- •Печатается по решению научно – методического совета
- •Введение
- •Дифференциация наук и ее причины.
- •Роль и место естествознания в системе наук.
- •1.Методы научного познания.
- •Принцип относительности; законы классической механики и их ограничения. Закон Всемирного тяготения.
- •Принцип детерминизма Лапласа и механическая
- •3. Парадигма и. Ньютона.
- •4. Законы сохранения в классической механике.
- •Электромагнитные явления.
- •Поля и волны.
- •Закон сохранения энергии и законы термодинамики.
- •4. Состояния вещества.
- •Причины революции в физике на рубеже х1х и хх веков.
- •Различные модели атома.
- •4. Ядерная физика.
- •5. Радиоактивность.
- •6. Цепные ядерные реакции и ядерная энергия.
- •Опыт а. Майкельсона и специальная теория относительности.
- •2. Общая теория относительности.
- •3. Рождение и эволюция Вселенной
- •5. Солнечная система.
- •Структурные уровни организации материи.
- •1. Что изучают науки о Земле.
- •2. Ресурсы планеты и их виды.
- •4. Геологическое строение Земли.
- •5. Гипотеза тектоники литосферных плит и
- •6. Водная оболочка Земли (гидросфера).
- •7. Газовая оболочка Земли (атмосфера).
- •1. Главные задачи химии.
- •2. Химическая связь.
- •Химический элемент. Периодический закон д.И
- •Органическая и элементоорганическая химия.
- •5. Управление химическими процессами.
- •6. Эволюционная химия.
- •1. Критерии живого и классификация живых организмов.
- •2. Химический состав живой клетки.
- •4. Биологическая эволюция.
- •5. Генетика, ее рождение, развитие и роль в современной
- •Основателем генетики был чешский монах-августинец
- •2. Гипотезы происхождения человека.
- •3. Человек и Космос. Русские космисты.
- •1. Учение в.И. Вернадского о биосфере.
- •2. Основные законы и понятия экологии
- •3. Глобальный экологический кризис конца хх века
- •1. Общие итоги развития естественных наук в хх веке.
- •Достижения конкретных разделов естественных наук к концу
- •Лауреат Нобелевской премии (1933), вывел основное уравнение
4. Ядерная физика.
Следующим этапом познания микромира было создание ядерной физики, т.е. установление внутренней структуры атомного ядра. Как уже было сказано выше, отцом ядерной физики был Э. Резерфорд, открывший внутри атомного ядра положительно заряженные частицы – протоны. В 1932 г. английский физик Джеймс Чедвиг (1891 –1940), впоследствии лауреат Нобелевской премии, открыл в атомном ядре незаряженные частицы, масса которых была почти равна массе протона, и назвал их нейтронами.
Немного раньше, в 1928 г. выдающийся английский физик- теоретик Поль Дирак (1902 -1984), впоследствии лауреат Нобелевской премии, предсказал существование положительно заряженного антипода электрона. Вскоре эта частица была экспериментально обнаружена и названа позитроном. Это была первая из многочисленных открытых далее элементарных частиц. К середине ХХ века их было открыто уже более трехсот. Название «элементарные частицы» говорило о том, что их считали пределом деления. Казалось, что мельче уже ничего не существует. Однако в 1964 г. американским физиком М. Гелл-Маном (р. 1926), лауреатом Нобелевской премии (1969) было высказано предположение о существовании частиц, несущих дробный заряд, меньший заряда электрона. Их назвали кварками. Кварки - гипотетические частицы, из которых, как предполагается, могут состоять все все элементарные частицы, участвующие в сильных взаимодействиях ( адроны). Различают шесть видов (или, как их называют физики, шесть «ароматов») кварков, этих мельчайших (правда, гипотетических) кирпичиков мироздания, из которых состоят протоны и нейтроны и адроны.
Таким образом, на сегодняшний момент (начало ХХ1 века) именно кварки считаются мельчайшими «кирпичиками» мироздания.
5. Радиоактивность.
Радиоактивность, открытая А. Беккерелем, - это способность ядер атомов тяжелых химических элементов (начиная с 83 номера таблицы Д. И. Менделеева, т.е. расположенных после висмута) к распаду с выделением энергии и образованием ядер других химических элементов. Э. Резерфорд экспериментально доказал, что излучение, испускаемое радиоактивными элементами, неоднородно : одна группа лучей отклонялась к отрицательно заряженной пластине ( их Резерфорд назвал альфа – лучами, очень скоро было установлено, что это поток положительно заряженных ядер атомов гелия). Другая часть лучей отклонялась к положительно заряженной пластине (бета – лучи, оказавшиеся потоком электронов). Превращения элементов, сопровождающиеся испусканием альфа- и бета - лучей, были названы соответственно альфа - и бета – распадом. Лучи, не отклоняющиеся в магнитном поле, Резерфорд назвал гамма – лучами, они оказались самым высокоэнергетическим (и коротковолновым) видом из всех известных в природе разновидностей электромагнитного излучения. Все сказанное выше относится к естественной радиоактивности.
Чем же опасна радиоактивность для живых организмов ? Прежде всего, огромной энергией, разрушающей эритроциты (красные кровяные клетки), в результате чего развивается лейкемия; кроме того, уничтожаются половые клетки, что приводит к бесплодию. Наконец, радиоактивное излучение вызывает неконтролируемый рост клеток, т.е. раковые опухоли.
Как защититься от радиоактивного заражения ? Во-первых, обращаться с радиоактивными веществами имеют право только специально обученные для этого люди, прошедшие соответствующую подготовку. Транспортировать эти вещества следует только в свинцовых контейнерах, а работать с ними - в специально предназначенных для этого костюмах.
Степень поражения живого организма зависит от дозы облучения, т.е. отношения радиоактивной энергии, попавшей на живой организм, к его массе. Соответственно, при одинаковых величинах энергии, чем больше масса, тем меньше опасность гибели организма.
В 1940 г. советские ученые Георгий Николаевич Флеров (1913 – 1990) и К.А. Петржак обнаружили спонтанное деление ядер, сопровождающееся испусканием гамма - излучения и не приводящее к превращению элементов. Оно характерно только для самых тяжелых ядер, начиная с тория.
В 1934 г. французские ученые физики Ирен (1897 –1956) и Фредерик (1900 - 1958) Жолио – Кюри (будущие лауреаты Нобелевской премии 1935 г., дочь и зять М. и П. Кюри) открыли искусственную радиоактивность, которая позволила получать не существующие в природе радиоактивные изотопы, а также новые химические элементы, которых нет в природе. Все химические элементы, стоящие в таблице Д. И. Менделеева после урана, получены методом искусственной радиоактивности, т.е. путем бомбардировки известных химических элементов альфа- частицами или нейтронами.