Естествознание — Физика, Кибернетика

Изменено: 24.01.2016 Posted on

Ниже мы дадим минимальный объем информации для максимального охвата, включая все – выделенные цветом, Программы международной (научной олимпиады юношеской —Syllabus for International Junior Science Olympiad —IJSO), бакалавра (from International Baccalaureate Program)

1. Навыки Науки и Безопасность:

Новое знание всегда использовалoсь для главных задач жизни, выживания путем борьбы за существование и отбора более сильных, как оружие. Поэтому она связана с опасностями направления ее средств против человека и вызывает споры (этики, оправдания средств-целей) и требования уменьшения опасности («Безопасности», до госорганов). Для уменьшения риска, вреда и направления против человека и самой науки (преувеличения опасностей, как было от пара и авто до биотехнологий), устанавливают правила, вероятно, начиная с медицины —Клятвы Гиппократа. Они требуют определенных знаний, умений и  Навыков  (ЗУН, опыта – задачи образования и практики, допуска к средствам после проверки их – т.к.опасно давать оружие не знающим их детям), Понимания научных методов и работы в лаборатории. Нужно знать и как использовать оборудование, лаборатории (схемы, инструкции, безопасные методы — Chemistry — Nobel).

Первыми средствами были с древности, возможно, простые механизмы – как палка-рычаг, клин, позволяющие изменять связи и направления сил наклонная плоскость, блоки, как и разные процессы и вещества — огонь, вода, земля и др. Люди осознали, что средствами и причинами изменений могут быть разные их качества, как теплое-холодное, влажное-сухое и связи их между собой и с другими телами, состояниями организма в медицине и т.п. Отсюда возникли новые понятия, например,температуры, Для измерения ее, например, даже своего тела, и средства его как «термометр». Поэтому нужно знать свойства, в т.ч. опасные, их конструкции, материалов и веществ, стекла и ртути, их теплоемкости и расширения, связи температуры (Т далее) и объема,ядовитости паров, хрупкости стекла, способов удаления ртути (реакции с серой, см. Химию). Такая техника (от греч.техне- искусство) связывает разные виды, например, Т и размеры, в х-т, позволяет заменить непосредственный, часто опасный или невозможный контакт другим, наблюдением – зрением. Образец многих средств – органы и чувства тела, человека и др., также предназначенные для сохранения и безопасности, как осязательные механо- и термо-рецепторы, такжеизмеряющие температуру, объеми др.Важнейшими задачами самых разных областей и науки являются измерения расстояний и времени, что с древности делали «на глаз» или используя «подручные средства» типа частей тела (откуда прежние единицы – палец-вершок, локоть, фут-ступня ок.33 см и т.п.) и пульса, как медики.

Нужно  делать наблюдения, используя пять чувств– как наилучшие средства, созданные природой, млн.лет развития. Говорят, что 90% информации дает зрение, а благодаря речи и сигналам – и слух и язык даются каждому, как органы и речи и вкуса, что бы и спрашивать и различать вкус, как и запах, неприятные, горькие вещества часто опасны – ядовиты. Зрение, слух и обоняние позволяют получать информацию на расстоянии, уменьшая риск встречи с опасным, неизвестным. Но наиболее общим чувством является осязание, включающее и названные термо- и механо-рецепторы.

Чувства, по Аристотелю, случат началом познания, обобщаясь в памяти и опыте, а те далее – в «техне» и науке. Они прежде всего требуют связи, координации между собой (зрения-осязания и т.п.), как показывает развитие человека, ребенка (См.Ф и П), и умозаключений – выводов.

Видя или слыша, например, за окном, что-то, каждый раз мы, человек делает такие заключения или выводы, например, о низкой температуре, что идет снег или дождь, что в связи с этом нужно изменить наши планы, одежду и т.п. Для измерения времени и колебаний маятника Галилей сравнивал его со своим пульсом. Но чувства, как и память и опыт, искусство и техника человека неизбежно ограничены – его местом, временем и др., вызывая незаконные обобщения и ошибки, часто опасные и смертельные. Наука устраняет их недостатки, развивая иописывая научный метод, выводы на основе наблюдений, записи научного эксперимента, используя стандартные заголовки, Сбор, представления и интерпретации данных, в таблицах и графах, используя научный язык.

Основным правилом и отличием науки и ее метода является доказательство, развитое в Др.Греции, начиная с логики и математики, усваиваемой нами в школе, как теоремы Фалеса, Пифагора, «Начала» Евклида и др. Первым же в науке и методе можно положить «сомнение» и необходимость доказательства и проверки всего. После Возрождения (Греков) в Новое время научный метод развивали Кеплер и Галилей, Бэкон и Декарт.

ДеКарт (лат.Картезий, откуда картезианство, как и система координат,записи«протяжения и мышления» — обобщений в виде формул и обозначений и др.) перечислял правила его (), выдвигая на первое место сомнения и гипотезы, начиная с «самого несомненного» (лат.

— «Я мыслю, следовательно, существую», откуда выводил необходимость и Бога и все др.).

