№1
Основные законы оптики известны ещё с древних веков. Так, Платон установил закон прямолинейного распрастронения и закон отражения света. Аристотель и Птолемей изучали преломление света. Первые представления о природе света возникли ещё у древних греков и египтян которые в дальнейшем, по мере изобретения и усовершенствования различных оптических инструментов, развивались и трансформировались. В конце 17 века на основе многовекового опыта и развития представлений о свете возникли 2 теории о свете: корпускулярная (Ньютон), волновая (Гук, Гюйтенс).
Корпускулярная теория: согласно ней свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами и летящих по прямолинейным траекториям.
Волновая теория: согласно ней свет представляет собой упругую волну, распространяющуюся в особой среде – эфире.
18 век стал веком борьбы этих теорий. Экспериментальное доказательство справедливости волновой теории было получено в 1851 году, ученым Фуко. К началу 19 столетия корпускулярная теория была отвергнута и восторжествовала новая волновая теория. В 70х годах прошлого столетия Максвелл создал электромагнитную теорию света. Которая была дополнена Лоренцем и доказана Планком. В 1905 году Эйнштейн создал квантовую теорию света, согласно которой не только излучение света, но и его распространение происходит в виде потока световых квантов – фотонов. Итак, свет представляет собой единство противоположных видов движения – корпускулярного (квантового) и волнового (электромагнитного).
№2
Наиболее наглядно волновые свойства света обнаруживаются в явлениях интерференции и дифракции. Интерференция – это явление, возникающее при сложении когерентных световых волн и состоящее в том, что интенсивность результирующей световой волны, в зависимости от разности фаз складывающихся волн, может быть больше или меньше суммы их интенсивностей.
Дифракция – это явление отклонения распространения света от законов геометрической оптики, обусловленное волновой природой света и возникающее в средах с резкими оптическими неоднородностями.
№3
Свет обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Причём корпускулярно-волновым дуализмом обладает и ē. Корпускулярно-волновой дуализм света означает, что свет одновременно обладает свойствами непрерывных электромагнитных волн и свойствами дискретных фотонов. Ньютон считал, что свет – поток корпускул, т. е. поток прямолинейно летящих частиц вещества. Только в 19 веке Френель, используя открытия других физиков, сумел объединить уже выведенные принципы в одну теорию, согласно которой свет – поперечная волна. Затем Максвелл открыл, что свет один из видов электромагнитного излучения. Но всё же свет стал приниматься как поток фотонов.
№4
Французский учёный Бройль, осознавая существующую в природе симметрию и развивая представления о двойственной корускулярно-волновой природе света, выдвинул гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализм. Он утверждал, что не только фотоны, но и ē и любые другие частицы материи наряду со свойствами. Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики – энергия Е и импульс Р, с другой стороны –волновые характеристики – частота и λ.
Микрочастицы – это элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны и т. д.), а также сложные частицы, образованные из небольшого числа элементарных (пока неделимых) частиц (атомы, молекулы, ядра атомов).
№5
Шрёдингер применил к понятию волн вероятности классическое дифференциальное уравнение волновой функции и получил знаменитое уравнение, носящее его имя. Подобно тому как обычное уравнение волновой функции описывает распространение, уравнение Шрёдингера описывает распространение волны вероятности нахождения частицы в заданной точке пространства. Картина квантовых событий, которую дает нам уравнение Шрёдингера, заключается в том, что электроны и другие элементарные частицы ведут себя подобно волнам на поверхности океана. С течением времени пик волны (соответствующий месту, в котором скорее всего будет находиться электрон) смещается в пространстве в соответствии с описывающим эту волну уравнением. То есть то, что мы традиционно считали частицей, в квантовом мире ведёт себя во многом подобно волне.
№6
Туннельный эффект, туннелирование – преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия меньше высоты барьера. Туннельный эффект – явление исключительно квантовой природы, невозможное в классической механике; аналогом туннельного эффекта в волновой оптике
может служить проникновение световой волны внутрь отражающей среды (на расстоянии порядка длины световой волны) в условиях, когда, с точки зрения геометрической оптики, происходит полное внутреннее отражение. Явление туннелирования лежит в основе многих важных процессов в атомной и молекулярной физике, в физике атомного ядра, твёрдого тела и т. д.
№7
Возникновение жизни — гипотетический процесс превращения неживой природы в живую.
