактного, філософського міркування про природу в сферу конкретних фактів і явищ (сталася систематизація накопичених знань). У цю епоху грецька математика, механіка і астрономія поряд з іншими галузями знань досягли свого найвищого розвитку. Грецька наука перейшла від розгляду світу в цілому до диференційованого знання, з єдиної науки виділилися й розвинулися окремі науки природні і гуманітарні.
Майже кожен учений елліністичної епохи був пов'язаний з Олександрією якщо не особистим контактом, то наукової листуванням. В Олександрії жили і працювали видатні вчені: геометр Евклід, географ і математик Ератосфен, астрономи Конон, Аристарх Самоський і пізніше Клавдій Птолемей. З Олександрією були пов'язані математик Аполлоній Пергський, астроном Гіппарх і Архімед. Особливу роль в елліністичну епоху зіграли Евклід і Архімед.
Серед чотирьох дисциплін, які вивчаються в Мусейоні (Олександрійський музей): літератури, математики, астрономії та медицини, - математика займала особливе місце. Протягом першого періоду свого існування математична школа відрізнялася інтенсивної і блискучою діяльністю. Вона почалася з систематизації знань, накопичених в класичну епоху, - Евклід розробив початку геометрії, а Аполлоній створив загальну теорію конічних перетинів.
Олександрійські вчені отримали широку популярність своїми дослідженнями з математики, астрономії, географії та фізики. І хоча біологія не належала до числа найпопулярніших в Олександрії наук, проте, і в ній можна знайти, принаймні, два славних імені: це Герофіл (розквіт його діяльності відноситься до 300-х років до н.е.) і його учень Еразістрат (250-і роки до н.е.).
На розвитку біології позначався ще і той важливий факт, що життя - жива природа на відміну від неживого світу - вважалася священною. Анатомування людського тіла багатьом уявлялося абсолютно неприпустимим. Тому незабаром їм взагалі припинили займатися - спочатку через морального осуду, а потім під страхом порушення законів.

Завдання 3. Вкажіть основні закони механіки Ньютона.

Перший закон Ньютона

Інерціальній називається та система відліку, щодо якої будь-яка, ізольована від зовнішніх впливів, матеріальна точка зберігає стан рівномірного прямолінійного руху.
Перший закон Ньютона говорить: інерціальні системи відліку існують.
По суті, цей закон постулює інерцію тел. Це може здаватися очевидним зараз, але це не було очевидно на зорі досліджень природи. Так, наприклад, Арістотель стверджував, що причиною всякого руху є сила, тобто у нього не було руху за інерцією.

Другий закон Ньютона - диференціальний закон руху, що описує взаємозв'язок між прикладеної до матеріальної точці силою та її прискоренням. Один з трьох законів Ньютона.

