Ответы к зачету введение в специальность естествознание

Тип:
Добавлен:

ТЕМА 1.

Естественно- научная и гуманитарная культура. Естественно- научная картина мира

1.1.культура как исторически сложившийся уровень развития общества, человека.

1.2.Материальна, духовная и естественно – научная культура.

1.3.Университетская – корпоративная культура. РГСУ

1.4.Единство и различие методов естественных и гуманитарных наук.

1.5.Научный метод. Объяснение понимание и предсказание явлений.

1.6.Естественно- научная картина мира и концепция естествознания.

1.7.Научная парадигма и революция в естествознании.

1.1. Культура -- это система средств человеческой деятельности, благодаря которой программируется, реализуется, стимулируется активность индивида, групп, человечества в их взаимодействии с природой и между собой.

Эти средства создаются людьми, постоянно совершенствуются и состоят из трех содержательных типов культур -- материальной, социальной и духовной.

объяснению явлений и выражающих их понятий. Одним из путей объяснения понятия "культуры" является ее инструменталистская трактовка.

1.2. Материальная культура - совокупность вещественно-энергетических средств бытия человека и общества. Она включает разнообразные факторы: орудия труда, активную и пассивную технику, физическую ("телесную") культуру индивида и населения, благосостояние человека и общества и т. д.

Духовная культура - это составная часть культурных достижений человечества. Она представляет собой многообразную систему знаний, состояний эмоционально-волевой сферы психики и мышления индивидов, а также непосредственных форм их выражений -- знаков. Универсальный знак -- язык -- естественный и искусственный, звуковой (речь) и письменный.

Основные виды духовной культуры - мораль, право, мировоззрение, идеология, искусство, наука и т. д. Каждый из этих видов духовной культуры состоит из относительно самостоятельных разновидностей.

Естественно-научная культура во многом исключает субъективизм ученого. Выделим основные признаки (показатели) рассматриваемых видов культур. Специфика естественно-научной культуры состоит в том, что знание о природе постоянно совершенствуется, отличается высокой степенью объективности, представляет собой наиболее достоверный (истинный) слой массива человеческого знания, имеющего большое значение для существования человека и общества.

1.3. Российский государственный социальный университет, выступая базовым вузом для системы социального образования в стране и являясь международным центром подготовки высококвалифицированных кадров для социальной работы, призван эффективно решать эту многоплановую задачу. Такой инновационный прорыв представляется возможным, если будут правильно определены приоритеты. В их числе мы выделяем такие, как интеграция конструктивного опыта социального образования, освоение инновационного направления подготовки кадров для социальной сферы и достижение качественно нового уровня научной и образовательной деятельности в вузе. В своем развитии и деятельности Университет опирается именно эти приоритеты, сосредотачивает на них основные усилия и средства, добиваясь эффективной реализации ключевых задач в рамках единой цели и принятой стратегии.

Для университетской корпорации РГСУ все более очевидным становится приоритет в достижении высоких качественных показателей социального образования. Качество рассматривается как основное условие успешности образовательной деятельности, полезности педагогического труда каждого из нас, привлекательности и востребованности наших выпускников не только в России, но и во всем мире, и, прежде всего, в зоне европейского высшего образования.

1.4.Наиболее отчетливо различие между естественнонаучной и гуманитарной культурами выражается в истолковании их подхода к основным функциям науки, важнейшие из которых - объяснение, понимание и предсказание явлений.

1.5.Научный метод — совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки.

Метод включает в себя способы исследования феноменов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний. Умозаключения и выводы делаются с помощью правил и принципов рассуждения на основе эмпирических (наблюдаемых и измеряемых) данных об объекте. Базой получения данных являются наблюдения и эксперименты. Для объяснения наблюдаемых фактов выдвигаются гипотезы и строятся теории, на основании которых формулируются выводы и предположения. Полученные прогнозы проверяются экспериментом или сбором новых фактов.

Объяснение в самой общей форме можно определить как подведение явления, факта или события под некоторый общий закон, теорию или концепцию.

Пониманием называют способ, посредством которого можно интерпретировать или истолковывать явления и события индивидуальной духовной жизни и гуманитарной деятельности.

Предвидение, или предсказание, по логической структуре не отличается от объяснения и основывается также на выводе высказываний о фактах из общих утверждений (законов а теории), но сама факты остаются гипотетическими, неизвестными и их предстоит еще открыть.

1.6.Научная картина мира - это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, возникшая в результате обобщения основных естественнонаучных понятий и принципов.

Важнейшие элементы структуры научной картины мира - междисциплинарные концепции, образующие ее каркас. Концепции, лежащие в основе научной картины мира, являются ответами на сущностные основополагающие вопросы о мире. Эти ответы меняются с течением времени, по мере эволюции картины мира, уточняются и расширяются, однако сам "вопросник" остается практически неизменным по крайней мере со времен мыслителей классической Древней Греции.

Каждая научная картина мира обязательно включает в себя следующие представления:

о материи (субстанции);

о движении;

о пространстве и времени;

о взаимодействии;

о причинности и закономерности;

космологические представления.

Каждый из перечисленных элементов изменяется по мере исторической смены научных картин мира.

Современная естественно-научная картина мира, которую еще называют и эволюционной картиной мира является результатом синтеза систем мира древности, античности, гео- и гелиоцентризма, механистической, электромагнитной картин мира и опирается на научные достижения современного естествознания.

1.7.научная парадигма, подобна религиозной вере, которую выбирают родители после рождения ребёнка или сам человек, будучи взрослым. Выбрав однажды, ей следуют всю жизнь до самой смерти или до тех пор, пока сам человек не усомнится в правоте и истинности её постулатов или догматов веры, всегда непререкаемых и святых в любой религии.Аналогичное положение наблюдается с верой учёных в святость существующей парадигмы: она считается обязательной для всех не только потому, что она возникла благодаря работам авторитетных учёных мира, но и по той причине, что она является результатом коллективного согласованного мнения определённого мирового круга учёных-теоретиков и исследователей, работающих в элитарных научных учреждениях.

Тема2 Концепция относительности пространства и времени.