Последующие ученые, как Ньютон, критиковали его, уверяя, что «гипотез не измышляют», выдвигая на первое место опыт (лат. эмпирио – эмпирическое), в отличии от опыта прошлого — сознательно-целенаправленный — как эксперимент, чаще мысленный, как у Галилея, в «Диалогах…», сравнении «миров» и систем Аристотеля и Коперника, гео- и гелио-центризма, развив принципы относительности, но их тоже сочли «метафизическими». Поэтому каждое положение или решение важно считать предположением или гипотезой, доказываемой и проверяемой экспериментом, позволяющим измерить-наблюдать и выбрать более правильное решение. Проверенные – доказанные гипотезы называют теориями, но отличие теоретического и эмпирического условно, т.к. опыт также основан на предположениях. Время, накопление опыта и решение задач вызывает новые и сомнения в правильности прежнего, требуя проверки и выбора — отбора лучшего (часто пересматривая и изменяя понимание, отрицая и отрицания, возвращаясь к прошлому).

8. Решение Проблем в Науке:понимание научного метода.  Опишите научный метод (п.1), эксперименты, гипотезы. Спроектируйте эксперимент, используя научный метод. Проверьте гипотезу, делая эксперимент

Как пример, можно взять решение важнейшей проблемы измерения времени и вывод Галилеем закона – времени колебаний маятника, сравнивая его частотой своего пульса, что стало основой новой техники и связи – п.12

12. Наука и Технология: Понимание, как технология использовалась, чтобы решить проблемы.

Подвергая сомнению описание движения и «Физику» Аристотеля, Галилей начал измерения времени, а потом и расстояния, размеров движущихся тел. Еще в 1580-х, сравнивая время колебаний люстр с пульсом, он предполагал, выдвигал гипотезы постоянства их времени, колебаний и пульса, и исследовал зависимости их от разных факторов – среды-трения, наклона-плоскости, длины маятника. Он установил, что пройденное при движении расстояние м.б. пропорционально «скорости» и времени, а при обычном — «равноускоренном» падении — «квадратам» их, связав законы движения с математикой, как и Кеплер.

Это связано с понятиями величин и действий, кроме суммы-разности и умножения-деления – степени, в т.ч. квадратов» (Пифагора), записи формул, здесь -s=vt,v=at=gt,s=vcpt=at2/2. Из знания их единиц измерения и размерности можно вывести – заключить теоретически, без измерения, чтоt2~l/g(с2=м/м/с2). Считая это теорией или гипотезой, можно проверить это на опыте, эксперименте, используя точные средства измерения этих величин, как часы-секундомер. Например, привязав грузик на нити и изменяя ее длину, посчитав число колебаний их за единицу времени.

На деле же первые часы представляли такой маятник, пока Гюйгенс не сделал более точные, с балансиром. Также долго развивали средства, технологию измерения температуры – термометр Галилея представлял трубку с жидкостью, однако ее колебания зависели и от давления, атмосферного. Это установил только его ученик Торричели и связал с законами, теорией математик Паскаль.

Нужно понимать иобъяснить различие между наукой и техникой,ограниченность их. По Аристотелю, наука выше техне как искусства и ремесла, как непосредственного обобщения опыта (как тот – памяти, что сейчас мы связываем с понятием отбора, «временем») – но «не имеющие опыта будут ошибаться чаще».

Знание о некоторых изобретателях и изобретениях, с древности — простых механизмов, лука, колеса, паруса, огня, земледелия, приручения животных от собак и лошади до КРС — скотоводства, получения веществ – камня, глины, металлов – было настолько важным, что объясняет и все развитие, историю, названия периодов по ним – как каменный век, золотой, серебрянный, бронзовый, железный. В Древней Греции изобрели средства ее основных наук, измерения величин – геометрии, астрономии, музыки. Платон описывал физику, оптику, в т.ч. зажигательные стекла, химию и медицину, Аристотель — и новые «биотехнологии», описания эмбрионологии, развития – как цыпленка в яйце, автоматы и др. Поиск следующих из их философии и науки универсальных средств – связи всего со всем, превращения, растворения, жизни – «философского камня», «фермента» или «эликсира» жизни привел к открытию ртути и других металлов, щелочей и кислот, иатро- и пневмохимии, хотя современная наука не верит в получение золота алхимиками и др. Герон описал сложные механизмы и автоматы, в т.ч. паровые, вероятно, из-за ненужности их при рабовладении, изобретаемые только в христианской Европе в Новое время, с английской промышленной революцией.

Знание о некоторых изобренияхоказывается утраченным, вместе с ихизобретателямии народами, как «греческий огонь» — предшественник пороха неизвестного состава, бывший важнейшим оружием в Византии, использованным греками против арабов и славян ( ). Изобретение пороха и огнестрельное оружие, пушки и др., перевернули мир, историю, обесценив многие прежние средства и военные технологии, позволил европейцам, Западу колонизовать мир, Америку, России – Азию, Сибирь. Наука открыла и другие ВВ, изобретение динамита позволило Нобелю финансировать ее развитие, давать НП. Наука сейчас пытается открыть секреты производства знаменитого булата как сложной композитной стали и др.

Научная и промышленная революция Нового времени изобрела новые средства – как измерения расстояния, времени, сил, давления, электро-магнитные и оптические, как телескоп и микроскоп, термо- и другие -метры, новые конструкции и материалы, электро-химические и ядерные технологии и оружие, радио, автоматику и ЭВМ, информационные и молекулярные, нано- и биотехнологии.