Другий закон Ньютона стверджує, що в інерціальній системі відліку (ІСО) прискорення, яке отримує матеріальна точка, прямо пропорційно прикладеній силі і обернено пропорційно масі.
\ Vec {F} = m \ vec a
Третій закон Ньютона пояснює, що відбувається з двома взаємодіючими тілами. Візьмемо для прикладу замкнуту систему, що складається з двох тіл. Перше тіло може діяти на друге з деякою силою F 12, а друге - на перше з силою F 21. Як співвідносяться сили? Третій закон Ньютона стверджує: сила дії дорівнює по модулю і протилежна за напрямом силі протидії. Підкреслимо, що ці сили прикладені до різних тіл, а тому зовсім не компенсуються.
Сам закон: тіла діють одне на одного з силами, які спрямовані вздовж однієї і тієї ж прямий, рівними за модулем і протилежними за напрямом: \ Vec {F} _ {2 \ to1} =- \ vec {F} _ {1 \ to 2} .
Завдання 4. Вкажіть основні етапи створення вчення про електромагнетизм.
Як і електрику, магнетизм у природі виявили древні греки. Приблизно до 600 г . до н. е.. їм були відомі властивості магнітного залізняку (оксиду заліза); як виявилося, його шматки можуть діяти один на одного на відстані. Приблизно через 500 років китайці відкрили вражаючу здатність магнітного залізняку певним чином орієнтуватися в просторі й створили перший примітивний компас. Правда, спочатку його використання обмежувалося містичними дійствами, і лише через кілька століть компас став навігаційним приладом.
У середні століття відкрите Фалесом дивне явище ретельно вивчав придворний медик англійської королеви Єлизавети I Уїльям Гільберт, який виявив, що здатність електризуватися, притаманна і багатьом іншим речовинам.
Подальші дослідження, проведені в Англії та інших країнах Європи, показали, що деякі речовини ведуть себе як ізолятори. Французький вчений Шарль Дюфе встановив, що існують два різновиди електричних зарядів; тепер ми називаємо їх позитивними і негативними.
У XVIII-XIX ст. природа електрики частково прояснилася після експериментів Бенджаміна Франкліна і Майкла Фарадея. З'ясувалося, що електричні заряди одного знака відштовхуються, а заряди протилежних знаків притягуються, і в тому і іншому випадку електричні сили слабшають з відстанню у відповідності з законом "зворотних квадратів", який Ньютон вивів раніше для гравітації.
Вирішальний крок у пізнанні електромагнетизму зробив у 50-х роках XIX ст. Джеймс Клерк Максвелл, який об'єднав електрику й магнетизм в єдиній системі рівнянь теорії електромагнетизму - першої єдиної теорії поля - невидимого дії, яка створюється матерією, що тягнеться далеко в простір і здатного впливати на електрично заряджені частинки, електричні струми і магніти.
У 1864 році Дж. К. Максвелл опублікував перші з основних рівнянь «класичної електродинаміки», що описують еволюцію електромагнітного поля і його взаємодію із зарядами і струмами.

Завдання 5. Які гіпотези і постулати лежать в основі квантової механіки?
Основне рівняння квантової механіки - рівняння Шредінгера, математичний апарат - теорія матриць, теорія груп, оператори, теорія ймовірностей.
Історія квантової механіки почалася по суті з відкриття в 1838 році катодних променів Майклом Фарадеєм. Подальша формулювання в 1859 році задачі про випромінювання абсолютно чорного тіла Густавом Кірхгофа; припущення в 1877 році Людвігом Больцманом, про те, що енергетичні стану фізичної системи можуть бути дискретними; формулювання в 1900 році квантової гіпотези Максом Планком про те, що будь-яка енергія поглинається або випромінюється тільки порціями, які складаються з цілого числа квантів з енергією ε таких, що ця енергія пропорційна частоті ν з коефіцієнтом пропорційності, визначеним за формулою:
\ Varepsilon = h \ nu = bar mega \,
де h - постійна Планка. Хоча Планк наполягав, що це припущення умоглядно і не відноситься до фізичної реальності енергії, у 1905 році для пояснення фотоефекту Альберт Ейнштейн постулював на основі квантової гіпотези Планка, що світ сам по собі складається з квантів, які згодом назвали фотонами (1926 рік). Від простого постулювання Ейнштейна народився шквал обговорень, теоретичних робіт та експериментів, з яких виникла нова галузь фізики: квантова фізика.
Математичний апарат нерелятивістської квантової механіки будується на наступних положеннях:
· Стани системи описуються ненульовими векторами ψ комплексного сепарабельного гильбертова простору H, причому вектори ψ 1 і ψ 2 описують одне і те ж стан тоді і тільки тоді, коли ψ 2 = cψ 1, де c - довільне комплексне число. Кожній спостерігається однозначно відповідає лінійний Ерміт оператор.
· Спостережувані одночасно вимірні тоді і тільки тоді, коли відповідні їм ермітової оператори коммутіруют.
· Еволюція системи визначається рівнянням Шредінгера ibar \ frac {\ partial \ psi} {\ partial t} = at {H} \ psi де at {H} - Гамільтоніан.
· Кожному вектору \ Psi \ not = 0 з простору H відповідає деякий стан системи, будь-лінійний Ерміт оператор відповідає деякою спостерігається.
Ці положення дозволяють створити математичний апарат, придатний для опису широкого спектру завдань у квантовій механіці.