Абсолютное пространство — это чистое и неподвижное вместилище тел; абсолютное время — чистая длительность, абсолютная равномерность событий. Ньютон считал, что вполне возможно допустить существование мира, в котором есть только одно абсолютное пространство и нет ни материи, ни абсолютного времени; либо же существование мира, в котором есть пространство и время, но нет материи; либо же существование мира, в котором есть только время, но нет ни пространства, ни материи. По мнению Ньютона, абсолютное пространство и абсолютное время — это реальные физические характеристики мира, но они не даны непосредственно органам чувств, и их свойства могут быть постигнуты лишь в абстракции; возможно, только в будущем физика сумеет найти реальные системы, соответствующие абсолютному пространству и абсолютному времени.

Пространство и время – всеобщие существование материи. Они не существуют вне материи и не зависят он нее.

Пространство – форма существования материи, характеризующая ее протяженность и объем, сосуществования и взаимодействия материальных объектов и процессов, совокупность отношений координации и расположения объектов относительно друг друга.

Свойства пространства:

  • Расстояние
  • Длина
  • Площадь
  • Объем
  • Углы между различными пространствами
  • Направление
  • Структура
  • Взаимодействие
  • Свойства симметрии

Время – форма существования материи, связь с движениями и характеризующаяся с последовательной сменой явлений и состояний материи, длительностью процессов.

Свойства времени:

  • Необратимость
  • Одномерность

Оно течёт из прошлого через настоящее к будущему. Нельзя возвратиться назад в какую-либо точку времени, но нельзя и перескочит через какой-либо временной промежуток в будущее. отсюда следует, что время составляет, как бы рамки для причинно-следственных связей.

  • Однородность. Во времени все точки равноправны, не существует преимущественной точки отсчёта, любую можно принимать за начальную.

Единцы измерения времени и длины.

Единица физической величины (длина, время) – физические величины, которые по определению присвоено числовое значение равное 1 9метр, сек)

Единицы измерения физических величин, величины, по определению считающиеся равными единице при измерении других величин такого же рода. Эталон единицы измерения — ее физическая реализация. Так, эталоном единицы измерения "метр" служит стержень длиной 1 м.

Международная система единиц (СИ) представляет собой согласованную систему, в которой для любой физической величины, такой, как длина, время или сила, предусматривается одна и только одна единица измерения.

Метр — это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды. Это определение было принято в октябре 1983.

Метр – одна десятимиллионная часть ? длины меридиана, проходящего через Париж.

Секунда — продолжительность 9 192 631 770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.

Положение объекта в пространстве. Декартова система координат.

Дальнейшее развитие представлений о пространстве и времени связано с рационалистической физикой Р.Декарта, который создал первую универсальную физико-космологическую картину мира.

Как известно, положение движущегося тела в каждый момент времени определяется по отношению к некоторому другому телу, которое называется системой отсчета. С этим телом связана соответствующая система координат, например знакомая нам декартова система координат. На плоскости движение тела или материальной точки определяется двумя координатами: абсциссой х, показывающей расстояние точки от начала координат по горизонтальной оси, и ординатой у, измеряющей расстояние точки от начала координат по вертикальной оси. В пространстве к этим координатам добавляется третья координата z.

Среди систем отсчета особо выделяют инерциальные системы, которые находятся друг относительно друга либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении.

1. Инерциальная система отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой справедлив закон инерции (1 закон Ньютона): любое тело, на которое не действуют внешние силы (или сумма сил равно нулю), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Согласно принципу относительности, все ИСО равноправны, и все законы физики в них действуют одинаково.

2. Неинерциальные системы - все остальные (кроме инерциальных) системы.

Принцип относительности в классической механике – преобразования Галилея.

Подлинная революция в механике связана с именем Г.Галилея. Он ввел в механику точный количественный эксперимент и математическое описание явлений. Первостепенную роль в развитии представлений о пространстве сыграл открытый им общий принцип классической механики - принцип относительности Галилея. Согласно этому принципу все физические (механические) явления происходят одинаково во всех системах, покоящихся и движущихся равномерно и прямолинейно с постоянной по величине и направлению скоростью.

Впервые принцип относительности был установлен Галилеем, но окончательную формулировку получил лишь в механике Ньютона. Для его понимания нам потребуется ввести понятие тела отсчета, или системы координат. Как известно, положение движущегося тела в каждый момент времени определяется по отношению к некоторому другому телу, которое называется системой отсчета. С этим телом связана соответствующая система координат, например знакомая нам декартова система координат. На плоскости движение тела или материальной точки определяется

двумя координатами: абсциссой х, показывающей расстояние точки от начала координат по горизонтальной оси, и ординатой у, измеряющей расстояние точки от начала координат по вертикальной оси. В пространстве к этим координатам добавляется третья координата

Среди систем отсчета особо выделяют инерциальные системы, которые находятся друг относительно друга либо в покое, либо в равномерном и прямолинейном движении. Особая роль инерциальных систем заключается в том, что для них выполняется принцип относительности.

Принцип относительности утверждает, что во всех инерциальных системах все механические процессы описываются одинаковым образом, т.е. посредством законов, имеющих ту же самую математическую форму.

Иначе говоря, в таких системах законы движения тел описываются теми же самыми математическими уравнениями или формулами. Действительно, два разных наблюдателя, находящиеся в инерциальных системах, не заметят в них никаких изменений.

Иллюстрируя этот принцип, Галилей приводил пример равномерного прямолинейного движения корабля. Внутри него все явления происходят так же, как на берегу: мухи продолжают летать, тела падают отвесно, никаких резких толчков не происходит и т.д. Поэтому путь свободного падения тела на инерциально движущемся корабле и на берегу описывается одним и тем же законом или формулой.

2. Неинерциальные системы - все остальные (кроме инерциальных) системы.

Обсудим так называемое преобразование Галилея.

Рассмотрим две системы координат (X,Y) и (X',Y'), и пусть при t=0 (абсолютное время) оси координат совпадали.

Затем правая система координат начала двигаться (для простоты – вдоль только одной оси) со скоростью V'.

В движущейся системе координат выполняются:

x'=x-v't, y'=y, z'=z, t'=t.

Это так называемое преобразование Галилея.

Теория относительности (специальная теория) А. Эйнштейна, скорость света.

Закон распространения света и принцип относительности совместимы. И это положение составляет одну из основ специальной теории относительности.

В ходе разработки своей теории Эйнштейну пришлось пересмотреть прежние представления классической механики о пространстве и времени. Прежде всего, он отказался от ньютоновского понятия абсолютного пространства и времени, а тем самым также от определения движения тела относительно этого абсолютного пространства.