Наполеон писал 7.1804, что «проект гражданина Фултона способен переделать облик всего мира…комиссии из наших академиков…великую правду физики», но в результате лишился его и проиграл борьбу с Англией, в отличии от Америки, чьи «отцы» Джефферсон, Франклин и Вашингтон сами занимались массовым производством, расчетами плугов, электричеством и механизацией посева. Революция 1780-х в науке открыла Гальвани-электрохимию, изобрела химические источники тока — батарии Вольта, дуговые лампы Дэви, Яблочкова и др.(в 1870-х- накаливания Лодыгина, Эдисона), в 1830-х — телеграф, телеграфные линии в Англии 1868 – 25 тыс.км, кабели Дувр-Кале (1851) и трансатлантический, в 1870 – кольцевой генератор Грамма сделал рентабельным электро-освещение и лампы накаливания и компания Эдисона в1882 г. ввела ряд электростанций, в1896 г. – ГЭС на Ниагаре, электрифицируя ЖД-транспорт и предприятия, в1876 г. Белл изобрел телефон для передачи речи (к1892 г. связав НЙ-Чикаго1440 км), а после Герца с 1895 Попов, Тесла, Маркони и др.- радио и др., с2008 г. больше половины людей имеют моб.телефоны.Например,последние НП2009 г.по физике отметили создателей ППС для цифровой оптики, фото-кино-камер и телескопов, по химии – действующих на рибосомы антибиотиков, по биологии – связанных с раком и старением теломераз, по экономике – средств управления.Знание изобретений позволяет развивать и науку и техники, используя их новое, преимущества, хотя только малая часть их дает экономическую отдачу, что требует знания и средств экономики, рынков, ТН ВЭД. Можно прогнозировать их области, учитывая закономерность перехода от математики и механики 17-188 в. к физике, химии и биологии 19-20 вв. (или разделов 1-2-3 системы Гегеля), «5-й волны» ЭВМ-Интернет-мобильной связи, например, через интеграцию, смартфоны, до сенсо-моторных технологий 6-й волны.

Сейчас многие проблемы остаются нерешенными не только в области «высоких технологий», требующих больших средств и времени, но и каждодневных – от прогноза погоды до телефона каждому.

Спроектируйте испытание, чтобы решить каждодневную проблему. Выполните научный эксперимент (fair-достоверно?). Исследуйте для отделения правильной информации (researchtofinedrelevantinformation)

Более подробно о методах науки можно узнать из  ссылки :

10. Межпредметное «Место», изучение Вселенной:понимание солнечной системы и исследования космоса..

Определение времени дня и года ведется по Солнцу, изменение вида, фазы Луны означает «месяцы» и недели, а названия 7 дней на Западе означали «7 планет-богов» (Sun-day, Mun-day..). Вид их одного размера и затмения определяет равный угол зрения с различием расстояния, радиус Солнца – 109 радиусов Земли, больше орбиты Луны. Они, как и планеты, движутся по одной «линии затмений» (эклиптики) на фоне 12 созвездий Зодиака («звериный круг»), связанных с образованием и плоскостью  Солнечной системы(СС далее).

Найдите главные созвездия.

Уже самое простое, нахождение созвездий Медведицы и полярной звезды позволяет ориентироваться, определить направление на север, знание других – точное время и место, широту и долготу наблюдателя. Созвездия также означают области звездного неба, названия, например, Туманности Андромеды – ближайшей превышающей нашу, Млечный путь, но видимой как слабое пятнышко в созвездии Андромеды. Что бы запомнить созвездия, можно связать их прямыми линиями с главными звездами, начиная с Полярной и Медведиц, напротив Большой – Кассиопея в виде М, за ней – Андромеда и связанные с ними мифами созведия Персея, Кита…

Сознание, что Земля – планета, движется вокруг Солнца, открыло новую Динамику, механику, относительность, понятиеСолнечной системы(СС), по Копернику, объяснилопорядок планет и ключевые особенности каждой планеты, время обращения — частоты (1/Т=vнабл=vн-vп) и изменения видимых величин — расстояний планет, rнабл=rн±rп, для внутренних, например, Венеры, от 1-0.7=0.3 а.е., до 1+0.7=1.7 а.е., для внешних гп±1, например, от 1.6-1=0.6 до 2.6 а.е. Марса. Это объясняло “блуждания”, названия “планет”, соединения и влияния. Однако замена эпициклов Птолемея круговыми орбитами Коперника потребовала сравнения точности, открытия законов движения Кеплра – эллипсов, сохранения моментов-площади rv и t2/r3=const. Например, время обращения Т≈27=33лет дает радиус орбиты 32=9 а.е., близко Сатурну. В1781 г. Гершель открыл новую планету, Уран, вдвое дальше, т.к. радиусы орбит стремятся к удвоению, по закону Тициуса-Боде r≈0.4+0,3.2n(rn=∞) можно рассчитать все (t=r√r, уменьшение v=2πr/t=2π/√r, рост M=mvr, E=К+П=-К=П/2, см.ниже), но причина его остается неизвестной! Планеты дают лишь 0.2% массы, но 98% момента СС.