В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие теории:
Теория биохимической эволюции
Теория панспермии
Теория стационарного состояния жизни
Теория самозарождения
Теория креационизма
В настоящее время теории самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований противоречат выводам этих теорий.
Теория панспермии не решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в еще более туманное прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза о начале жизни на Земле.
№8
По убеждению преобразование биосферы грядет неизбежно и необратимо и трансформированная биосфера носит название ноосферы. Ноосфера - качественно новое состояние самой биосферы, ее очередная трансформация в ходе эволюции.
Основные концепции:
-Ход научного творчества является той силой, при помощи которой человек меняет биосферу. Изменение биосферы после появления в ней человека - неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.
-Изменение биосферы не зависит от человеческой воли, оно стихийно, как природный естественный процесс.
-Научная работа человечества есть природный процесс, сопровождаемый переходом биосферы в новое более упорядоченное состояние - ноосферу.
-Человек может рассматриваться как определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени. Во всех своих проявлениях человек составляет определенную закономерную часть биосферы.
№9
Ноосфера — "сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором. Ноосфера — новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием человеческого общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Понятие «Ноосфера» было введено в начале XX в. Э. Леруа, который трактовал ее как «мыслящую» оболочку, формирующуюся человеческим сознанием.
Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры». Сам Вернадский говорил о ней то как о реальности будущего.
Понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:
-ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;
-ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.
№10
Классическая термодинамика - это наука, которая занимается изучением общих свойств макроскопических систем в состоянии равновесия, а также общих закономерностей, имеющих место при установлении термодинамического равновесия; она даёт описание системы в состоянии покоя, но совершенно не учитывает её предысторию и путь перехода от начального состояния к конечному.
Изолированная система — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. В термодинамике постулируется, что изолированная система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из которого самопроизвольно выйти не может.
Первый закон термодинамики - физический закон, согласно которому количество теплоты, которое получено телом или системой, расходуется
- на изменение внутренней энергии; и
- на работу тела или системы против внешних сил.
Второй закон термодинамики - физический закон, имеющий две эквивалентные формулировки:
-1- невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому телу;
-2- невозможен периодический процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу.
Термодинами́ческая энтропи́я S, часто просто именуемая энтропия, в химии и термодинамике является функцией состояния термодинамической системы; её существование постулируется вторым началом термодинамики.
№11
Генетика и эволюция науки взаимосвязанные. Принципы генетики укрепили и дали прочную научную основу для развития эволюционных учений. Этот процесс начался с открытием законов Менделя и применением их к теории эволюции Дарвина.
Одним из первых ученых, занимавшихся исследованиями теории эволюции, был французский биолог Ламарк придерживавшийся взгляда, что виды постепенно изменяются, порождая новые, т. е. эволюционируют. Значительный вклад Ламарка в биологическую мысль состоял в том, что он привел убедительные (для своего времени) аргументы в поддержку теории эволюции, выступив противником теории независимого и неизменного развития видов, утверждавшей, что с течением времени наблюдаются слабые отклонения от нормальных форм, но, в конце концов, эти уклонившиеся формы возвращаются к прежнему состоянию, что не может привести к возникновению новых видов.
Ламарк выдвинул гипотезу о факторах, контролирующих эволюционные изменения. Ламарк предполагал, что живые существа обладают способностью постепенно в течение многих поколений изменяться от простой структуры или организации к более сложной и совершенной.
Заслуга Ламарка состояла в том, что он строго придерживался эволюционной теории в то время, когда многие его коллеги твердо верили в создание определенных видов путем отдельных актов творения. Тем более, механизм наследования имел, вероятно, для него второстепенное значение по сравнению с главной целью - убедить всех своих противников в существовании процесса эволюции.
№12
Естествознание — система наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое. Естествознание — одна из трёх основных областей научного знания о природе, обществе и мышлении.
Предмет Естествознание — различные формы движения материи в природе: их материальные носители (субстрат), образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи; их взаимосвязи, внутренняя структура и генезис; основные формы всякого бытия — пространство и время; закономерная связь явлений природы как общего характера, охватывающая ряд форм движения, так и специфического характера, касающаяся лишь отдельных сторон тех или иных форм движения, их субстрата и структуры.
Цели Естествознание — двоякие: 1) находить сущность явлений природы, их законы и на этой основе предвидеть или создавать новые явления и 2) раскрывать возможность использования на практике познанных законов, сил и веществ природы. Цели Естествознание совпадают, т. о., с целями самой человеческой деятельности.
