Реферат природознавство - банк рефератів, творів, доповідей, курсових і дипломних робіт

Завдання 1. Перелічіть основні компоненти природознавства як системи природних наук. Дайте їх коротку характеристику.

Природознавство - область науки, що вивчає сукупність природних наук, взята як ціле.

Природознавство з'явилося більше 3000 років тому. Тоді не було поділу на фізику, біологію, географію. Науками займалися філософи. З розвитком торгівлі і мореплавання почалося розвиток географії, а з розвитком техніки - розвиток фізики, хімії.

Астрономія - наука про розташування, будову, властивості, походження і розвиток небесних тіл і їх систем, аж до Всесвіту в цілому.

Біологія - наука про життя, одна з природних наук, предметом якої є живі істоти і їх взаємодія з навколишнім середовищем.

Біофізика розділ фізики та сучасної біології, який вивчає фізичні аспекти існування живої природи на всіх її рівнях, починаючи від молекул і клітин і закінчуючи біосферою в цілому.

Біохімія - наука про хімічний склад живих клітин і організмів і про хімічні процеси, що лежать в основі їх життєдіяльності.

Генетика - наука про закони і механізми спадковості і мінливості.

Географія - єдиний комплекс наук, які вивчають географічну оболонку Землі і акцентуються на виявленні просторово-часових закономірностей.

Геологія - комплекс наук про склад, будову, історії розвитку земної кори і розміщення в ній корисних копалин.

Радіобіологія - це самостійна комплексна, фундаментальна наука, що складається з багатьох наукових напрямків, що вивчає дію іонізуючих і неіонізуючих випромінювань на біологічні об'єкти.

Радіохімія, вивчає хімію радіоактивних речовин, закони їх фізико-хімічної поведінки, хімію ядерних перетворень і супутні їм фізико-хімічні процеси.

Фізична хімія - наука про загальні закони, що визначають будову і хімічні перетворення речовин при різних зовнішніх умовах.

Хімія - одна з найважливіших і великих областей природознавства, наука про речовинах, їх властивості, будову і перетвореннях, що відбуваються в результаті хімічних реакцій.

Завдання 2. Охарактеризуйте олександрійський період розвитку науки.

Природознавство в епоху еллінізму стало переходити зі сфери відстороненого, філософського роздуми про природу в сферу конкретних фактів і явищ (сталася систематизація накопичених знань). У цю епоху грецька математика, механіка і астрономія поряд з іншими галузями знань досягли свого найвищого розвитку. Грецька наука перейшла від розгляду світу в цілому до диференційованого знання, з єдиної науки виділилися і розвинулися окремі науки природні і гуманітарні.

Майже кожен вчений епохи еллінізму був пов'язаний з Олександрією якщо не особистим контактом, то наукової листуванням. В Олександрії жили і працювали видатні вчені: геометр Евклід, географ і математик Ератосфен, астрономи Конон, Аристарх Самоський і пізніше Клавдій Птолемей. З Олександрією були пов'язані математик Аполлоній Пергський, астроном Гіппарх і Архімед. Особливу роль в епоху еллінізму зіграли Евклід і Архімед.

Серед чотирьох дисциплін, що вивчаються в Мусейоні (Олександрійський музей): літератури, математики, астрономії та медицини, - математика займала особливе місце. Протягом першого періоду свого існування математична школа відрізнялася інтенсивної і блискучою діяльністю. Вона почалася з систематизації знань, накопичених в класичну епоху, - Евклід розробив початку геометрії, а Аполлоній створив загальну теорію конічних перетинів.

Олександрійські вчені отримали широку популярність своїми дослідженнями з математики, астрономії, географії та фізики. І хоча біологія не належала до числа популярних в Олександрії наук, проте, і в ній можна знайти, принаймні, два славних імені: це Герофил (розквіт його діяльності відноситься до 300-х років до н.е.) і його учень Еразістрат (250-е роки до н.е.).

На розвиток біології позначався ще й той важливий факт, що життя - жива природа на відміну від неживого світу - вважалася священною. Анатомування людського тіла багатьом уявлялося абсолютно неприпустимим. Тому незабаром їм взагалі припинили займатися - спочатку через морального осуду, а потім під страхом порушення законів.

Завдання 3. Вкажіть основні закони механіки Ньютона.

Перший закон Ньютона

Інерційної називається та система відліку, щодо якої будь-яка, ізольована від зовнішніх впливів, матеріальна точка зберігає стан рівномірного прямолінійного руху.

Перший закон Ньютона говорить: інерціальні системи відліку існують.

По суті, цей закон постулює інерцію тел. Це може здаватися очевидним зараз, але це не було очевидно на зорі досліджень природи. Так, наприклад, Арістотель стверджував, що причиною всякого руху є сила, т. Е. У нього не було руху по інерції.

Другий закон Ньютона - диференційний закон руху, що описує взаємозв'язок між прикладеною до матеріальної точці силою і її прискоренням. Один з трьох законів Ньютона.

Другий закон Ньютона стверджує, що в інерціальній системі відліку (ІСО) прискорення, яке отримує матеріальна точка, прямо пропорційно прикладеною силі і обернено пропорційно масі.

=

Третій закон Ньютона пояснює, що відбувається з двома взаємодіючими тілами. Візьмемо для прикладу замкнуту систему, що складається з двох тіл. Перше тіло може діяти на друге з деякою силою F12, а друге - на перше з силою F21. Як співвідносяться сили? Третій закон Ньютона стверджує: сила дії дорівнює по модулю і протилежна за напрямком силі протидії. Підкреслимо, що ці сили прикладені до різних тіл, а тому зовсім не компенсуються.

Сам закон: тіла діють один на одного з силами, які спрямовані вздовж однієї і тієї ж прямої, рівними по модулю і протилежними за напрямком:.

Завдання 4. Вкажіть основні етапи створення вчення про електромагнетизм.

Як і електрику, магнетизм в природі виявили древні греки. Приблизно до 600 р. До н.е. е. їм були відомі властивості магнітного залізняку (оксиду заліза); як виявилося, його шматки можуть діяти один на одного на відстані. Приблизно через 500 років китайці відкрили вражаючу здатність магнітного залізняку певним чином орієнтуватися в просторі і створили перший примітивний компас. Правда, спочатку його використання обмежувалося містичними дійствами, і лише через кілька століть компас став навігаційним приладом.

В середні віки відкрите Фалесом дивне явище ретельно вивчав придворний медик англійської королеви Єлизавети I Вільям Гільберт, який виявив, що здатність електризуватися, властива і багатьом іншим речовинам.

Подальші дослідження, проведені в Англії та інших країнах Європи, показали, що деякі речовини поводяться як ізолятори. Французький вчений Шарль Дюфе встановив, що існують два різновиди електричних зарядів; тепер ми називаємо їх позитивними і негативними.

Вирішальний крок у пізнанні електромагнетизму зробив у 50-х роках XIX ст. Джеймс Клерк Максвелл, який об'єднав електрику й магнетизм в єдиній системі рівнянь теорії електромагнетизму - першої єдиної теорії поля - невидимого впливу, створюваного матерією, що тягнеться далеко в простір і здатного впливати на електрично заряджені частинки, електричні струми і магніти.

Завдання 5. Які гіпотези і постулати лежать в основі квантової механіки?

Основне рівняння квантової механіки - рівняння Шредінгера, математичний апарат - теорія матриць, теорія груп, оператори, теорія ймовірностей.

де h - постійна Планка. Хоча Планк наполягав, що це припущення умоглядно і не відноситься до фізичної реальності енергії, в 1905 році для пояснення фотоефекту Альберт Ейнштейн постулював на основі квантової гіпотези Планка, що світло сам по собі складається з квантів, які згодом назвали фотонами (1926 рік). Від простого постулирования Ейнштейна народився шквал обговорень, теоретичних робіт і експериментів, з яких виникла нова галузь фізики: квантова фізика.

Математичний апарат нерелятивистской квантової механіки будується на таких положеннях:

Стану системи описуються ненульовими векторами ψ комплексного сепарабельного гильбертова простору H, причому вектори ψ1 і ψ2 описують один і той же стан тоді і тільки тоді, коли ψ2 = cψ1, де c - довільне комплексне число. Кожній спостерігається однозначно зіставляється лінійний ермітів оператор.

Спостережувані одночасно вимірні тоді і тільки тоді, коли відповідні їм ермітовим оператори комутують.

Еволюція системи визначається рівнянням Шредінгера де - гамільтоніан.

Кожному вектору з простору H відповідає деякий стан системи, будь-який лінійний ермітів оператор відповідає деякій спостерігається.

Ці положення дозволяють створити математичний апарат, придатний для опису широкого спектра завдань у квантовій механіці.

Завдання 6. Вкажіть основні стехіометричні закони.

У хімії використовуються наступні стехіометричні закони: закон збереження маси, закон сталості складу речовини, закон еквівалентів, закон кратних відносин.

Закон збереження маси. Маса речовин, що вступили в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, що утворюються в результаті реакції.

Закон сталості складу. Будь-яке хімічно чисте з'єднання незалежно від способу його отримання має цілком певний склад.

Закон еквівалентів. Хімічні елементи з'єднуються один з одним в строго певних кількостях, що відповідають їхнім еквівалентів.

Закон кратних відносин. Якщо два елементи утворюють один з одним кілька хімічних сполук, то на одну і ту ж масу одного з них припадають такі маси іншого, які відносяться між собою як прості цілі числа.

Завдання 7. У чому полягає явище каталізу?

Каталіз (від грец. Κατ # 940; λυσις, сходить до καταλ # 973; ειν - руйнування) - явище зміни швидкості хімічної або біохімічної реакції в присутності речовин, кількість і стан яких в ході реакції не змінюються (каталізаторів).

Термін «каталіз» був введений в 1835 році шведським вченим Йёнсом Якобом Берцелиусом.

Явище каталізу поширене в природі (більшість процесів, що відбуваються в живих організмах, є каталітичними) і широко використовується в техніці (в нафтопереробці і нафтохімії, у виробництві сірчаної кислоти, аміаку, азотної кислоти і ін.). Велика частина всіх промислових реакцій - це каталітичні.

Основні принципи каталізу

Каталізатор змінює механізм реакції на енергетично більш вигідний, тобто знижує енергію активації. Каталізатор утворює з молекулою одного з реагентів проміжне з'єднання, в якому ослаблені хімічні зв'язки. Це полегшує його реакцію з другим реагентом. Важливо відзначити, що каталізатори прискорюють оборотні реакції, як в прямому, так і в зворотному напрямках.

Завдання 8. Перерахуйте основні властивості живого організму.

Саме загальне їх розподіл на ядерні та без'ядерні.

За кількістю складових організм клітин їх ділять на одноклітинні і багатоклітинні. Формування цілісного багатоклітинного організму - процес, що складається з диференціювання структур (клітин, тканин, органів) і функцій і їх інтеграції як в онтогенезі, так і в філогенезі.

Постулатами теорії біологічної еволюції є три властивості живих організмів - індивідуальна мінливість, спадковість і боротьба за існування.

До складу живих організмів входять ті ж хімічні елементи, що і в об'єкти неживої природи. Однак співвідношення елементів у живій і неживому неоднаково. В живих організмах 98% хімічного складу припадає на чотири елементи: вуглець, кисень, азот і водень.

Важлива ознака живих систем - використання зовнішніх джерел енергії у вигляді їжі, світла і ін. Через живі системи проходять потоки речовин і енергії, ось чому вони відкриті. Основу обміну речовин складають взаємопов'язані і збалансовані процеси асиміляції, тобто процеси синтезу речовин в організмі, і дисиміляції, в результаті яких складні речовини і сполуки розпадаються на прості і виділяється енергія, необхідна для реакцій біосинтезу. Обмін речовин забезпечує відносну сталість хімічного складу всіх частин організму.

Існування кожної окремо взятої біологічної системи обмежена в часі; підтримання життя пов'язане з самовідтворенням. Будь-який вид складається з особин, кожна з яких рано чи пізно перестане існувати, але завдяки самовідтворення життя виду не припиняється. В основі самовідтворення лежить утворення нових молекул і структур, що обумовлено інформацією, закладеної в нуклеїнової кислоти ДНК. Самовідтворення тісно пов'язане з явищем спадковості: будь-яка жива істота народжує собі подібних.

Спадковість полягає у здатності організмів передавати свої ознаки, властивості і особливості розвитку з покоління в покоління. Вона обумовлена ​​відносною стабільністю, тобто постійністю будови молекул ДНК.

Завдання 9. Охарактеризуйте різні типи мінливості.

Мінливість - варіабельність (різноманітність) ознак серед представників даного виду. Розрізняють декілька типів мінливості:

Спадкову (генотипическую) і ненаследственную (фенотипічну).

Спадкова мінливість обумовлена ​​виникненням різних типів мутацій і їх комбінацій в подальших схрещуваннях.

У кожній досить тривало існуючої сукупності особин спонтанно і не направлено виникають різні мутації, які в подальшому комбінуються більш-менш випадково з різними вже наявними в сукупності спадковими властивостями.

Мінливість, обумовлену виникненням мутацій, називають мутаційної, а обумовлену подальшим перекомбінірованієм генів в результаті схрещування - комбінаційної.

Індивідуальну (відмінність між окремими особинами) і групову (між групами особин, наприклад, різними популяціями даного виду). Групова мінливість є похідною від індивідуальної.

Якісну і кількісну.

Спрямовану і ненаправленої.

Завдання 10. Дайте класифікацію речовини біосфери на основі вчення Вернадського про біосферу.

Біосфера - сукупність частин земної оболонки (літо-, гідро- і атмосфера), яка заселена живими організмами, перебуває під їх впливом і зайнята продуктами їх життєдіяльності. Термін «біосфера» був запропонований австрійським геологом Едуардом Зюссом в 1875 році. Великий внесок у розвиток вчення про біосферу вніс Вернадський.

У книзі «Хімічна будова біосфери Землі і її оточення» В. І. Вернадський говорить про наступних типах речовини, що складають біосферу:

Вся сукупність тіл живих організмів що населяють Землю фізико-хімічно єдина, незалежно від їх систематичної належності і називається живим речовиною (закон фізико-хімічної єдності живої речовини В. І. Вернадського). Маса живої речовини порівняно мала і оцінюється величиною 2,4-3,6 * 1012 т (в сухій вазі). Якщо її розподілити по всій поверхні планети, то вийде шар всього в півтора сантиметра. За В. І. Вернадському ця «плівка життя», складова менш 10-6 маси інших оболонок Землі, є «однією з наймогутніших геохімічних сил нашої планети». Протягом органічної еволюції живі організми тисячократно пропустили через свої органи, тканини, клітини, кров всю атмосферу, весь обсяг світового океану, величезну масу мінеральних речовин. Цю геологічну роль живої речовини можна уявити собі по родовищах вугілля, нафти, карбонатних порід.

Биогенное речовина - речовина створюване і переробляє життям (кам'яне вугілля, бітуми, вапняк нафту і т. Д.)

Відсталу речовину - в утворенні якого життя не бере; тверде, рідке і газоподібне.

Біокосна речовина, яке створюється одночасно живими організмами і відсталими процесами, представляючи динамічно рівноважні системи тих і інших. Такі грунт, кора вивітрювання і т. Д. Організми в них грають провідну роль.

Речовина, що знаходиться в радіоактивному розпаді.

Розсіяні атоми, безперервно створюються з усякого роду земного речовини під впливом космічних випромінювань.

Речовина космічного походження.