. различите между кометой, астероидами и метеорамиВсе моменты связаны и влияют друг на друга, как планеты на Солнце и Луна на Землю, определяя их циклы, погоду, солнечно-земные связи, как в астрологии (ее символы Венеры ♀ и Марса ♂ обозначали и металлы, медь и железо, а сейчас — пол, жен-муж. Их происхождение (Alfven, 1908-70-95  связал с ионизацией – зародышами конденсации, как соли у Линнея и облака, V(r)=GMmA/r=Eiэлементов, как 7 планет и металлов древних.

Астрономия полагается на методы наблюдения и обработки данных и численное моделирование… Рост скорости означает рост энергии Е=½mυ2~m/r->∞ при r->0, “отталкивание”, внутри же наоборот, отражая влияние вне…плотности ρ(r), см.экзопланеты,межзвездная среда, Преобразование M=pv=mvr или rv~S Кеплера — производных действия (dS=Sr-St=0), энергииV(r)-T(v), с работой сил Fmgh=PV=nRT= nhv=neZ/r~aEi. Образуются ли планеты при сжатии, по Канту, или при отрыве, по Лапласу, может определяться балансом и ростом отталкивания при освобождение внутренней энергии, ядер (р-п), стадиями — полагают, что до 0.1 млн.лет в центре диска формируются звезды, обычно в больших, т.н.ОВ-ассоциациях, и начинается ядерный синтез, до 2 млн.лет пыль слипается в планетные зародыши, массы Луны-Земли,аккрециячастиц газа и др. служат источником массы и энергии объектов до уравнения с отталкиванием, КЧ n, l “планетарной модели” атома, см.механизмы излучения,МГД). Отношение kТ к hv определяет излучение (еhv/ktПланка c hc/kT=6.63 10-343 108/1.38 1023T~λmax=0.0029/TВина, например, для 290 К 10 мкм, ИК-излучение, для 2.9 К- РИ –1 мм), а к гравитационной энергии mg=GMm/r2определяет температуру планет и звезд (внутри Т=PVМср/mR≈gh/R=GM/hR, для Солнца Т≈6.672 10-112 103010-3/7 1088.314=2 107=20 млн.К, для Юпитера и Земли (другое М, если бы был 1 Н). Это отношение определяет и испарение-потерю атмосфер. Большее сжатие требует большей массы – притяжения и энергии E(n,l), достигая ионизации ядер с Е=RyZ2и kТ ядерных реакций – звезд при 0.01 Мсолнца. Этот предел между планетами и звездами, если энергии сжатия достаточно при обычной плотности, по Гельмгольцу, лишь на 10 млн.лет излучения Солнца или для зажигания только следов дейтерия, у коричневых карликов (рис.1), для обычного Н (предел Кумара, 1963) 7.5% Мс.

 

Значение цвета звезды объясняют  Классификация и диаграммы свойств звезд

Звезды классифицируют по их цвету и светимости, отражающим их размер, массу и стадию развития с температурой и ионизацией разных элементов – от Не+, Не и Н (ближе Еi 4, 2 и 1 Ридберга у классов О-В-А) до металлов (Fe, Ca, Na– 760, 590, 496 кДж/моль или 0.58, 0.45, 0.38 Ри) и молекул, прочных оксидов (ТиО). Последовательность классов можно запомнить по первым буквам (кроме известных О Бритый Англичанин.. и О, Будь Файн Герл, Кисс Ме.., например, Очень Белые Астро-Фото-Графии Красят Молекул Линии Только. Каждый из них имеет свое значение – ОВ – самые большие и яркие – маяки галактики, как в Орионе, с линиями гелия, А – Ф – Ж остывают ниже ионизации водорода, образуя оболочки конвекции, пульсации и планет, как у цефеид и Солнца, с линиями кальция, К-М-Л – красные и коричневые карлики с Т 3-2-1.5-1 тыс.К и линиями молекул, самые многочисленные и малозаметные.

Вид и непрозрачность Солнца, подобно раскаленному шару металла, определяют электроны реакцией е+Н<=> Н+0.75 эв, как в батарейке, сдвигом рН и диссоциации Н2=2Н=Н+— функции Т и r.

Диаграмма цвет-светимость Г-Р связывает эту классификацию со светимостью, определяемой ей через закон Стефана-Больцмана (бТ4) и размер, различие гигантов и карликов. Они также определяются массой и стадией эволюции.

 

Энергия тяготения

Циолковский в1893 г. представил “Тяготение, как источник мировой энергии”, неисчерпаемым источником энергии, если тело в состоянии бесконечно уплотняться (А~GM/r(->0)→∞) …если Солнце уменьшит свой поперечник вдвое, до15’, уплотнится в 8 раз, до плотности свинца (11), энергии одного тяготения хватит на 12.5 млн.лет, опять вдвое, до плотности 88 – 25 млн.лет. И так до бесконечности (сжатие в n раз выделит энергии в n-1 раз больше выделенной, так, в 21 раз…на 500 млн.лет). Но возможность сжатия открыла лишь планетарная модель атома Бора (1913) и рn-ядра (1930-х):«чем Солнечная система является в целом, тем материя должна быть в единичном». Наблюдаемые относятся к переходам, разности частот – орбит (как в СС 1/Т=vнабл=vн-vп)… В центре притяжение самого тела ~r уступает притяжению внешних тел, может объяснять влияние планет на активность Солнца и Земли! Планеты доходят лишь до сжатия и ионизации атомов (Ei= ½mv2=½m(αc)2=0.511 Мэв/2.1372=13.6 эВ, ток ионов определяет магнитное поле), звезды – от ионизации снаружи до уплотнения ядер в их реакциях (до железа), с выделением менее 1% энергии массы Е~αmс2, более яркие источники – сверхновые,галактики, квазарыи активные ядра галактик (АЯГ) могут выделять более 10% ее. Большие плотности открыла «планетарная»-оболочечная модель атома и ядра и наблюдаемые белые карлики и нейтронные звездысвязаны со сжатием электронов оболочки до плотности ядра и нейтронов. Еще большее сжатие увеличивает скорость отрыва выше световой, образует черные дыры(ЧД ХХ века, объясняют наблюдаемые вспышки,сверхновые и остатки сверхновых, пульсары,космические лучи и гамма-астрономия,гамма-всплески, наиболее мощные источники энергии Вселенной.

Т.о.законы Кеплера определяют «планетарные модели» любых единиц, в т.ч.ядер и ядерная энергия звезд является лишь частным видом «уплотнения» и дефекта масс (10-2>>10-10химии>конденсации и kT). Конкретный вид обуславливает катализ, уменьшение и сопряжение энергии активации, Е=kT, с выгодой сильной связи (р+n=d, d+p=He3->4).

В сер.19 века по свету и спектру (15., 17. ) обнаружили, что звезды состоят из тех же химических элементов (Т.1), атомов и более ионизированных ионов. На Солнце обнаружили элемент после водорода – гелий, на холодных звездах – технеций, полученный искусственно, так как он распадается за миллион лет, должен синтезироваться на звездах. Но в отличии от Земли звезды и космос состоят г.о. из самых легких элементов, порядка 80-90% Н и 9% Не, а всех остальных наблюдается лишь порядка 1%!

Реакции синтеза элементов – прежней алхимии, за счет разности – «дефекта» их масс при комбинациях (рnе) и объясняют энергию и свет звезд. Солнце светит за счет реакции 4Н=Не+2v+Е, где энергия Е=mс2около 28 Мэв или ме – милли-единиц атомной массы (4х1.008-4.003=0.029), связана с Ан=1 1/137=1.008 ПС. Первую s-оболочку с моментом l=0 образуют пары р,n в ядре He, a-частице, l=1-3 заполняют R3, до наиболее плотной упаковки а1+12в26Fe выделяя энергию, после – увеличивая ~Z. Поэтому распространенность элементов c Z падает, через максимумы оболочек, магических чисел (МЧ=…50, 82, 126) и Z=2+6n, n=1-4, 6, 9, до 6+9 —92U, и ядерная энергия получается и из водорода и из урана, как в термоядерной и атомной бомбе. Но это требует катализа и без бомбы энергию водорода (примесь дейтерия в литре воды меньше дефекта масс 0.001 дает больше бензина). После сгорания водорода в гелий тот сгорит в С, О и т.д., до железа и дальше во взрывах сверхновых звезд, выбрасывающих их вне для планет, жизни и звезд следующих поколений. Поэтому наиболее распространены четные элементы (с А=4n), особенно2Не-8О-14Si-20Ca-26Fe- …2+6(6+9)Uс заполнением оболочки из 6 частиц в R3, объясняя состав и основные элементы Земли и химии. Сгорание каждого уменьшает энергию, сжимает Р=cRTдо больших Ei~Z1Z2/r,2He+2He,6C+1H,7N+HCNO-цикла,8Oи др.ZЭ+Н (Рис.1). Атомные массы определяет смесь изотопов, позволяя расчитать условия внутри Солнца и звезд, с СН87нейтрино

Телескоп Галилея доказал «относительность» видимого, что мир крутится не вокруг Земли. Слабый «Млечный путь» или «круг» на небе, считаемый греками дорогой с Олимпа на Землю и молоком Геры, предстал как миллиарды звезд —наша Галактика(от галакт – молоко). Этот круг показывает ее форму диска, спирали, аналогичной миллиардам других, заметных как пятна типа Туманности Андромеды, «звездные острова», по Канту, разрешил только Хаббл в1929 г, дав и их классификацию,описал спиральные, эллиптические и нерегулярные галактики,с удалением от нас. Его объясняет расширение Вселенной из «горячего начала» Гамова 13.5 млрд.лет назад (t~H-1=1/72 км Мпс, сравните с 6 тыс.лет «от сотворения мира» Богом Библии, отмеченные НП 68, 73, 2006), современнуюкосмологию(18, 11 кл.).

Загадочный центр Галактики в 8кпс (3.1041м — 2 млрд.а.е.) от нас нашли как центр ее объектов, шаровых скоплений в 20 веке. Измерение скорости Земли и Солнца относительно звезд 250 км/с дает массу внутри орбиты Солнца m~v2a/G~3.1041>1011Mc. Галактика включает ок.100 млрд.звезд и движется вместе с Местной группой галактик к «Великому аттрактору», как показывает рост температуры .

Множество связей с астрономией указывается в самом курсе физики далее. Физика и цифровая техника, см.Нобелевскую 2009 (ППС и цифровое фото) определили новые методы наблюдений,будущие проектыипрочее. Может, именно вы придумаете, как связаться со Стрельцом А, центром нашей Галактики, следите за расширением Вселенной (на указанных далее сайтах)!

