Контрольная работа: Концепция современного естествознания

Закон сохранения и приращения энергии формируется так: «энергия сохраняется» или «тепло» полученное системой идет на приращение ее внутренней энергии и на производство внешней работы.

Сохраняется именно энергия, а не теплота. Под энергией понимают способность тела совершать работу. Энергия не уничтожается.

Первое начало термодинамики связанно с законом сохранения энергии и приращения энергии.

Превращение внутренней энергии при переходе системы из одного состояния в другое , складывается из суммы работы внешних сил над системой и количества теплоты, полученной системой. Оно требует сохранение энергии изолированной системы.

В изолированных системах при движении сохраняется и полная энергия системы. Потенциальная энергия «уходит» на время кинетической энергии. Силу, которую развивает система при убывании ее потенциальной энергии, выражается через наклон кривой потенциальной энергии, взятой со знаком «минус».

Работа равна изменению потенциальной энергии, той системы на которую воздействует. Сила может увеличивать скорость тела (кинетическую энергию) и его потенциальную энергию. С временем связан закон сохранения энергии, с пространством – закон сохранения импульса.

Как определить возраст археологической находки, нашей планеты? Какие движения легли в основу календаря? Какие календари используются?

В науке о земле для обозначения времен и последовательности образования горных пород, слагающих земную кору, принято считать термин «геохронология». Относительный возраст пород оценивался в одном геологическом разрезе, поскольку каждый налегающий пласт образовался позднее того пласта, на который он ложиться. Геохронологическая школа была принята в 1881 году на Международном геологическом конгрессе, были введены термины: эра, период, эпоха, век, время.

Вся история планеты делится на 2 неравные части. Более молодая, составляющая 570 млн лет и названа фанерозоем, изучена лучше. К ней относятся геологические формации палеозоя, мезозоя, кайнозоя. Более древняя охватывает огромный интервал времени от 570 до 3 800 млн лет назад. Ее называли криптозоем, или периодом со скрытым развитием органической жизни. Хотя криптозой изучен не достаточно, ученые установили необратимый характер осадкообразования и основные тенденции эволюции Земли под влиянием развивающейся жизни.

Возраст планеты рассматривали в каждые годы по разному. Некоторые ученые обращались к времени. Геологи рассматривали временную последовательность «раньше-позже». Он естествен для тех, кто рассматривал историю планеты через наслоение в камне. В 60-80- годы 20 века рассматривали как «прошлое» и «будущее». Современная наука считает, что время вселенной началось 15 млрд лет назад.

Эволюция земли как планеты и эволюция живого взаимосвязаны и взаимозависимы. Развитие человеческой культуры тесно связанно с календарем – системой2 упорядоченного счета времени. Основой появления календаря в древности было развитие связи трудовых процессов с ритмикой природы – сменой дня и ночи, фазы Луны, время года и т.п. Первой единицей меры времени были сутки.

Известно много календарных сооружений, среди них Перуанский календарь (1939) – это огромные четкие рисунки протяженностью в десятки километров. Древнейший каменный календарь – английский Стаухендж (бронзовый период 3-2 тыс. лет до н.э.) – каменные монолиты высотой более 5 метров, стоящие в строгом порядке, причем центральный камень ориентирован на положение восхода солнца в день летнего солнцестояния, а 4 опорных камня – на точки равноденствия. Интересны передвижные календари – Персидский, Вавилонский, Греческий. Новый стиль – Григорианский календарь.

Дайте представления о модели гармоничного осциллятора и использование этой модели. Что такое «когерентность», «резонанс», «поляризация».

Физическая система, совершающая колебания, называется осциллятором. Гармонический осциллятор – определяемый колебаниями массы, прикрепленной одним концом к пружине, является самым простым примером гармонического движения. Если сместить массу, а затем воздействие устранить, то со стороны пружины на массу будет действовать возвращающая сила, направленная в сторону, противоположную силе вызвавшей смещение (трение отсутствует). Для небольших смещений возвращающая сила

F=-kх.

Для закона простого гармонического колебания можно использовать 2 закон Ньютона

F=MW=-KX

откуда ускорение равно

w=-(k/m)x.

Основной закон простого гармонического колебания - ускорение материальной точки математического маятника пропорциональна смещению. при малой амплитуде почти каждый колебательный процесс можно считать гармоническим. Период колебания маятника определяется его длиной и не зависит от массы маятника. Гармонические колебания описываются функцией:

A=A0+Asin(kt+φ0),

где A, A0, φ0, k- постоянные величины. A – амплитуда колебаний, kt+φ0 – фаза, A0 – центр гармонического колебания, k – круговая частота. (2𝜋/k)=T – период колебаний, (1/T)=V – частота.

Если амплитуда убывает, то колебания затухающие, если под действием повторяющейся внешней силы- вынужденные, если за счет внутренних сил системы, после выделения системы из состояния равновесия – свободные колебания.

Гармонический источник возбуждает монохроматическую волну. Если колебание проходит по гармоническому закону, то при распространении волны от источника до точки волна происходит с запозданием. В плоской волне амплитуда одинакова везде, а в сферической – убывает обратно пропорционально квадрату радиуса.

Если тело участвует в нескольких волновых движениях , то эти движения складываются в одно. Волновое движение образуется, если частиц много и они связаны между собой. Каждая из колеблющихся частиц испытывает влияние сил, стремящихся вернуть их в первоначальное положение. Если сами частицы или частицы пружины больших движений не совершают , то вдоль пружины распространяется импульс.

Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частот вынуждающей внешней силы с собственной частотой системы, называется резонансом. Явление имеет простой характер, если внешнее воздействие не меняет колебательных свойств системы, и свойства системы не меняют внешнего воздействия. Если отношения частот колебаний кратны отношению целых чисел, эти частицы находятся в резонансе. При этом может происходить взаимодействие тел. Если оно поддерживает кратность частот, то резонанс носит устойчивый характер. Свойства резонанса обеспечивают устойчивость вращения и обращений в солнечной системе.

Одним из свойств волн, которые совершают гармонические колебания, является поляризация. Явление поляризации, свойственно только поперечным волнам, состоит в следующем: луч света, проходя через два кристалла шпата, подвергался двойному лучепреломлению в зависимости от взаимной ориентации осей кристаллов. Двойное лучепреломление всегда возникает при отражении луча от поверхности и только угол меняется в зависимости от коэффициента преломления вещества. Закономерности поляризации были изучены в 1815 году , но были объяснены только через 7 лет. Направление поляризации связывают с направлением вектора, плоскость поляризации – это плоскость содержащая вектор и направление распространения волны. Вектор перпендикулярен плоскости поляризации. Большинство источников испуская некогерентный и неполяризованный свет, когда направление непрерывно меняется в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. При пропускании неполяризованного света через поляризатор можно сделать его поляризованным. В качестве поляризатора может служить экран из тонких параллельных проволочек для микроволнового излучения или фильтр из кристаллической пластинки.

Когерентность – согласованное протекание во времени и в пространстве несколько колебательных и волновых процессов, проявляющихся при их сложении. Когерентность излучения волн синхротрона доказал Прохоров в 1951 году. Его разработки молекулярных стандартов частоты и времени привели к создания первого мазера, после чего были созданы лазеры, мазеры. Лазер использовался дл проверки эффектов теории относительности и приложений к биологии и медицине.

Приведите уравнение состояния идеального газа. Какая величина является мерой средней кинетической энергии молекул? Определить температуру идеального газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения его молекулы, равна 7,87*10Е-21Дж