Каждое движение тела происходит относительно определенного тела отсчета, и поэтому все физические процессы и законы должны формулироваться по отношению к точно указанной системе отсчета или координат. Следовательно, не существует никакого абсолютного расстояния, длины или протяженности, так же как не может быть никакого абсолютного времени.

Другой важный результат теории относительности состоит в следующем.

Обособленные в классической механике понятия пространства и времени в специальной теории относительности объединяются в единое понятие пространственно-временной непрерывности (континуума).

Как мы уже знаем, положение тела в пространстве определяется тремя его координатами: х, у, z, но для описания его движения необходимо ввести еще четвертую координату — время. Таким образом, вместо разобщенных координат пространства и времени теория относительности рассматривает взаимосвязанный мир физических событий, который часто называют четырехмерным миром Г. Минковского (1864— 1909), по имени немецкого математика и физика, впервые предложившего такую трактовку. В этом мире положение каждого события определяется четырьмя числами: тремя пространственными координатами движущегося тела х, у, z и четвертой координатой — временем t.

Специальная теория относительности созданная в 1905 г. А. Эйнштейном, стала результатом обобщения и синтезом классической механики Галилея - Ньютона, и электродинамики Максвелла - Лоренса. “Она описывает законы всех физических процессов при скоростях движения, близких к скорости света, но без учета поля тяготения. При уменьшении скоростей движения она сводится к классической механике, которая, таким образом, оказывается ее частным случаем”.

Скорость света является предельной скоростью распространения материальных воздействий. Она не может складываться ни с какой скоростью и для всех инерциальных систем оказывается постоянной. Все движущиеся тела на Земле по отношению к скорости света имеют скорость, равную нулю.

Скорость звука всего лишь 340 м/с.. Это не подвижность по сравнению со скоростью света.

Из этих двух принципов постоянства скорости света и расширенного принципа относительности Галилея - математически следуют все положения специальной теории относительности (СТО). Если скорость света постоянна для всех инерциальных систем, а они все равноправны, то физические величины длины тела, промежутка времени, массы для разных систем отсчета будут различными. Так, длина тела в движущейся системе будет наименьшей по отношению к покоящейся.

Для промежутка же времени, длительности какого-либо процесса - наоборот. Время будет как бы растягиваться, течь медленнее в движущейся системе по отношению к неподвижной, в которой этот процесс будет быстрым.

Еще раз подчеркнем, что эффекты специальной теории относительности будут обнаруживаться при скоростях, близких к световым. При скоростях значительно меньше скорости света формулы СТО переходят в формулы классической механики.

А. Эйнштейн попытался наглядно показать, как происходит замедление течения времени в движущейся системе по отношению к неподвижной.

Ско?рость све?та — абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме. В физике традиционно обозначается латинской буквой «c» (произносится как [цэ]). Скорость света в вакууме - фундаментальная постоянная, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчёта (ИСО). Она относится к фундаментальным физическим постоянным, которые характеризуют не просто отдельные тела, а свойства пространства и времени в целом. По современным представлениям, скорость света в вакууме — предельная скорость движения частиц и распространения взаимодействий. Также важен тот факт, что эта величина абсолютна. Это один из постулатов СТО.

В вакууме (пустоте)

В 1977 году удалось вычислить приблизительную скорость света, равную 299792458±1,2 м/с рассчитанную исходя из эталонного метра 1960 года. На данный момент считают, что скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с, или же 1 079 252 848,8 км/ч. Точное значение связано с тем, что с 1983 года за эталон метра принято расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды. Скорость света обозначается буквой c.

Основополагающий для СТО опыт Майкельсона показал, что скорость света в вакууме не зависит ни от скорости движения источника света, ни от скорости движения наблюдателя. В природе со скоростью света распространяются:

собственно видимый свет

другие виды электромагнитного излучения (радиоволны, рентгеновские лучи и др.)

Из специальной теории относительности следует, что движение любых материальных объектов быстрее скорости света невозможно, поскольку наличие частиц, обладающих подобным свойством (называемых тахионами), привело бы к противоречию с принципом причинности.

Действительно, если начало и конец пути тахиона отстоят друг от друга на расстояние большее, чем мог пройти за время пути свет, то согласно преобразованиям Лоренца получается, что в некоторой системе отсчёта, процесс будет выглядеть так, что конец пути предшествует во времени его началу. Иными словами, наблюдатель этой системы отсчёта придёт к заключению, что источник тахионов влияет на прошлое, что является нарушением принципа причинности. Принцип причинности является несомненным опытным фактом, хотя и не является логически обязательным (ни одна теория не использует его в качестве постулата).

Частицы, движущиеся медленнее света, называются тардионами. Тардионы не могут достичь скорости света, а только лишь сколь угодно близко подойти к ней, так как при этом их энергия становится неограниченно большой. Все тардионы обладают массой покоя, в отличие от безмассовых фотонов и гравитонов, которые всегда движутся со скоростью света.

В планковских единицах скорость света в вакууме равна 1, то есть свет проходит 1 единицу планковской длины за единицу планковского времени.

Развитие представления о пространстве и времени. Преобразования Лоренца.

Уже в античном мире мыслители задумывались над природой и сущностью пространства и времени. Так, одни из философов отрицали возможность существования пустого пространства или, по их выражению, небытия. Это были представители элейской школы в Древней Греции. А знаменитый врач и философ из г. Акраганта Эмпедокл, хотя и поддерживал учение о невозможности пустоты, в отличи от элеатов утверждал реальность изменения и движения. Он говорил, что рыба, например, передвигается в воде, а пустого пространства не существует.

Некоторые философы, в том числе Демокрит, утверждали, что пустота существует как материи и атомы, и необходимы для их перемещений и соединений.

Коренное изменение пространственной и всей физической картины произошло в гелиоцентрической системе мира, развитой Н.Коперником в работе “Об обращении небесных сфер”. Принципиальное отличие этой системы мира от прежних теорий состояло в том, что в ней концепция единого, однородного пространства и равномерности течения времени обрела реальный эмпирический базис.

Подлинная революция в механике связана с именем Г.Галилея. Он ввел в механику точный количественный эксперимент и математическое описание явлений. Первостепенную роль в развитии представлений о пространстве сыграл открытый им общий принцип классической механики - принцип относительности Галилея. Согласно этому принципу все физические (механические) явления происходят одинаково во всех системах, покоящихся и движущихся равномерно и прямолинейно с постоянной по величине и направлению скоростью.

Дальнейшее развитие представлений о пространстве и времени связано с рационалистической физикой Р.Декарта, который создал первую универсальную физико-космологическую картину мира.

Новая физическая гравитационная картина мира, опирающаяся на строгие математические основания, представлена в классической механике И.Ньютона. Ее вершиной стала теория тяготения, провозгласившая универсальный закон природы - закон всемирного тяготения.

Преобразования Галилея становятся неверными при приближении скорости тела к скорости света. При скоростях движения, близких к скоростям света, Лоренцом были предложены преобразования при переходах от одной системы к другой, движущейся с постоянной скоростью, которые имеют вид:

Из этих формул видно, что меняется координата Х? вдоль движения тела и время Т, а у? и z? одинаковы в обеих системах. Из этого следует, что соотношения преобразования координат и времени, а также преобразования интервалов времени и длин отрезков припереходе от одной системы координат к другой, движущейся относительно первой равномерно и прямолинейно, показывают, что пространственные и временные координаты должны быть связаны друг с другом и течение времени уже нельзя считать одинаковым и, следовательно, нельзя отделять пространство от времени. В современной физике преобразования Лоренца играют большую роль. Эти преобразования показывают, что параметры пространства и времени связаны между собой и при переходе от одной системы к другой, если эти системы движутся равномерно и прямолинейно по отношению друг к другу, меняются согласованно. Значит нет не только абсолютного пространства, но и абсолютного времени.

ТЕМА3. Концепция атомизма и Вселенной

3.1. Атомизм (атомистика) — филосовское учение, согласно которой чувственно воспринимаемые (материальные) вещи состоят из неделимых частиц — атомов. Возникла в древнегреческой философии. Дальнейшее развитие получила в философии и науке Средних веков и Нового времени. Это учение о прерывистом, дискретном (зернистом) строении материи. Атомизм утверждает, что материя состоит из отдельных чрезвычайно малых частиц; до конца 19 в. они считались неделимыми. Для современного атомизма характерно признание не только атомов, но и других частиц материи как более крупных, чем атомы (например, молекул), так и более мелких (атомные ядра, электроны и др.). В более широком смысле под атомизмом понимается иногда дискретность вообще какого-нибудь предмета, свойства, процесса (социальный атомизм, логический атомизм). Атомизм выступал почти всегда как материалистическое учение. Поэтому борьба вокруг него отражала, прежде всего, борьбу между материализмом и идеализмом в науке. Атомизм уже с древности был направлен против идеалистического и религиозного взгляда на мир, ибо все сущее он объяснял при помощи частиц материи, не прибегая к сверхъестественным причинам. Материалистическое течение в атомизме исходит из тезиса, согласно которому атомы материальны, существуют объективно и познаваемы. Идеалистическая позиция выражается в отрицании реальности атомов.

Школа атомистов

Атомистизм был создан представителями досократического периода развития древнегреческой философии Левкиппом и его учеником Демокритом Абдерским. Согласно их учению существуют только атомы и пустота. Атомы — мельчайшие неделимые, невозникающие и неисчезающие, качественно однородные, непроницаемые (не содержащие в себе пустоты) сущности (частицы), обладающие определённой формой. Атомы бесчисленны, так как пустота бесконечна. Форма атомов бесконечно разнообразна. Атомы являются первоначалом всего сущего, всех чувственных вещей, свойства которых определяются формой составляющих их атомов. Демокрит предложил продуманный вариант механистического объяснения мира: целое у него представляет собой сумму частей, а беспорядочное движение атомов, их случайные столкновения оказываются причиной всего сущего. В атомизме отвергается положение о неподвижности бытия, поскольку это положение не дает возможности объяснить движение и изменение, происходящее в чувственном мире. Стремясь найти причину движения, Демокрит «раздробляет» единое бытие на множество отдельных «бытий»- атомов, мысля их как материальные, телесные частицы.

Сторонником атомизма был Платон, который считал, что атомы имеют форму идеальных Платоновских тел (правильных многогранников).Эпикур атомы впервые характеризуеткак телесные («тельца» — корпускулы) и состоящие из материи.

Теория бесконечной вложенности материи (фрактальная теория)

Данная теория основывается на индуктивных логических выводах о строении наблюдаемой материальной динамичной Вселенной. Она сосредотачивается на фундаментальных организационных принципах природы и называет данную концепцию дискретная фрактальная парадигма. Существуют галактические уровни материи-атомный, звёздный, галактический. Они самоподобны .

3.2. Пространство и время—всеобщие формы существ. материи.

Простра?нство-вре?мя — физическая модель, дополняющая пространство временным измерением и, таким образом, создающая новую теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом. В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение.

Прерывность (дискретность) и непрерывность, философской категории, характеризующие как структуру материи, так и процесс её развития. Прерывность означает «зернистость», дискретность пространственно-временного строения и состояния материи, составляющих её элементов, видов и форм существования, процесса движения, развития. Она основывается на делимости и определённой степени внутренней дифференцированности материи в её развитии, а также на относительно самостоятельном существовании составляющих её устойчивых элементов, качественно определённых структур, например элементарных частиц, ядер, атомов, молекул, кристаллов, организмов, планет, общественно-экономических формаций и т.д. Непрерывность, напротив, выражает единство, взаимосвязь и взаимообусловленность элементов, составляющих ту или иную систему определённой степени сложности. Непрерывность основывается на относительной устойчивости и неделимости объекта как качественно определённого целого. Именно единство частей целого и обеспечивает возможность самого факта существования и развития объекта как целого. Т. о., структура какого-либо предмета, процесса раскрывается как единство П. и н. Прерывность обеспечивает возможность сложного, внутренне дифференцированного, разнородного строения вещей, явлений. А «зернистость», отделённость того или иного объекта составляет необходимое условие для того, чтобы элемент данной структуры выполнял определённую функцию в составе целого. Вместе с тем прерывность обусловливает возможность дополнения, а также замены и взаимозамены отдельных элементов системы.