Более близкую астрономию представляют спутники, ИСЗ, в т.ч. связи, ГПС,показывая воздействие исследований космоса. Сделайте масштабную модель планет, позиции звезд,проект, космический мобильный телефон или строение из переработанных материалов(designandmakeaspacemobileorbuildingfromrecycledmaterials,plotposisitionsofstars)

Вышеназванная последовательность и классификация звезд и излучения, от у- до радиоволн и РИ, представляет связанные с разными уровнями энергии источники, где только малая область, 400-800 нм (0.4-0.6 мкм), представляет видимые

22. Свет и Цвет:  Понимание того, как получаются свет и цвет. Объяснить, почему вещи окрашены,можно на примере красного цвета крови, пустынь (Кара-Кумы), Марса и, например, Антареса (от Анти-Ареса). Если первые имеют цвет из-за поглощения и отражения света других, определенными веществами типа металлов (железа здесь), то цвет звезд собственный, связан с их температурой, законами Вина и др., как говорилось.Исследовать, как получаются различные цвета,можно на примерах и 1- окраски пламени, обычно желтого – от натрия, обычной соли (Фейерверки показывают цвета и линии других металлов, солей, а газоразрядные лампы – и других элементов), 2- разложения в спектр, из-за разного взаимодействия с веществом (дисперсии, обычно преломление и рассеивание растет с частотой, для видимого – от красного к фиолетовому, поэтому Солнце при большем слое, на закате – красное, а небо и сильно рассеивающие свет части – голубые, как показалРэлейи др.).

Поэтому же обычный белый свет разлагается призмой или каплями воды в радуге на цвета.Перечислить цвета спектралегко по выражению КОЖЗГСФ. При этом окрашивающие пламя вещества проявляются в темных линиях (Фраунгофера), из-за поглощения той же частоты. 3- цвета чаще всего и связаны с таким поглощением, характерным для разных веществ, особенно переходных металлов, что используется в анализе, химии (см.индикаторы, рН). И при поглощении одного цвета мы видим дополнительный – если белый получается из трех цветов – К-З-С, то при поглощении больших частот вещество будет казаться красным.

В фотографии использовался такой же фильтр, что бы пропускаемый им красный цвет, наименее энергичный, не засветил фотобумагу. Также можнопредсказать произведенный цвет, когда используются фильтры.

Сложение белого цвета из трех, К-З-С, доказывал Ньютон (в т.ч.при вращении трехцветного волчка), используется в цветных ТВ и кино и фотокамерах (в мобильных сейчас), и связано со строением глаза, где свето-чувствительность обеспечивают одни клетки-палочки, а цвето-чувствительность – другие клетки-колбочки трех видов, реагирующие на К, З и С, как показалГельмгольц

и биологи ХХ века (лауреаты НП 1911 и 67 гг.ГУЛЬСТРАНД А. (1862-1930),УОЛД Д. (1906-97),ГРАНИТ Р. (1900-91)). Когда повреждаются колбочки, например, при дальтонизме — ген которого сопряжен с полом, только у мужчин, в У-хромосоме, как показали генетики, см.МОРГАН (1866-1945). Т.о. объясняется, как мы видим цвета и почему встречается цветовая слепота (colourblindness– дальтонизм).

Тени позволяют наблюдайть, как свет распространяется прямолинейно, как и изображения при отражении света от зеркала.Но названное преломление, видное по «поднятию» дна или ложке в стакане с водой, при кривой поверхности стекла или др., вызывает искривление. Обычное увеличительное стекло и оптические приборы типа фотокамеры и бинокля дают исследовать, как линзы искривляют свет, чтобы формировать изображения.В глазу это делает хрусталик, фокусируя цвет на сетчатке с названными фоточувствительными клетками, при его ослаблении и нарушениях – ближе или дальше ее, предметы размываются, видны нечетко, но можно помочь, подобрать дополнительные искривления, очки,описать, как дальнозоркость и близорукость (lomgandshort sightedness) могут быть исправлены линзами.Их диоптрии связаны с

 

  1. Толчок и Напряжение:Галилей, Ньютон и др. сформулировали относительность покоя и движения, при его равномерности, неизменности скорости неотличимого «изнутри». Изменение же состояния движения, скорости они связали с силой, по второму закону Ньютона.

Т.о. сила может двигать тела, неподвижные, останавливать движущиеся и т.п.., зная силы, можно описать изменения движения, работу А=Fs, связь с энергией и др. Но все это требует измерения или определения и знания законов сил, разных, например, силы тяжести, упругости, электрической и магнитной, трения и др.Понимание того, чем силы являются и что они могут сделать (Описать), дает исходное понятие силы – нашей, человека, и эквивалентность ее и других. Так, силу тяжести и вес тела можно измерить уравновешиванием с силой тяжести других тел (гирь) или упругости — пружины. Измерение сил, используя пружинные весы (безмен).Тяжесть или сила тяжести зависит от массы и ускорения, как показывают простые эксперименты- уменьшение веса при падении, в невесомости. Масса связана с количеством вещества и размерами- объемом тел через плотность (Архимед догадался, как измерить объем и плотность тел сложной формы (Вычислите плотность объекта),а также измерил подъемную силу из-за разности плотностей тел и среды, назвываемую его именем. Нужно понимать, что кг пуха и металла весят одинаково, если не считать подъемной силы воздуха и др.). Это выражают формулы

Объясните различие массы и веса. Объясните вещи в терминах силы тяготения.Галилей и Ньютон объяснили строениеСолнечной системыКоперника, разделив «движение само» и силы, объяснили прежние представления большинства и Аристотеля невыделенностью «силы трения», предполагая возможность ее устранения, хотя в реальности это м.б. невозможно. Ньютон описал эту силу трения и сопротивления среды пропорционально скорости и ее квадрату.Выполните эксперименты с трением, тяжестью и плотностью.Например, бросая бумажки, можно увидеть, что скорость после роста становится постоянной (по Аристотелю, связана с силой). Сказать, чем трение является, остается проблемой, г.о. технической и сейчас. Оно связано с силами притяжения-отталкивания тел, поверхностей контакта-скольжения, электромагнитной природы, представляя рассеяние, «диссипацию» энергии движения.Как оно может быть полезно или вредно– без него мы просто не могли бы стоять и двигаться (как на скользком льду), на нем основаны не только сохранение положения, узлы, одежда, но и многие механизмы. Но для движения оно вызывает потери, вредно, стараются максимально уменьшить, заменить трением качения (колеса, подшипники) и жидким (смазки).

олимпиады —  национальные (лингвистическая олимпиада допускает команды от городов и несколько команд на страну, естественно-научная — школьникам среднего возраста. 12 международных научных олимпиад:

 

worldbeststudents.org/ru/  Блестящая победа белорусских школьников на …международной олимпиаде по физике.  5 по 12 июля 2015 года в г. Мумбае …Минские школьники-биологи привезли три медали с …42.tut.by/26-й Международной биологической олимпиады IBO 2015 в Дании одну …Белорусские школьники привезли четыре медали с … 27-й Международной олимпиады по информатике (International Olympiad in Informatics, IOI),

www.ijso2015.org/ And watch the promotional video below.. Read More →

logo_ijso_small

Back Online

The official website of IJSO . Read More →

Ranking For 8th IJSO 2011 1. Chinese Taipei 6 18 2. Thailand 3 3 15 3. Russian Federation 3 3 15 4.

other disciplinesPeter W. Atkins.  Molecules. 1987. [See this book at Amazon.com]Chemistry: Principles and Applications. 1988. [See this book at Amazon.com]The Periodic Kingdom: A Journey into the Land of the Chemical Elements.1995. [See this book at Amazon.com]

Ниже приведем также физико-химическую таблицу по биологии:

The Theoretical test (in the indicated proportions):

Общая биология 40% Ботаника       20% classification Зоология 20% Homo  Человек 20%
Topics VII..Biosystematics (10 %)Авто- трофные (Plant) Photosynthesis, переход    :  гетеротрофные мало- подвижные (Animal) части
I. Cell Biology(25 %) Microbiology: Prokaryotic cell organization Morphology PROKARYOTA

 

Anabaena Phototrophy chemotrophy Escherichia αβγε- VIRALESBacteriophage Biotechnology:Fermentation

 

 Genetic manipulation of organisms 1..Structure and function of cells Chemical components Cell .metabolism Protein synthesis recombination,
     Organelles

Transport throughmembranes

Mitosis andmeiosis

EUKARYOTA CHLOROPHYTA Chlorella

 

 

Chlamydomonas Diatomea Navicula EUGLENOPHYTA    Euglena «PROTOZOA» Trypanosoma Amoeba Plasmodium Vorticella Paramaecium V.Genetics and Evolution(15 %) Variation: mutation and.modification Mendelian inheritance Multiple allelism, sex linkage
Structure and function of tissues and Многоклеточные Ulothrix Spirogyra RHODOPHYTA    Chondrus      PHAEOPHYTAyceae  Sargassum BRYOPHYTA:Hepaticopsida Marchantia        MuscopsidaPolytricum ,Sphagnum LICHENES Parmelia, Cladonia ZYGOMYCOTA Mucor      ASCOM.: PenicilliumSacharomycesBASIDIO:Agaricus PORIFERA:Euspongi

CNIDARIAHydrozoa Scyphozoa  Aurelia        Anthozoa  Corallium

PLATHELMINTHES TurbellariaPolycellis        TrematodaFasciola Cestoda  Taenia NEMATHELMINTHES    Ascaris, Trichinella Digestion and nutrition     Respiration     Excretion Growth and development Reproduction (ferns and mosses included)
II. Anatomy and Physiology(15 %)

 

 

 

Сосудистые RHYNOPHYTA Rhynia

LYCOPODIOPHYTALycopodium

EQUISETOPHYTA    Equisetum

 

POLYPODIOPHYTA    Pteridium MOLLUSCA Gastropoda  Helix        Lamellibranchiata  Cephalopoda  Sepia ANNELIDA Polychaeta  Nereis        Oligochaeta:Lumbricus        Hirudinea ARTHROPODA Crustacea TracheataChilopoda Insecta*

ChelicerataAraneus, Ixodes

organs involved in Circulation Transport of water, minerals and assimilates transpiration and gas exchange Immunity.
III. Animal Physiology (15 %)

seedplants

seedplants:PINOPHYTA Cycas Ginkgo

Pinus

Liliopsida LiliaceaeLilium, Allium          OrchidaceaeOrchis          PoaceaeZea, Triticum          ArecaceaeCocos

AraceaeMonstera

MAGNOLIOPHYTA –psida-ceae Ranunculaceae.Rosaceae:R,Malus, Prunus          FabaceaePisum Oleace Fagaceae   Cactaceae   Brassicacea

LamiaceaeSolanacea          Asteraceae

ECHINODERMATA Stellaroidea  Asterias

Echinoidea  Echinocardium

CHORDATA: Urochordata   Ascidia     Cephalochordata   Branchiostoma Vertebrata: CyclostomataPetromyzon        Chondroichthyes  ScyliorhinusPiscesChondrostei Acipenser         Teleostei Clupea AmphibiaCaudata Salamandra         AnuraRana        ReptiliaTestudinat         Crocodylia Squamata

Aves * MammaliaMonotremata CarnivoraUrsusCanis,Felis

Regulation:Endocrinesystem : pituitary gland, thyroid gland, islets  Langerhans,    adrenal medulla, adrenal cortex, ovaries and testes Nervous system :peripheral, central (spinal    cord and brain), autonomic nervous system (sympathetic and parasympathetic),

 

 

 

reflexes, sense organs (eyes and ears)
VI. Ecology(15 %)

Ecosystems

Succession

Mechanism of evolution

Natural selection

Mutation

Reproductive isolation

Adaptation Fitness Hardy-Weinberg principle

 

Bio-geochemical cycles    Carbon cycle     Nitrogen cycle

 

Food.relationships

Food web

Food chain

Trophic level Producers, consumers and decomposers Pyramid of biomass Energy flow Pyramid of energy IV.Ethology (5%)  Behavioural systems   Causes of behaviour   Conflict behaviour

Learned behaviour

Population structure and dynamics

Age and sex structure of human population

Biosphere and man    Population growth

Birth rate, death rate    Exponential growth

Pollution

Система биологии

Общая биология 40% Ботаника 20% Зоология 20% Человек 20%
  Виды: гетеро-часть                      Авто-трофные           Ред Ох      Гетеро-трофные             не- Метамерные R, Связь,сигналы
Биохимия Прокариоты Ох: rbfc циано- фото- хемо-архе мико- актино- αβγε-прот ео-   спиро-  бактерии 1 мкм   регул Обмен веществ
(органеллы)   Хлоропласты,ФС11 Фото-реак ции, ФС 1 темновыеФикс.N,S± мембрана стероиды Мито-

переварив

хондрии жгутики Ферменты конст-регул Хим.состав и функции
Генетика

Цитология

Эукариоты:протисты1- митохондрии,жгутик Alba30 без- Водоросли Жгутиковые: Mastigoph.

Фито-лейко

Zoa Зоо-флагеляты Саркодовые

Sarcodina

Споровики

Sporozoa

Миксоспорид.Myxozoa инфузории

Ciliophora

10-300мкм П-киназы А,С Общий  обзор организма: клетки
Гистология много-клеточные Ген.с:пол.клетки красные,бурые,зеленые Мхи

Hepaticae

лишайники

Lichenes 20

Грибы,слиз.100 Fungi Губки 10 Кишечнополостные 9 черви: плоские 1-полостные

(круглые)

1-30см  цАМФ  фактор.роста,Са Ткани, развитие,с.экто-мезо-эндо-дермы: ЖКТ
Анатомия

и

сосудистые Корни псилофиты

плауны Lyco-

хвощиSpheno-(членистые папоротники Pterido-Ptero- Щупальцев5 Tentaculata Моллюски 150Mollusca черви   не-

цел.морские

членистые:

кольчецы 18

членистоногие 1300Arthropod 0.001-1м Гормоны желез СС и НС- органы чувств, дыхания, питания,выделения
Физиология “2-ротые” Семя Голо-

(Gymno-

Покрыто-

Angiosperm.1-

семенные

2-дольные

Иглокожие 6 Echinoder. Полу-

Proto

хордовые chordata 2 Позвоночные: рыбы  25 Четвероногие (тетраподы) 20 0.1-30мТропные

Либерин-статин

ЦНС (н.трубка, части мозга)

ВНД: речь,мышление

Экология

Погл.света:ярлсы, пищ.цепи пирамида энергии

Эволюция:

Соотв.среде, Отбор: искус.

Ест.Миграция дрейф,изоляц.

 

Ж.формы

агроценозы

Биоценозы

производство

Древесные: деревя куст

Сады

леса хв-лист

Лесо-

Травы : много- дву-

Поля

Степи

Растение-п-

Оз-яров-эф

одно-летние

Луга  Полу-пустыни

луговодство

Прикрепленные

дно, бентос

Моря океан

микология

Фильтраторы донные

Поверхность абиссаль

Промыслы

15т Водные +хищники

пелагиаль

Животно-водство:

70подвижные, плавающие

Нектон

Воды и почва

Рыбо-..птице-

Плав.,полз., летающие, бег.

Плактон,нектон

Все среды, суша и воздух

Зверо-,свино-

 2 млрд.видов организмов

Биосфера,М=10СХ: 2зерна+ 2 овощи+1 мясо-м

Ветер.Медицин

1 вид, 6.5 млрд. человек

(0.5млрд.т) населен. пункты

Ноосфера

Наука Т Производство

Энергия: (СН-10млрд.т/год)

Ссылки

IJSO оfficial

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *