Схема дифференциации наук НАУКИ Гуманитарные изучают законы общества

Схема дифференциации наук НАУКИ Гуманитарные изучают законы общества Естественные Изучают законы природы Науки Биоло. Физика Химия о гия Земле Астрономия Экология Технические 1) Создание машин и механизмов 2) Создание приборов и инструментов История Право Психология Экономика Лингвистика Социология Математика + Иформатика Политология

Закон экспоненциального развития науки Объем научного знания y=e. Х Время

Этапы научного исследования Научный факт Наблюдение Эксперимент Обобщение результатов экспериментов (статистика) Прямой Модель- Мысленный Выдвижение гипотез Проверка гипотез: 1)практикой 2) математически 3) новым экспериментом Не подтверждается и отбрасывается Подтверждается и становится теорией Познание законов природы и общества

Структурные уровни организации материи Микромир Rобъектов ≤ Rмолекул Vобъектов—> Vсвета (с) Объекты: молекулы, атомы ядра, протоны, нейтроны, электроны, элементарные частицы, кварки. Науки: квантовая механика, ядерная физика. Парадигма: постулаты Бора Принципы: 1) корпускулярно-волновой дуализм (де Бройль) 2) неопределенности (Гейзенберг) 3) дополнительности (Бор) Макромир Rмакромол ≤Rобъектов <Rземли Vобъектов << Vсвета(с) Объекты: от макромолекул до Земного шара. Науки: классическая физика (механика, электромагнетизм, термодинамика). Парадигма: Ньютона Принцип: Детерминизм Лапласа Мегамир Объекты за пределами Земли. Vобъектов—> Vсвета (с) Объекты: планеты, Солнечная система, звезды, галактики, Вселенная (Метагалактика). Науки: астрономия, теория относительности Эйнштейна. Парадигма: Эйнштейна. Принципы: 1) специальный принцип относительности 2) эквивалентности инерциальной и гравитационной масс.

Закон Всемирного тяготения А B Fгр. m. A m. B r. AB Сила m A * m. B гравитации F= G r 2 AB

Мировые константы Физические константы: Гравитационная константа --------- G Универсальная газовая константа ---- R Константа Больцмана ------------- k Скорость света ----------------- с Константа Планка---------------- h Математические константы: Отношение длины окружности к длине ее диаметру----------- число π Основание натурального логарифма---------------- число e

Закон Кулона А B FКул q. A r. AB Сила взаимодействия зарядов q. B F Кул = q A* q. B r 2 AB

Спектр электромагнитных излучений γ-лучи E=max. λ=min. рентген УФ видимый свет ИК микро- радиоволны E=min. λ=max. Длина волны растет Частота и энергия растет

Температура и энтропия Т – Абсолютная в Ко (только +) to – Шкала Цельсия to = T – 273 Ko (+ , -) Δ Q (теплота) Энтропия S = ΔТ

Схема самоорганизации открытых неравновесных систем (с двумя примерами) Открытая система 1 Накопление флуктуаций Неустойчивость сист. 1 Точка бифуркации Биологический вид 1 Накопление мутаций Угроза существ. вида 1 Естественный отбор Общественный строй 1 Накопление противоречий Угроза строю 1 Революция Разрушение сист. 1 Вымирание вида 1 Разрушение строя 1 Переход на новый уровень – система 2 Возникновение вида 2 Установление нового строя 2

Планетарная модель атома Э. Резерфорда

Модель атома Н. Бора

Линейчатый атомный спектр

Корабль Эйнштейна Vк Vм(б) = Vк + Vм Vк Vсвета (с) Vм(б) = c + Vм Vм ?

Сокращение расстояния при больших скоростях VA c C VB B A r AB АВ

Отклонение луча света в поле гравитации Солнца Солнце Звезда Земля

Строение материи Материя Вещество Молекулы Единство поля и вещества Поле Волны Корпускулярноволновой дуализм Атомы Электроны + Протоны Физический вакуум Ядра + Нейтроны Элементарные частицы Кварки

Космические объекты Излучающие свет Звезды, галактики, Вселенная H He термоядерная реакция Не излучающие свет Объекты Солнечной системы Планеты, метеориты, космическая пыль, кометы Черные дыры Громадная масса, сильная гравитация, ничего не излучают, не отражают, только поглощают

Физическая карта Земного шара

Схематический разрез Земного шара Литосфера 10 -70 км. Почвы, состав: гумус, осадочные породы, вода, воздух (В. В. Докучаев) Осадочные породы: глины, песчаники. известняки Магматические породы: граниты, базальты, туфы Мантия 〜 2900 км. Земное ядро Слой Голицына: внешнее ядро внутреннее ядро: Fe и примеси серы

Схема гидросферы Гидросфера Мировой океан (〜 90% по объему) Подземные воды Пресноводные объекты Ледники и снежники Поверхностные воды суши 1) реки 2) озера 3) ручьи 4) болота

Строение атмосферы Ионосфера: 300 км Озоновый слой (25 -30 км) УФ 3 О 2 2 О 3 Стратосфера: 50 км. Тропосфера (9 км)Состав: N 2 – 79 %, O 2 – 20 %, Остальные газы – 1 %.

Происхождение континентов Пангея Гондвана (южный материк) Африка Южная Америка Лавразия (северный материк) Евразия Антарктида Австралия Северная Америка

Экологическая классификация природных ресурсов Ресурсы Неисчерпаемые 1. Солнечная энергия 2. Ветер 3. Приливы и отливы 4. Термальное тепло. Исчерпаемые Невозобновляемые Возобновляемые Горючие Нефть, природный газ, уголь, торф Руды металлов Драгоценные металлы Строительные материалы Глины, песчаники, известняки 1. Растения (леса) 2. Животные (рыба) 3. Почвы 4. Частично возобновляемые: Вода Воздух

Разделы химии (по видам объектов) Химия Органическая Неорганическая Объекты: все химические элементы и их соединения, кроме соединений углерода (С). Количество: 91 хим. эл. , около 500 000 хим. соед. Теор. основа: ПЗ и ПСЭ Д. И. Менделеева Объекты: соединения Элементо. С с H, N, O, S, P органическая Количество〜 5 млн. соед. Объекты: Теоретич. основа: Металл+ органиструктурная теория ческая часть. Mg+органич. часть А. М. Бутлерова: (В. Гриньяр), 1. Изомеры. Fe+органич. часть 2. Полимеры ( А. Н. Несмеянов) Полимеры Пластмассы Кау- Волокчуки на

Виды химических связей ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ КОВАЛЕНТНЫЕ С помощью электронной пары НЕПОЛЯРНЫЕ Газы : H 2, O 2, Cl 2, N 2 ПОЛЯРНЫЕ H 2 O, кислоты, органические вещества МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ Чистые металлы Cu, Fe, Zn, Al ИОННЫЕ еметалл неметалл, катион(+) анион(-), Соли: Na. Cl, KBr, Ca. Cl 2

Естественная классификация живого Живые организмы клеточные неклеточные Вирусы: (Д. И. Ивановский) Состав: ДНК+белок, РНК+белок Паразитарные: грипп гепатит (А, В, С), СПИД. безъядерные (прокариоты) сине-зеленые водоросли, бактерии ядерные (эукариоты) растения грибы животные Состав: Микробиология: Состав: углеводы + белки. Л. Пастер, Р. Кох. углеводы. белки. Главное Иммунитет: Главное свойство: И. И. Мечников. свойство: подвиж. Антибиотики: фотосинтез. размноженость. (К. А. Тими. А. Флеминг. ние рязев). спорами.

Уровни организации живого молекулярный неорганические в-ва, органические: биополимеры + жиры клеточный 1) оболочка ( мембрана) 2) цитоплазма 3) ядро тканевый 5 видов у животных 6 видов у растений пищеварения, опорно-двигательная, нервная, кровеносная системно-органный организменный управление системами: нервной, гуморальной популяционно-видовой популяция: совокупность организмов одного вида экосистемный совокупность всего живого данного места вместе со средой обитания биосферный совокупность всех экосистем Земли

Химический состав живой клетки ВЕЩЕСТВА КЛЕТКИ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ Вода, минеральные соли. Катионы: Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+. Анионы: Cl-, F-, PO 43 - ОРГАНИЧЕСКИЕ БЕЛКИ: 20 аминокислот. УГЛЕВОДЫ: глюкоза. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ: нуклеотиды. ЖИРЫ БИОПОЛИМЕРЫ

Нуклеиновые кислоты Состав нуклеотидов РО 43 фосфат РНК С 5 -моносахарид, рибоза – РНК, дезоксирибоза- ДНК контроль биосинтеза белков Двойная спираль Азотистое снование: тимин (Т) цитозин (Ц) гуанин (Г) аденин (А) Принцип комплементарности ДНК РНК ДНК 1) размножение I цепь II цепь 2) хранение и Г Ц передача наследствен- А Т А У ной информации Т А Ц Г ДНК

Концепции происхождения жизни 1. Спонтанная концепция Аристотеля. Опровергнута: Ф. Реди, Л. Пастером 2. Креационизм. 3. Стационарное состояние. 4. Панспермия. 5. Биохимическая А. И. Опарина. На рисунке: а) обычная химическая колба б) колба, предложенная Л. Пастером для его работ по опровержению концепции Аристотеля.

Происхождение человека Дриопитеки (древесные) шимпанзе гориллы Парапитеки в Южной Африке Австралопитеки (3, 5 млн. лет) Человек умелый (2, 5 млн. лет) (орудия из гальки) Архантроп (500 тыс. лет-1 млн. (древнейший человек) Палеоантроп(150 тыс. -200 тыс. лет) (Неандерталец) Неоантроп (40 тыс. лет ) (Кроманьонец) проплиопитеки гиббон орангутан питекантроп синантроп Гейдельбергский человек

Трофические цепи и круговорот биогенных химических элементов Свет. Фотосинтез травоядные растения консументы I-го уровня продуценты автотрофы гетеротрофы хищники консументы падальщики II-го уровня Гумус консументы III-го уровня бактерии, грибы, черви гетеротрофы редуценты Атомы биогенных химических элементов гетеротрофы

Компоненты глобального экологического кризиса 1. Загрязнение биосферы. 2. Сокращение запасов невозобновляемых ресурсов. 3. Быстрое уничтожение возобновляемых ресурсов. 4. Уменьшение биоразнообразия. 5. Сокращение пахотных площадей. 6. Демографический взрыв. Факторы кризиса Пахотные Металл площади ы (запа сы) Уголь ( запасы) и ен е л е ас Н Неф ть, г аз (зап асы ) ие язнен гр За 1600 1700 1800 1900 2010 годы