Модуль 2. природа в современной физической

КАРТИНЕ МИРА.

Тема 2.1. Глобальный эволюционизм и самоорганизация материи

I. Задание для самостоятельной работы

1. Изучите сущность концепции глобального эволюционизма и особенности основных типов эволюции.

2*. Рассмотрите содержание синергетики и особенности развития неравновесных систем.

3. Проанализируйте основные принципы глобального эволюционизма и синергетики применительно к развитию систем живой и неживой природы.

II. План практического занятия

1. Концепция глобального эволюционизма: понятие и основные признаки.

2. Понятие и основные особенности синергетики.

3. Принципы глобального эволюционизма и синергетики и их методологическая роль.

III. Рекомендации по выполнению заданий

и подготовке к практическому занятию

Выполняя первое задание обратите внимание на глобальный эволюционизм как отражение всеобщей закономерности развития материи, усложнение ее структурной организации, его основные признаки и черты.

При изучении синергетики как теории методологии проанализируйте самоорганизацию неравновесных систем как спонтанный переход к более сложным и упорядоченным формам организации материи, обратите внимание на такие их особенности как диссипативность, когерентность, хаотичность.

Выполняя третье задание, дайте характеристику принципам системности, историчности, нелинейности, инвариантности, бифуркации и их применимости к анализу развития конкретных материальных систем неживой и живой природы.

IV. Рекомендуемые источники

Основная литература

1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

2. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

3. Концепции современного естествознания. – Ростов н/Д., 2008.

Дополнительная литература

1. Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. – М., 2006.

2. Концепция самоорганизации: становление нового образа научного мышления. – М., 2004.

3. Попов В.П., Крайнюченко И.В. Глобальный эволюционизм и синергетика ноосферы. – Ростов н/Д, 2005.

V. Контрольные вопросы для самопроверки

1. В чем сущность концепции глобального эволюционизма.

2. Раскройте содержание синергетики.

3. Проанализируйте основные принципы глобального эволюционизма применительно к развитию систем живой и неживой природы.

4. Раскройте содержание основных принципов синергетики.

5. Какова роль принципов синергетики в формировании естественно-научной картины мира.

6. Какова роль принципов глобального эволюционизма в формировании научной картины мира.

Тема 2.2. Корпускулярно-континуальная концепция описания

Материи

I. Задания для самостоятельной работы

1. Рассмотрите основные этапы развития квантовой механики.

2. Проанализируйте основные направления научных исследований в изучении микромира на современном третьем этапе развития квантовой механики.

3. Изучите особенности, последствия и перспективы развития ядерной и термоядерной энергии.

4*. Раскройте содержание понятия «дефект массы вещества» и особенности ядерного (сильного) взаимодействия.

II. План практического занятия

(Форма обучения: очная и заочная)

1. Возникновение квантовой механики как науки и основные этапы ее раз­вития.

2. Принципы дополнительности Н. Бора, соотношения неопреде­ленностей В. Гейзенберга, единства прерывности и непрерыв­ности в микромире и их мировоззренческий смысл.

3. Современные представления о структуре и свойствах элемен­тарных частиц. Значение квантовой механики и ядерной физики для развития материальной и духовной культуры общества.

III. Рекомендации по выполнению заданий

и подготовке к практическому занятию

Рассмотрение вопросов занятия необходимо начать с уясне­ния сущности революции в физике в конце XIX - начале XX века. Открытия в науке, в частности: квантовость процессов излучения (М. Планк, 1900 г.), явление фотоэффекта (А. Эйнштейн, 1905 г.), со­здание планетарной модели атома (Э. Резерфорд, 1911 г.), гипотеза о двойственной природе материальных частиц - непрерывности и дискретности (Н. Бор, 1913 г., Л. де Бройль, 1924 г.), доказатель­ство корпускулярно-волновой природы света (А. Комптон, 1922 г.), вывод Н. Бора о тождественности волновой механики Э. Шредингера и квантовой механики В. Гейзенберга (1928 г.) и других привели первоначально, по выражению крупного физика П. Иордана, "к беспокойству и смятению в науке", а в дальнейшем - к созданию квантовой теории.

При рассмотрении сущности корпускулярно-волнового дуализма в представлениях на материю и движение важно раскрыть со­держание ряда принципов физики, таких, например, как принцип единства прерывности и непрерывности, принципы дополнитель­ности и соотношения неопределенностей, и показать их мировоззренческое значение для формирования квантово-релятивистской картины мира.

Анализ третьего вопроса позволит конкретно охарак­теризовать основные свойства и параметры элементарных частиц. Во-первых, раскрыть современные представления о структуре эле­ментарных частиц, некоторые подходы к их систематизации на основе выделения лептонов (легких частиц), адронов (тяжелых частиц, состоящих из мезонов, нуклонов и гиперонов) и фундаментальных частиц – кварков; во-вторых, рассмотреть некоторые свойства элементарных частиц - их универсальную вза­имозависимость и взаимопревращаемость, участие в различ­ных взаимодействиях - гравитационном, электромагнитном, сла­бом и сильном; в-третьих, показать, как на осно­ве квантово-полевой теории решается задача "великого объедине­ния" - построения единой теории, охватывающей все виды взаи­модействий элементарных частиц; в-четвертых, определить зна­чение квантовой механики, ядерной физики для развития матери­ального и духовного производства, получения новых видов энер­гии и социальные последствия применения ядерной энергии для общества.

IV. Рекомендуемые источники

Основная литература

1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М., 2008.

3. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. – М., 2009.

Дополнительная литература

1. Болл Ф.Введение в физику ядра, адронов и элементарных частиц. – М., 2003.

2. Тарасов В. Е. Квантовая механика. – М., 2005.

3. Фейнман Р., Вайнберг С. Элементарные частицы и законы физики. – М., 2004.

V. Контрольные вопросы для самопроверки

1.Выделите основные этапы развития квантовой механики.

2.В чем сущность корпускулярно-волнового дуализма.

3.Определите методологическое значение основных принципов

квантовой механики для развития современной физики.

4. Раскройте содержание понятия «дефект массы вещества».

5. Что такое ядерная реакция расщепления и термоядерный синтез.

6. В чем особенность перспектив и социальных последствий раз­вития

ядерной физики и использования ядерной энергии.

Тестовые задания к темам 2.1.-2.2.

1. Квантовая механика как наука сформировалась:

1. 20 гг. XX в. 2. Начало XX в. 3. 30 гг. XX в.

2. К легким частицам (лептонам) относятся:

1. Пион 4. Электрон

2. Нейтрино 5. Каон

3. Протон

3. К фермионам относятся частицы:

1. Кварк верхний 4. Кварк независимый

2. Электрон 5. Мюон

3. Пион 6. Кварк истинный

4. Установите соответствие – данные принципы квантовой механики разработали:

1. Корпускулярно- А) В.Гейзенберг 1. 1923 г.

волнового дуализма

2. Соотношения Б) Н.Бор 2. 1927 г.

неопределенностей

3. Принцип соот- В) М.Борн 3. 1929 г.

ветствия

5. Установите соответствие – носителями данных типов взаимодействий являются частицы:

1. Гравитационное А) глюон

2. Сильное Б) фотон

3. Электромагнитное В) гравитон

6. Планетарную модель атома разработал:

1. Дж.Томсон 3. Э.Резерфорд

2. Н.Бор 4. М.Борн

7. Нейтрон открыл физик:

1. Э.Резерфорд 2. Дж.Чедвик

3. К.Андерсон 4. Н.Бор

8. Квантовую модель атома разработал:

1. Э.Резерфорд 3. М.Планк

2. Дж.Томсон 4. Н.Бор

9. Установите соответствие – данные явления в квантовой механике открыли:

1. Квантовую природу света А) Луи де Бройль 1. 1924 г.

2. Фотоэффект Б) М.Планк 2. 1900 г.

3. Двойственную природу В) А.Эйнштейн 3. 1905 г.

микрочастиц

10. Установите соответствие – модели атома разработали:

1. Планетарная А) Э.Резерфорд 1. 1904 г.

модель атома

2. Квантовая Б) Дж.Томсон 2. 1913 г.

модель атома

3. Нейтральная В) Н.Бор 3. 1911 г.

модель ато