Завдання 6. Вкажіть основні стехіометричні закони.
У хімії використовуються наступні стехіометричні закони: закон збереження маси, закон сталості складу речовини, закон еквівалентів, закон кратних відносин.
Закон збереження маси. Маса речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, що утворюються в результаті реакції.
Закон сталості складу. Будь-яке хімічно чисте з'єднання незалежно від способу його одержання має цілком певний склад.
C + O 2 = CO 2
CO + 1/2O 2 = CO 2
Закон еквівалентів. Хімічні елементи з'єднуються один з одним у строго певних кількостях, що відповідають їх еквівалентів.
Закон кратних відносин. Якщо два елементи утворюють один з одним кілька хімічних сполук, то на одну й ту ж масу одного з них припадають такі маси іншого, які відносяться між собою як прості цілі числа.

Завдання 7. У чому полягає явище каталізу?
Каталіз (від грец. Κατάλυσις, сходить до καταλύειν - руйнування) - явище зміни швидкості хімічної або біохімічної реакції у присутності речовин, кількість і стан яких в ході реакції не змінюються (каталізаторів).
Термін «каталіз» був введений в 1835 році шведським вченим Йенсом Якобом Берцелиусом.
Явище каталізу поширене в природі (більшість процесів, що відбуваються в живих організмах, є каталітичними) і широко використовується в техніці (у нафтопереробці та нафтохімії, у виробництві сірчаної кислоти, аміаку, азотної кислоти, тощо). Велика частина всіх промислових реакцій - це каталітичні.
Основні принципи каталізу
Каталізатор змінює механізм реакції на енергетично більш вигідний, тобто знижує енергію активації. Каталізатор утворює з молекулою одного з реагентів проміжна сполука, в якому ослаблені хімічні зв'язки. Це полегшує його реакцію з другим реагентом. Важливо відзначити, що каталізатори прискорюють оборотні реакції, як в прямому, так і в зворотному напрямках.

Завдання 8. Перерахуйте основні властивості живого організму.
Живі організми - головний предмет вивчення в біології. Для зручності розгляду всі організми розподіляються по різним групам і категоріям, що становить біологічну систему їх класифікації.
Саме загальне їх поділ на ядерні та без'ядерні.
За кількістю складових організм клітин їх ділять на одноклітинні і багатоклітинні. Формування цілісного багатоклітинного організму - процес, що складається з диференціювання структур (клітин, тканин, органів) і функцій та їх інтеграції як в онтогенезі, так і в філогенезі.
Постулатами теорії біологічної еволюції є три властивості живих організмів - індивідуальна мінливість, спадковість і боротьба за існування.
Властивості:
· До складу живих організмів входять ті ж хімічні елементи, що і в об'єкти неживої природи. Однак співвідношення елементів у живій і неживому неоднаково. У живих організмах 98% хімічного складу припадають на чотири елементи: вуглець, кисень, азот і водень.
· Важлива ознака живих систем - використання зовнішніх джерел енергії у вигляді їжі, світла та ін Через живі системи проходять потоки речовин і енергії, ось чому вони відкриті. Основу обміну речовин складають взаємопов'язані і збалансовані процеси асиміляції, тобто процеси синтезу речовин в організмі, і дисиміляції, в результаті яких складні речовини й з'єднання розпадаються на прості і виділяється енергія, необхідна для реакцій біосинтезу. Обмін речовин забезпечує відносну постійність хімічного складу всіх частин організму.
· Існування кожної окремо взятої біологічної системи обмежена в часі, підтримання життя пов'язане з самовідтворенням. Будь-який вид складається з особин, кожна з яких рано чи пізно перестане існувати, але завдяки самовідтворення життя виду не припиняється. В основі самовідтворення лежить утворення нових молекул і структур, яке обумовлене інформацією, закладеної в нуклеїнової кислоти ДНК. Самовідтворення тісно пов'язане з явищем спадковості: будь-яка жива істота народжує собі подібних.
· Спадковість полягає у здатності організмів передавати свої ознаки, властивості і особливості розвитку з покоління в покоління. Вона обумовлена ​​відносною стабільністю, тобто постійністю будови молекул ДНК.

