Контрольная работа по !Концепции современного естествознания"

СОДЕРЖАНИЕ

1.	Вопрос №56 Силы в природе (приведите примеры разных сил, действующих на тела, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни). Взаимодействие. Физическое взаимодействие. В чем его сущность и каковы его особенности? Дистанционные и контрактные взаимодействия (приведите примеры). Переход физических взаимодействие в физико-химические или химические взаимодействия (приведите примеры). Виды фундаментальных взаимодействий в природе (перечисли их)		3
2.	Вопрос №118. Эволюция звезд (этапы  существования звезд). Нормальные звезды, красные гиганты, белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.	7
3.	Вопрос №133. Клеточный уровень  организации живого. Клетка-единица  жизни. Свойства клетки-свойства живого. Состав клетки. Одноклеточные (прокариоты и эукариоты) и многоклеточные организмы  Сущность концепции функциональной системности П.А. Анохина. Цитология, её достижения и основные задачи на современном этапе.	11
4.	Список литературы	16

 

 

Вопрос №56. Силы в природе (приведите  примеры разных сил, действующих на тела, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни). Взаимодействие. Физическое взаимодействие. В чем его сущность и каковы его особенности? Дистанционные и контрактные взаимодействия (приведите примеры). Переход физических взаимодействие в физико-химические или химические взаимодействия (приведите примеры). Виды фундаментальных взаимодействий в природе (перечисли их).

Тела действуют друг на друга  при соприкосновении и на расстоянии.

Пример действия силы при соприкосновении: толкание руками заглохший автомобиль, прикладывается сила, направленная вдоль дороги. Сила характеризуется величиной, точкой приложения и направлением, вдоль которого она действует. Сила – это векторная величина.

Действие двух или нескольких сил  на тело можно заменить действием  одной равнодействующей силы, являющейся суммой векторов всех этих сил.

Взаимодействие соприкасающихся  тел может приводить не только к изменению их скоростей (ускорению  или замедлению), но и деформации – изменению формы или объёма тел. Например, сжимая лист бумаги, на него действует сила, которая приводит к ускоренному движению частей листа и его деформации. Всякое тело всегда сопротивляется деформации, и когда его пытаются сжать, растянуть или согнуть, то со стороны тела действуют силы, препятствующие этому, которые называют упругими силами. Упругая сила действует со стороны пружины, когда её сжимают или растягивают. Груз, который тянется по земле за верёвку, тоже ускоряется с помощью упругой силы растянутой верёвки. Сидя на стуле, человек своим весом давим на него, чуть-чуть деформируя, что вызывает появление упругих сил, действующих на человека снизу вверх.

Во многих случаях взаимодействующие  тела скользят вдоль поверхности, разделяющей их, не вызывая деформации друг у друга. Санки и лыжи могут долго скользят по утрамбованному снегу. Силу, препятствующую скольжению, называют силой трения . Эта сила зависит от свойств поверхностей тел и от силы, прижимающей их друг к другу.

Взаимодействие тел происходит не только при их соприкосновении, но и на расстоянии. Например, Земля притягивает все тела, и силу,  с которой она на них действуют, называют силой тяжести. Земля притягивает Луну, а Солнце – Землю, и поэтому Луна вращается вокруг Земли, а Земля – вокруг Солнца. Силы притяжения, которые ещё называют гравитационными, действуют между всеми телами вокруг, однако, они становятся заметными, только тогда, когда одно или оба тела имеют размеры планет или звёзд.

К силам, действующим на расстоянии, относят также электромагнитные силы. Например, намагниченная стрелка компаса поворачивается вдоль линии магнитного поля, хотя никакое тело, касаясь, не заставляет её это делать. Также, не контактируя с каким либо телом, наэлектризованные волосы начинают двигаться при приближении расчёски.

Взаимодействие представляет собой  развертывающийся во времени и пространстве процесс воздействия одних объектов на другие путем обмена материей и движением. Взаимодействие выступает как движение материи, а любое движение включает в себя различные виды взаимодействия.

Взаимодействие и движение являются формой существования материи. Для  объекта существовать - значит взаимодействовать. Именно взаимодействие и движение являются объективными критериями существования тел.

Выделяют несколько форм взаимодействий: в неживой природе, в живой природе и в обществе. Физическое взаимодействие - процессы, происходящие в неживой природе и являющихся основой более сложных процессов, происходящих на более высоких уровнях организации материи.

В порядке возрастания интенсивности  фундаментальные взаимодействия представляются следующим образом: гравитационное взаимодействие; слабое взаимодействие; электромагнитное взаимодействие; сильное взаимодействие.

 

Взаимодействия	Константа взаимодействия	Радиус действия
Гравитационное	6∙10-39	∞
Электромагнитное	1/137	∞
Сильное	1	(0,1-1)∙10-15 м
Слабое	10-14	<<0,1∙10-15 м

 

Гравитация.

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

Ничто во Вселенной не может избежать гравитации. Каждая частица испытывает на себе действие гравитации и сама является источником гравитации, вызывает гравитационное притяжение. Гравитация возрастает по мере образования все больших скоплений вещества. И хотя притяжение одного атома пренебрежимо мало, но результирующая сила притяжения со стороны всех атомов может быть значительной. Гравитация — дальнодействующая сила природы. Это означает, что, хотя интенсивность гравитационного взаимодействия убывает с расстоянием, оно распространяется в пространстве и может сказываться на весьма удаленных от источника телах.

Электромагнетизм.

По величине электрические силы намного превосходят гравитационные, поэтому в отличие от слабого гравитационного взаимодействия электрические силы, действующие между телами обычных размеров, можно легко наблюдать.

Как и электрические заряды, одноименные  магнитные полюсы отталкиваются, а разноименные — притягиваются. Но в отличие от электрических зарядов магнитные полюсы встречаются не по отдельности, а только парами — северный полюс и южный.

Слабое взаимодействие.

Слабое взаимодействие ответственно за распады частиц.

Слабое взаимодействие по величине значительно меньше всех взаимодействий, кроме гравитационного. Там, где оно присутствует, его эффекты оказываются в тени электромагнитного и сильного взаимодействий. Кроме того, слабое взаимодействие распространяется на очень незначительные расстояния. Радиус слабоговзаимодействия очень мал (10-16 см). Потому оно не может влиять не только на макроскопические, но даже на атомные объекты и ограничивается субатомными частицами. Кроме того, по сравнению с электромагнитным и сильным взаимодействиями слабое взаимодействие протекает чрезвычайно медленно.

Сильное взаимодействие.

Последнее в ряду фундаментальных  взаимодействий — сильное взаимодействие, которое является источником огромной энергии. Наиболее характерный пример энергии, высвобождаемой сильным взаимодействием, — Солнце. В недрах Солнца и звезд непрерывно протекают термоядерные реакции, вызываемые сильным взаимодействием (при существенном участии и слабого взаимодействия). Но и человек научился вызывать сильное взаимодействие: создана водородная бомба, сконструированы и совершенствуются технологии управляемой термоядерной реакции.

Главная функция сильного взаимодействия в природе — создание прочной  связи между нуклонами (протонами  и нейронами) в ядрах атомов. При этом столкновение ядер или нуклонов, обладающих высокими энергиями, приводит к разнообразным ядерным реакциям, в том числе реакции термоядерного синтеза на Солнце, которая является основным источником энергии на Земле.

Вместе с тем выяснилось, что  сильное взаимодействие испытывают не все частицы. Так, его испытывают протоны и нейтроны, но электроны, нейтрино и фотоны не подвластны ему. В сильном взаимодействии участвуют обычно только тяжелые частицы.

Взаимодействие тел могут приводить к изменению их свойств, следовательно, взаимодействия могут быть не только физическими, но и физико-химическими и химическими. Растворение веществ – пример физико-химического взаимодействия веществ. 

Растворение веществ сопровождается тепловым эффектом: выделением или поглощением теплоты - в зависимости от природы вещества (физический эффект). Жидкие растворы занимают промежуточное положение между химическими соединениями постоянного состава и механическими смесями. Как и химические соединения, они однородны и характеризуются тепловыми явлениями, а также часто наблюдающейся концентрацией - сокращением объема при смешивании жидкостей. С другой стороны, в отличие от химических соединений растворы не подчиняются закону постоянства состава. Они, как и смеси, могут быть легко разделены на составные части. Процесс растворения есть физико-химический процесс, а растворы - физико-химические системы.

С телами и веществами происходят изменения, которые делятся на физические и химические. 

 

 

Физические	Химические
Физическими называют такие явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, а меняются их агрегатные состояния, форма и размеры тел.  Примеры: плавление льда, вытягивание проволоки, измельчение гранита, испарение воды.	Химическими называют такие явления, при которых происходит превращения одних веществ в другие.  Примеры:горение дров, почернение меди,ржавление железа.   Химические явления - это химические реакциии.

 

Вопрос №118. Эволюция звезд (этапы  существования звезд). Нормальные звезды, красные гиганты, белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.

Звёздная эволюция  — последовательность изменений, которым звезда подвергается в течение её жизни, то есть на протяжении сотен тысяч, миллионов или миллиардов лет, пока она излучает свет и тепло. В течение таких колоссальных промежутков времени изменения оказываются весьма значительными.

Звезда  начинает свою жизнь как холодное разрежённое облако межзвёздного газа, сжимающееся под действием собственного тяготения и постепенно принимающее форму шара. При сжатии энергия гравитации переходит в тепло, и температура объекта возрастает. Когда температура в центре достигает 15-20 миллионов К, начинаются термоядерные реакции и сжатие прекращается. Объект становится полноценной звездой. Первая стадия жизни звезды подобна солнечной — в ней доминируют реакции водородного цикла^[1]. В таком состоянии он пребывает бо́льшую часть своей жизни, находясь на главной последовательности диаграммы Герцшпрунга — Расселла, пока не закончатся запасы топлива в его ядре. Когда в центре звезды весь водород превращается в гелий, образуется гелиевое ядро, а термоядерное горение водорода продолжается на его периферии.

Формирование звёзд. Эволюция звезды начинается в гигантском молекулярном облаке, также называемом звёздной колыбелью. Большая часть «пустого» пространства в галактике в действительности содержит от 0,1 до 1 молекулы на см³. Молекулярное облако же имеет плотность около миллиона молекул на см³. Масса такого облака превышает массу Солнца в 100 000—10 000 000 раз благодаря своему размеру: от 50 до 300 световых лет в поперечнике.Пока облако свободно вращается вокруг центра родной галактики, ничего не происходит. Однако из-за неоднородности гравитационного поля в нём могут возникнуть возмущения, приводящие к локальным концентрациям массы. Такие возмущения вызывают гравитационный коллапс облака.

Процесс формирования звёзд можно описать  единым образом, но последующие стадии развития звезды почти полностью зависят от её массы, и лишь в самом конце звёздной эволюции свою роль может сыграть химический состав.

Молодые звёзды малой массы. Молодые звёзды малой массы (до трёх масс Солнца), находящиеся на подходе к главной последовательности, полностью конвективны; процесс конвекции охватывает все области светила. Это ещё по сути протозвёзды, в центре которых только-только начинаются ядерные реакции, и всё излучение происходит, в основном, из-за гравитационного сжатия. Пока гидростатическое равновесие ещё не установлено, светимость звезды убывает при неизменной эффективной температуре. В это время у звёзд массой больше 0,8 масс Солнца ядро становится прозрачным для излучения, и лучистый перенос энергии в ядре становится преобладающим, поскольку конвекция все больше затрудняется всё большим уплотнением вещества, во внешних же слоях превалирует конвективный перенос энергии.

По мере сжатия звезды начинает увеличиваться  давление вырожденного электронного газа и при достижении определенного радиуса звезды сжатие останавливается, что приводит к остановке дальнейшего роста центральной температуры, вызываемого сжатием, а затем и к её понижению.