Единство П. и н. характеризует и процесс развития явлений. Непрерывность в развитии системы выражает её относительную устойчивость, пребывание в рамках данной меры. Прерывность же выражает переход системы в новое качество. Одностороннее подчёркивание только прерывности в развитии означает утверждение полного разрыва моментов и тем самым потерю связи. Признание только непрерывности в развитии ведёт к отрицанию каких-либо качественных сдвигов и по существу к исчезновению самого понятия развития. Для метафизического способа мышления характерно обособление П. и н. Диалектический материализм подчёркивает не только противоположность, но связь, единство П. и н., что подтверждается всей историей науки и общественной практики.

3.3. В 18в. в работах Дж. Дальтона (1766-1844), который принял атомный весводорода за единицу и сопоставил с ним атомные веса других газов. Благодаря этому стали изучаться физико-химические свойства атомов. В 19 в. Д. И. Менделеев (1834-1907) построил систему хим. элементов, основанную на их атомном весе.

Систематические исследования строения атомов начались в 1897 г. благодаря открытию Дж. Томсоном (1856-1940) электрона. В 1903 г. Дж. Томсон, развивая идеи У. Томсона (лорда Кельвина) (1824-1907) о строении атома (У. Томсон в 1902 г. предложил первую модель атома, согласно которой положительный заряд в атоме распределён в достаточно большой области, а электроны вкраплены в него, как «изюм в пудинг» ), усовершенствовал модель атома. Атом, по Дж. Томсону, представлял собой положительно заряженный шар с вкрапленными в него электронами, суммарный отрицательный заряд которых по модулю равен положительному заряду шара (модель атома Томсона). Поскольку масса электрона приблизительно в 2000 раз меньше массы атома водорода, то предполагалось, что почти вся масса атома определяется массой положительного заряда.

Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) — классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д.И. Менделеевым в 1869 году. Её первоначальный вариант был разработан Д. И. Менделеевым в 1869—1871 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от массового числа атомов (или их атомной массы). Всего предложено несколько сот вариантов изображения периодической системы (аналитических кривых, таблиц, геометрических фигур и т. п.). В современном варианте системы предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

История открытия

К середине XIX века были открыты почти 60 химических элементов, и попытки найти закономерности в этом наборе предпринимались неоднократно. В 1829 году Дёберейнер опубликовал найденный им «закон триад»: атомный вес многих элементов близок к среднему арифметическому двух других элементов, близких к исходному по химическим свойствам (стронций, кальций и барий, хлор, бром и йод и др.). Первую попытку расположить элементы в порядке возрастания атомных весов предпринял Александр Эмиль Шанкуртуа (1862), который разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил частое циклическое повторение химических свойств по вертикали. Обе указанные модели не привлекли внимания научной общественности.

В 1866 году свой вариант периодической системы предложил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, модель которого («закон октав») внешне немного напоминала менделеевскую, но была скомпрометирована настойчивыми попытками автора найти в таблице мистическую музыкальную гармонию. В этом же десятилетии появились ещё несколько попыток систематизации химических элементов; ближе всего к окончательному варианту подошёл Юлиус Лотар Мейер (1864). Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (в журнале Русского химического общества); ещё ранее (февраль 1869 г.) научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира.

По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

Написав на карточках основные свойства каждого элемента (их в то время было известно 63, из которых один — дидим Di — оказался в дальнейшем смесью двух вновь открытых элементов, празеодима и неодима), Менделеев начинает многократно переставлять эти карточки, составлять из них ряды сходных по свойствам элементов, сопоставлять ряды один с другим. Итогом работы стал отправленный в 1869 году в научные учреждения России и других стран первый вариант системы («Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве»), в котором элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам (рядам сходных элементов, ставших прообразами групп современной системы) и по шести вертикальным столбцам (прообразам будущих периодов). В 1870 году Менделеев в «Основах химии» публикует второй вариант системы («Естественную систему элементов»), имеющий более привычный нам вид: горизонтальные столбцы элементов-аналогов превратились в восемь вертикально расположенных групп; шесть вертикальных столбцов первого варианта превратились в периоды, начинавшиеся щелочным металлом и заканчивающиеся галогеном. Каждый период был разбит на два ряда; элементы разных вошедших в группу рядов образовали подгруппы.

Сущность открытия Менделеева заключалась в том, что с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться. Например, натрий похож на калий, фтор похож на хлор, а золото похоже на серебро и медь. Разумеется, свойства не повторяются в точности, к ним добавляются и изменения. Отличием работы Менделеева от работ его предшественников было то, что основ для классификации элементов у Менделеева была не одна, а две — атомная масса и химическое сходство. Для того чтобы периодичность полностью соблюдалась, Менделеевым были предприняты очень смелые шаги: он исправил атомные массы некоторых элементов, несколько элементов разместил в своей системе вопреки принятым в то время представлениям об их сходстве с другими (например, таллий, считавшийся щелочным металлом, он поместил в третью группу согласно его фактической максимальной валентности), оставил в таблице пустые клетки, где должны были разместиться пока не открытые элементы. В 1871 году на основе этих работ Менделеев сформулировал Периодический закон, форма, которая со временем была несколько усовершенствована.

Научная достоверность Периодического закона получили подтверждение очень скоро: в 1875—1886 годах были открыты галлий (экаалюминий), скандий (экабор) и германий (экасилиций), для которых Менделеев, пользуясь периодической системой, предсказал не только возможность их существования, но и, с поразительной точностью, целый ряд физических и химических свойств.

В начале XX века с открытием строения атома было установлено, что периодичность изменения свойств элементов определяется не атомным весом, а зарядом ядра, равным атомному номеру и числу электронов, распределение которых по электронным оболочкам атома элемента определяет его химические свойства.

Дальнейшее развитие периодической системы связано с заполнением пустых клеток таблицы, в которые помещались всё новые и новые элементы: благородные газы, природные и искусственно полученные радиоактивные элементы. Седьмой период периодической системы до сих пор не завершён, проблема нижней границы таблицы Менделеева остаётся одной из важнейших в современной теоретической химии.

Периодический закон Д. И. Менделеева — фундаментальный закон, устанавливающий периодическое изменение свойств химических элементов в зависимости от увеличения зарядов ядер их атомов. Открыт Д. И. Менделеевым в марте 1869 года при сопоставлении свойств всех известных в то время элементов и величин их атомных масс (весов). Термин «периодический закон» Менделеев впервые употребил в ноябре 1870, а в октябре 1871 дал окончательную формулировку Периодического закона: «свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Графическим (табличным) выражением периодического закона является разработанная Менделеевым периодическая система элементов.

Значение периодической системы

Периодическая система Д. И. Менделеева стала важнейшей вехой в развитии атомно-молекулярного учения. Благодаря ней сложилось современное понятие о химическом элементе, были уточнены представления о простых веществах и соединениях.

Прогнозирующая роль периодической системы, показанная ещё самим Менделеевым, в XX веке проявилась в оценке химических свойств трансурановых элементов.

Появление периодической системы открыло новую, подлинно научную эру в истории химии и ряде смежных наук — взамен разрозненных сведений об элементах и соединениях появилась стройная система, на основе которой стало возможным обобщать, делать выводы, предвидеть.

3.4. Атом (др.- греч. ?????? — неделимый) — микроскопическая частица вещества, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.

Планетарная модель атома - модель атома, согласно которой в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена практически вся масса атома. Вокруг ядра движутся электроны, удерживаемые у ядра силами кулоновского притяжения. Совокупность электронов образует оболочку атома, которая своим отрицательным зарядом компенсирует заряд ядра.

Модель атома Томсона (модель «Пудинг с изюмом», англ. Plum pudding model). Дж. Дж. Томсон предложил рассматривать атом как некоторое положительно заряженное тело с заключёнными внутри него электронами. Эта модель не объясняла дискретный характер излучения атома и его устойчивость. Была окончательно опровергнута Резерфордом после проведённого им знаменитого опыта по рассеиванию альфа-частиц.

Ранняя планетарная модель атома Нагаоки. В 1904 году японский физик Хантаро Нагаока предложил модель атома, построенную по аналогии с планетой Сатурн. В этой модели вокруг маленького положительного ядра по орбиталям вращались электроны, объединённые в кольца. Модель оказалось ошибочной, но некоторые важные её положения вошли в модель Резерфорда.

Планетарная модель атома Бора-Резерфорда. В 1911 году Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой подобие планетной системы, в которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»). Однако такое описание атома вошло в противоречие с классической электродинамикой. Дело в том, что, согласно классической электродинамике, электрон при движении с центростремительным ускорением должен излучать электромагнитные волны, а, следовательно, терять энергию. Расчеты показывали, что время, за которое электрон в таком атоме упадёт на ядро, совершенно ничтожно. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает («модель атома Бора-Резерфорда»). Постулаты Бора показали, что для описания атома классическая механика неприменима. Дальнейшее изучение излучения атома привело к созданию квантовой механики, которая позволила объяснить подавляющее большинство наблюдаемых фактов.

Постулаты Бора

Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют некоторые стационарные состояния, не изменяющиеся во времени без внешних воздействий. В этих состояниях атом не излучает электромагнитных волн.

Второй постулат Бора (правило частот): при переходе атома из одного стационарного состояния в другое им испускается или поглощается один квант энергии.

Протон (от др. греч. ?????? — первый, основной) — элементарная частица. Относится к барионам, имеет спин 1/2, электрический заряд +1. В физике элементарных частиц рассматривается как нуклон с проекцией изоспина +1/2 (в ядерной физике принят противоположный знак проекции изоспина). Состоит из трёх кварков (один d-кварк и два u-кварка). Стабилен (нижнее ограничение на время жизни — 2,9?1029 лет независимо от канала распада, 1,6?1033 лет для распада в позитрон и нейтральный пион).

Масса протона 1,672 621 637(83) ? 10?27 кг

Нейтрон — элементарная частица, не имеющая заряда. Нейтрон принадлежит к классу барионов.

Масса: 939,565360(81) МэВ (1,6749485?10?27 кг, 1,00866491560(55) а.е.м.), что примерно на 0,14 % больше, чем масса протона

Спин: 1/2 (фермион)

Время жизни в свободном состоянии: 885,7 ± 0,8 секунды (период полураспада — 614 секунд)

Магнитный момент: ?1,91304273(45) ядерного магнетона

Несмотря на нулевой электрический заряд, нейтрон не является истинно нейтральной частицей. Античастицей нейтрона является антинейтрон, который не совпадает с самим нейтроном.

Электрон — стабильная элементарная частица, одна из основных структурных единиц вещества. Из электронов состоят электронные оболочки атомов, где их число и положение определяет все химические свойства веществ. Движение свободных электронов обуславливает такие явления, как электрический ток в проводниках и вакууме.

кг — масса электрона.

Кл — заряд электрона.

Время жизни не менее 4,6*1026 лет

Спин 1/2

3.5. Радиусом атома называется расстояние между атомным ядром и самой дальней из стабильных орбит электронов в электронной оболочке этого атома. В настоящее время принято задавать этот размер в пикометрах (1 pm = 10-12m). Ранее для этой же цели использовались Ангстремы (1 A = 10-10m).

Оценка радиуса атома

Согласно квантовой механике, атомы не имеют четких границ, но вероятность найти электрон, связанный с ядром данного атома, на определенном расстоянии от этого ядра быстро убывает с увеличением расстояния. Поэтому атому приписывают некоторый определённый радиус, полагая, что в сфере этого радиуса заключена подавляющая часть электронной плотности (порядка 90 процентов).

Радиус атома и межъядерные расстояния

Во многих случаях кратчайшее расстояние между двумя атомами действительно примерно равно сумме соответствующих атомных радиусов. В зависимости от типа связи между атомами различают металлические, ионные, ковалентные и некоторые другие атомные радиусы.

Световой год (св. г., ly) — расстояние, проходимое светом за год, приблизительно равное 1013 километров.

По определению Международного Астрономического Союза (МАС) световой год равен расстоянию, которое свет проходит в вакууме, не испытывая влияния гравитационных полей, за один юлианский год. Именно это определение рекомендовано для использования в научно-популярной литературе.

Ранее световым годом называлось расстояние, проходимое светом за один тропический год, отнесённый к эпохе 1900,0. Новое определение отличается от старого примерно на 0,002 %. Так как данная единица расстояния не используется для высокоточных измерений, практического различия между старым и новым определениями нет.

Важность светового года

Важность светового года в качестве единицы измерения поначалу кажется сомнительной. Действительно, есть международная система измерений (СИ), с таким трудом, созданная для унификации измерений, а каждое введение новой внесистемной системы единицы может внести путаницу. Однако каждая единица измерений должна быть удобна сразу с нескольких позиций: удобна в измерении, удобна в обращении и давать наглядное представление об объекте измерений. В астрономии расстояния огромны, а точность измерений никак не измеряется метрами или даже километрами. Поэтому, записывать расстояние в метрах не очень практично. С другой стороны, измерять расстояние с помощью отражённого света не очень удобно — даже до ближайших звезд и обратно свет будет идти годы. Поэтому чаще в научных исследованиях встречается величина парсек, определяемая из прямых наблюдений. Однако наглядное представление светового года с лихвой покрывает все его недостатки в научно-популярной литературе и становится важным для ученых, ищущих внеземные цивилизации (см. SETI). Действительно, расстояние, измеряемое в световых годах, наглядно показывает, к каким звездам следует посылать радио или иные электромагнитные сообщения, чтобы получить ответ за приемлемый срок.

Числовые значения

Световой год равен:

  • км (порядка 10 петаметров)
  • 63 241,1 астрономическим единицам (а.е.)
  • 0,306601 парсек

Величину светового года в метрах легко рассчитать: длительность юлианского года равна по определению 365,25 дней = 31 557 600 секунд. Скорость света, также по определению, равна 299 792 458 м/с (как определению метра в СИ, так и по определению МАС от 1972 года). Перемножив, получаем итоговое значение. Современное значение астрономической единицы км. Отсюда можно получить значение астрономической единицы и парсека в световых годах.

Парсек (сокращённо пк, pc) — распространённая в астрономии внесистемная единица измерения расстояния. Название происходит от параллакс угловой секунды и обозначает расстояние до объекта, годичный тригонометрический параллакс которого равен одной угловой секунде. Согласно другому эквивалентному определению, парсек — это такое расстояние, с которого средний радиус земной орбиты (равный 1 а. е.), перпендикулярный лучу зрения, виден под углом одна угловая секунда (1?).

1 пк =360*60*60/2? а. е. ? 206 265 а. е. = 3,08568?1016 м = 30,8568 Пм (петаметров) = 3,2616 световых лет.

3.6. Вселенная — фундаментальное понятие астрономии, строго не определяемое. Включает в себя весь окружающий мир. На практике под Вселенной часто понимают часть материального мира, доступную изучению естественнонаучными методами. Под возрастом Вселенной подразумевается время с начала её расширения.

Астрономическая Вселенная, или Метагалактика - это часть Вселенной, доступная наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем.

Астрономические наблюдения Вселенной позволили с относительной точностью установить «возраст» Вселенной, который по последним данным составляет 13,72 ± 0,12 миллиардов лет. Однако среди некоторых учёных существует точка зрения, что Вселенная никогда не возникала, а существовала вечно, и будет существовать вечно, изменяясь лишь в своих формах и проявлениях. Представления о форме и размерах Вселенной в современной науке также являются остродискуссионными, предположительно протяжённость Вселенной составляет не менее 93 миллиардов световых лет, при наблюдаемой части всего в 13,3 млрд. св.л.

Современная наука

Так как уже в специальной теории относительности время зависит от движения наблюдателя, а в общей теории относительности — ещё и от положения, то нужно уточнить, что понимается в таком случае под возрастом Вселенной. В современном представлении возраст Вселенной — это максимальное время, которое измерили бы часы с момента Большого Взрыва до настоящего времени, попади они сейчас нам в руки.

Возраст Вселенной можно определить, по крайней мере, тремя способами:

  • Возраст элементов — возраст химических элементов можно оценить, используя явление радиоактивного распада с тем, чтобы определить возраст определённой смеси изотопов.
  • Возраст скоплений — возраст самых старых шаровых скоплений звёзд можно оценить, используя кривую в координатах светимость-температура для звёзд крупных шаровых скоплений. Этим методом было показано, что возраст Вселенной больше, чем 12.07 миллиардов лет с 95%-ной доверительной вероятностью.
  • Возраст звёзд — возраст старейших звёзд белых карликов можно оценить, используя измерения яркости белых карликов. Более старые белые карлики будут более холодными и потому менее яркими. Обнаруживая слабые белые карлики, можно оценить продолжительность времени, в течение которого данный белый карлик охлаждался. Oswalt, Smith, Wood и Hintzen (1996, Nature, 382, 692) проделали это и получили возраст 9,5+-0,95миллиардов лет для звёзд основного диска Млечного пути. Они оценили возраст Вселенной, по крайней мере, на 2 миллиарда лет старше возраста диска, т.е. больше 11.5 миллиардов лет.

Кроме того, существуют способы оценки Возраста Вселенной, исходя из космологических моделей на основе определения Постоянной Хаббла.

Основные этапы развития Вселенной

Большое значение для определения Возраста Вселенной имеет периодизация основных протекавших во Вселенной процессов. В настоящее время принята следующая периодизация Истории Вселенной:

  • Самая ранняя эпоха, о которой существуют какие-либо теоретические предположения, это Планковское время (10?43 с после Большого взрыва). В это время гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий. По современным представлениям эта эпоха Квантовой космологии продолжалась до времени порядка (10?11 с после Большого взрыва).
  • Следующая эпоха характеризуется рождением первоначальных частиц кварков и разделением видов взаимодействий. Эта эпоха продолжалась до времён порядка (10?2 с после Большого взрыва). В настоящее время уже существуют возможности достаточно подробного физического описания процессов этого периода.
  • Современная эпоха Стандартной космологии началась через 0,01 секунды после Большого взрыва и продолжается до сих пор. В этот период образовались ядра первичных элементов, возникли звёзды, Галактики, солнечная система, планеты, появилась жизнь на Земле.

Важной вехой в истории развития Вселенной в эту эпоху считается эра рекомбинации, когда материя расширяющейся Вселенной стала прозрачной для излучения. По современным представлениям это произошло через 380000 лет после Большого взрыва. В настоящее время это излучение мы можем наблюдать в виде Реликтового фона, что является важнейшим экспериментальным подтверждением существующих моделей Вселенной.

ТЕМА 4.

Первый вопрос

Науки о Земле

Науки о Земле - комплекс наук, изучающих Землю, ее геосферы, их природные свойства, население и результаты его хозяйственной деятельности. В число наук о Земле входят:

- естественные науки: геология, физическая география и др.; и

- общественные науки: география населения, экономическая география и др.

Любая из наук о Земле делится на общую и региональную. Общая наука изучает закономерности, присущие всем объектам, изучаемым этой наукой, а региональная - особенности этих объектов на какой-либо определенной территории.

Науки о Земле (геонауки) охватывают науки, занимающиеся изучением планеты Земля (литосферы, гидросферы и атмосферы), а также космического пространства вокруг Земли. Изучение земли служит моделью для исследования других планет земной группы. После появления космических зондов, позволявших исследовать объекты солнечной системы, в науки о Земле была также включена планетология. Планетология занимается изучением Луны, планет и их спутников, астероидов, метеоритов и комет. Часто, говоря о науках о Земле, употребляют более общий термин: науки о Земле и о Вселенной.

Список наук о Земле

География

Геодезия

Геоинформатика

Геология

Геоморфология

Геостатистика

Геотехнология

Геофизика

Геохимия

Гидрология

Гидрология суши

Лимнология

Русловедение

Океанология

Гляциология

Землеустройство, кадастр и мониторинг земель

Картография

Климатология

Кристаллография

Метеорология

Минералогия

Океанография

Палеогеография

Палеоокеанология

Палеоклиматология

Палеонтология

Почвоведение

Петрология и Петрография

Петрофизика

Седиментология

Сейсмология

Стратиграфия

Тектоника

Второй вопрос

Геосферные оболочки Земли

На таких глубинах давление составляет около 30 МПа (300 атм), что позволяет воде присутствовать в жидком состоянии, тогда как пределы жизни ограничены точками перехода ее в пар и сворачивания белков.

Внутреннее строение нашей планеты в виде нескольких геосфер (от греч. geo — земля, sphara — шар) или оболочек изучено относительно мало и преимущественно по данным сейсморазведки, исследующей процессы распространения в Земле искусственно вызванных упругих колебаний. Эксперименты и соответствующие теоретические расчеты позволили создать следующую модель.

Общее строение планеты

В центре Земли имеется внутреннее твердое субъядро радиусом 1250 км , состоящее из вещества плотностью 13 г/см3 (по одной из наиболее распространенных гипотез считают, что такую плотность может иметь только металл).

Вокруг него находится жидкое внешнее ядро радиусом 3450 км, состоящее из расплавленного вещества. Регулярные течения этой высокоэлектропроводнои жидкости, по одной из гипотез, являются причиной существования магнитного поля Земли. Внешнее жидкое и внутреннее твердое ядра в сумме составляют: 16% земного шара (без атмосферы) по объему и 31,5% по массе.

Далее снаружи жидкого ядра следует мантия, распространяющаяся с глубины 2900 км до глубины около 40 км относительно уровня моря на поверхности планеты.

Температура на границе ядра и мантии составляет около 4500 °С, а плотность вещества меняется скачкообразно с 10,1 у ядра до 5,6 т/м3 у мантии. По другим данным температура ядра не меньше 2000 °С и не больше 5000 °С. Мантия составляет 83% объема планеты (без атмосферы) и 67% массы.

Скорость v распространения упругих волн по толщине мантии по мере движения от периферии к центру нарастает неравномерно:

значительно быстрее в верхней части до глубин Z = 900—1000 км и очень медленно на больших глубинах. В связи с этим мантию чаще всего делят на верхнюю и нижнюю, а иногда дополнительно выделяют среднюю мантию.

Снаружи мантии расположена действительно твердая, но очень тонкая (20—40 км) оболочка — кора Земли, составляющая около 1% планеты по объему и 0,5% по массе. При переходе из мантии в кору (поверхность или граница Мохоровичича1 — сокращенно граница Мохо) плотность вещества скачкообразно меняется с 3,2 до 2,9 т/м3.

тмосфера, масса, т

5,2* 1015

Мировая суша, км 2 :

общая площадь;

150 * 106

площадь, за исключением территории, занятой ледниками;

135 * 106

площадь, за исключением территории, занятой ледниками и бесплодными пустынями

120* 106

Растительность суши (до нарушения человеком) *, т:

живая масса;

6,25*1012

сухая масса

2,5*1012

Органическое вещество почвенного слоя, т:

лесные подстилки, сухая масса;

0,2*1012

аккумуляции торфа, сухая масса;

0,5*1012

почвенный гумус, сухая масса;

2,4*1012

сумма

3,1*1012

Земная кора, т:

гранитный слой континентального блока;

8200 * 1015

осадочная оболочка:

2400 * 1015

глины и глинистые сланцы, %;

50

пески и песчаники, %;

21

карбонатные породы, %

29

Мировой океан:

площадь, км 2 ;

360 * 106

объём, км 3 ;

1370 * 106

фотосинтезирующие организмы, сухая масса, т;

3,4 * 109

растворённое органическое вещество, сухая масса, т;

4110 * 109

растворённые соли (средняя солёность океанической воды 3,5%), т

47,95 * 1015

Мировая суша:

биологический круговорот (продукция фотосинтеза — деструкция отмершего органического вещества) — продукция растительности до её нарушения человеком, сухая масса, т/год;

172 * 109

круговорот воды, л/год;

испарение с поверхности суши:

129 * 109

с дренируемой части суши;

62 * 1015

с бессточной части суши;

7,5 * 1015

сумма

69,5 * 1015

Атмосферные осадки, л/год:

на дренируемой части суши, включая 44 * 1015 л/год осадков океанического происхождения (средняя минерализация атмосферных осадков 25 мг/л);

106 * 1015

на бессточной части суши;

7,5 * 1015

сумма

114,5 * 1015

Сток воды с суши в океан, включая 3 * 1015сток с ледников, л/год:

44 * 1015

вынос растворимых солей с речным стоком (средняя минерализация воды рек 120 мг/л), т/год;

4,9 * 109

вынос взвесей с речным стоком, т/год

20,5 * 109

Круговорот пыли, т/год:

поступление пылевых частиц с суши в тропосферу;

5,8 *109

осаждение пылевых частиц на поверхность суши;

4,0 * 109

вынос пылевых частиц в океан и область ледников

1,8 * 109

Мировой океан:

биологический круговорот фотосинтезирующих организмов, сухая масса, т/год;

110 *109

испарение с поверхности океана, л/год;

456 *1015

атмосферные осадки на поверхности океана(средняя минерализация атмосферных осадков 10 мг/л), л/год;

411 * 1015

перенос атмосферных осадков с океана на сушу, л/год

44 * 1015

Третий вопрос

Гидросфера – водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды

В общем виде принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.