Завдання 9. Охарактеризуйте різні типи мінливості.
Мінливість - варіабельність (різноманітність) ознак серед представників даного виду. Розрізняють декілька типів мінливості:
· Спадкову (генотипическую) і неспадкову (фенотипическую).
Спадкова мінливість зумовлена ​​виникненням різних типів мутацій та їх комбінацій у наступних схрещуваннях.
У кожній досить тривало існуючої сукупності особин спонтанно і не направлено виникають різні мутації, які надалі комбінуються більш-менш випадково з різними вже наявними в сукупності спадковими властивостями.
Мінливість, обумовлену виникненням мутацій, називають мутаційної, а обумовлену подальшим перекомбінірованія генів в результаті схрещування - комбінаційної.
· Індивідуальну (відмінність між окремими особинами) і групову (між групами особин, наприклад, різними популяціями даного виду). Групова мінливість є похідною від індивідуальної.
· Якісну і кількісну.
· Спрямовану і ненаправлену.

Завдання 10. Дайте класифікацію речовини біосфери на основі вчення Вернадського про біосферу.
Біосфера - сукупність частин земної оболонки (літо-, гідро-і атмосфера), яка заселена живими організмами, перебуває під їхнім впливом і зайнята продуктами їх життєдіяльності. Термін «біосфера» був запропонований австрійським геологом Едуардом Зюсом в 1875 році. Великий внесок у розвиток вчення про біосферу вніс Вернадський.
У книзі «Хімічна будова біосфери Землі та її оточення» В. І. Вернадський говорить про таких типах речовини, що складають біосферу:
1. Вся сукупність тіл живих організмів що населяють Землю фізико-хімічно єдина, незалежно від їх систематичної належності і називається живою речовиною (закон фізико-хімічного єдності живої речовини В. І. Вернадського). Маса живої речовини порівняно мала і оцінюється величиною 2,4-3,6 * 1012 т (в сухій вазі). Якщо її розподілити по всій поверхні планети, то вийде шар всього в півтора сантиметра. За В. І. Вернадському ця «плівка життя», складова менше 10-6 маси інших оболонок Землі, є «однією з найбільш могутніх геохімічних сил нашої планети». Протягом органічної еволюції живі організми тисячократно пропустили через свої органи, тканини, клітини, кров всю атмосферу, весь обсяг світового океану, величезну масу мінеральних речовин. Цю геологічну роль живої речовини можна уявити собі по родовищах вугілля, нафти, карбонатних порід.
2. Биогенное речовина - речовина створюване і переробляє життям (кам'яне вугілля, бітуми, вапняк нафту і т. д.)
3. Відсталу речовину - в утворенні якого життя не бере участь; тверде, рідке і газоподібне.
4. Биокосное речовина, яка створюється одночасно живими організмами і відсталими процесами, представляючи динамічно рівноважні системи тих і інших. Такі грунт, кора вивітрювання і т. д. Організми в них грають провідну роль.
5. Речовина, що знаходиться в радіоактивному розпаді.
6. Розсіяні атоми, безперервно створюються з усякого роду земного речовини під впливом космічних випромінювань.
7. Речовина космічного походження.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Контрольна робота
38.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Природознавство і людина
Гносеологія і природознавство
Натурфілософія і природознавство
Астрономія і природознавство
Природознавство як наука
Природознавство XX століття
Природознавство основні поняття
Природознавство - фундаментальна наука
Природознавство в епоху Середньовіччя
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru