Структурно-содержательный тест для повторения и задания

Структурно-содержательный тест для повторения и задания

К разделу 1

1.1. Ключевым понятиям предмета курса «Концепции современного естествознания», указанным в левой колонке, подберите соответствующие им определения, приведенные в правой колонке.

1. Концепция 2. Трансдисциплинарность 3. Естествознание 4. Наука 5. Модели

А. Означает более высокий уровень универсальности по сравнению с междисциплинарной кооперацией. Б. Важнейший элемент духовной культуры. Буквально означает знание. Целью и высшей ценностью является поиск истины о явлениях и законах окружающего нас мира неживой, живой и социальной материи, о роли и предназначении Человека на Земле и в Космосе. В. Основополагающая идея, система взглядов по тому или иному вопросу, явлению. Г. «Суррогаты», образцы, представления о них, заменяющие в конструктивно-теоретических и эмпирических исследованиях реальные объекты, явления и процессы. Д. Наука о явлениях и законах природы, направления на поиск сущности природы; совокупность наук о природе, взятая как целая.

1.2. Ключевым понятиям интеллектуальной культуры личности, указанным в левой колонке, подберите соответствующие им краткие характеристики, приведенные в правой колонке.

1. Интеллект 2. Культура 3. Личность 4. Информация 5. Творчество

А. Рациональное (разумное) познание мира, задающее «рациональность в действии». Б. В активном созидательном плане потребность и способность творить совершенства в самых несхожих ситуациях, самопорождение ценностей. В. В самом общем смысле совокупность материальных и духовных ценностей. Г. В самом широком смысле понятия определенная упорядоченная форма взаимодействия между объектами или субъектами (исследователями) и объектами, мера организованности систем, способ коммуникации субъектов. Д. В самом общем смысле социокультурный, социопсихологический индивид.

1.3. Все сегменты интеллектуальной сферы культуры опираются на кооперативное взаимодействие «знания» и «рациональности в действии». Сегментам интеллектуальной культуры, указанным в левой колонке, подберите краткие характеристики их совокупного исторического объема знаний, приведенные в правой колонке.

1. Гуманитарная культура 2. Естественно-научная культура 3. Информационно-коммуникативная культура 4. Социально-экономическая культура 5. Технологическая культура

А. Совокупный исторический объём знания философии, религиоведения, культурологии, юриспруденции, этики и эстетики, искусствоведения и других гуманитарных наук. Б. Совокупный исторический объем знания о мастерстве, ремеслах, машинах, приборах и аппаратах, о физических, химических, геологических, биологических и информационных технологиях; об эволюционно-технологической модернизации всех сфер экономики. В. Совокупный исторический объем знания естественных наук о микро- макро- и мегамирах, о взаимодействии бытия с природой, о законах ноогенеза – превращения биосферы в ноосферу. Г. Совокупный исторический объем знания социологии, политологии и экономики, финансов и кредита, бизнеса и социально-экономического планирования, рынков и торговли, предпринимательства и коммерции, рекламы, корпоративной культуры и PR. Д. Совокупный исторический объем знания математики, языкознания и информатики, традиций и инноваций в сфере образования, творчества в создании и развитии знаковой (символьной) и образной системы информации.

1.4 Ключевые понятия научного метода, указанные ниже, сгруппируйте на две группы эмпирических (1) и теоретических (2) методов.

А. Наблюдение. Б. Абстрагирование. В. Анализ. Г. Сравнение.

Д. Конкретизация. Е. Индукция. Ж. Дедукция. З. Обобщение.

И. Синтез. К.Эмпирическое моделирование. Л. Идеализация.

М. Формализация. Н.Теоретическое моделирование. О. Описание.

П. Измерение. Р. Эксперимент. С. Систематизация.

1.5 Основным моделям развития науки в ХХ веке, указанным в левой колонке, поставьте в соответствии их краткие характеристики, приведенные в правой колонке.

1. Парадигмальная концепция 2. Концепция методологии исследовательских программ

А. Парадигма (образец) определяет тенденцию развития научных исследований. Развитие знаний в рамках парадигмы – «понятийной сетки, через которую ученые рассматривают мир» на том или ином этапе развития науки, получило название «нормальной науки»; смена парадигм – «научная революция». Б. Развитие науки должно осуществляться на основе рационального выбора и конкуренции научно-исследовательских программ. Вытеснение одной программы другой есть «научная революция».

1.6. Циклу, как основе всего мироздания, поставьте в соответствующую последовательность основные этапы цикла, указанные ниже:

А. Эволюция

Б. Катастрофа

В. Кризис

Г. Переходные состояния к новому этапу эволюции

1.7 В общей периодизации истории естествознания поставьте в соответствие эпохи естествознания, указанные в левой колонке, их временным периодам (интервалам), приведенным в правой колонке.

1. Эпоха натурфилософии 2. Эпоха средневековой схоластики и раннего Ренессанса 3. Эпоха механистического естествознания 4. Эпоха эволюционных идей в естествознании 5. Эпоха зарождения неклассического естествознания 6. Эпоха современного естествознания

А. (с II в. до 2-ой половины XVI в.) Б. (XIX в.) В. (с VI в. до н.э. до II в. н.э.) Г. (2-ая половина XVI-XVIII вв.) Д. (конец XIX – начало XX вв.) Е. (ХХ – начало XXI вв.)

1.8 Эпохам натурфилософии (1) и средневековой схоластики, включая и ранний Ренессанс (2), поставьте в соответствие основные концептуальные программы естествознания данных эпох, приведенные ниже:

А. Субстанциональная концептуальная программа первоначал мира.

Б. Концептуальная программа схоластического антропоцентризма.

В. Корпускулярная (атомистическая) концептуальная программа.

Г. Концепция «любовного» (эмпирического) познания Природы как познания божественного творения Мира.

Д. Континуалистская концептуальная научная программа.

Е. Концепция «натуральной магии» («Фаустовский факел» Ренессанса).

Ж. Геоцентрическая картина Мира.

1.9 Эпохам механистического естествознания (1) и эволюционных идей в естествознании (2) поставьте в соответствие основные концептуальные программы естествознания данных эпох, приведенные ниже:

А. Гелиоцентрическая картина мира и концепция множественности миров.

Б. Становление механистической физической исследовательской программы и на ее основе классического естествознания.

В. Концептуальная программа взаимодействия природных катастроф и геологического эволюционизма.

Г. Концептуальная научная программа биологической эволюции особей (организмов) и их видов.

Д. Концепция химического элемента и становление учения о составе химических соединений.

Е. Концепция бинарной биологической номенклатуры в терминах рода и вида. Принцип иерархического соподчинения таксонов.

Ж. Развитие учения о составе химических соединений на основе концепции атомно-молекулярного строения вещества.

З. Концепция клеточного строения организмов и растений.

И. Концептуальная научная программа равновесной термодинамики.

К. Периодический закон химических элементов Д.И. Менделеева.

Л. Становление структурной химии.

1.10 Эпохам зарождения неклассического естествознания (1) и современного естествознания (2) поставьте в соответствие основные концептуальные программы физики данных эпох, приведенные ниже:

А. Континуальная (полевая) концепция классической электродинамики.

Б. Концепция статистической физики.

В. Концепция корпускулярно-волнового дуализма микрочастиц (материи).

Г. Становление релятивистской исследовательской физической программы в рамках специальной теории относительности.

Д. Развитие релятивистской исследовательской физической программы и включение в программу общей теории относительности.

Е. Квантовая концепция электромагнитного излучения и поглощения. Квантовая (квазиклассическая) теория атома.

Ж. Становление и развитие квантово-полевой исследовательской физической программы.

З. Становление и развитие современной физической исследовательской программы - единой теории поля.

И. Космологическая теория «Большого взрыва». Космоцентрическая картина мира.

1.11. Эпохам зарождения неклассического естествознания (1) и современного естествознания (2) поставьте в соответствие основные концептуальные программы химии данных эпох, приведенные ниже:

А.Концепция термодинамической химии.

Б. Развитие учения о составе на основе Периодического закона химических элементов.

В. Электронная теория химических связей и развитие на ее основе учения о составе, структурной химии и физики твердого тела.

Г. Современная физико-химическая концепция химических процессов.

Д. Современная химическая исследовательская программа - эволюционная химия.

1.12. Эпохам зарождения неклассического естествознания (1) и современного естествознания (2) поставьте в соответствие основные концептуальные программы биологии данных эпох, приведенные ниже:

А. Становление учения о высшей нервной деятельности.

Б. Генетическая концептуальная программа концепций наследственности и изменчивости, и ее синтез с молекулярной и теоретической биологией.

В. Синтетическая теория эволюции в биологии.

Г. Концепция биосферы и ноосферы.

1.13. Основным сегментам сферы Мира (Универсума), указанным в левой колонке, подберите соответствующие им определения (краткие характеристики), приведенные в правой колонке.

1. Мир (Универсум) 2. Природа 3. Человек 4. Логос

А. Все познанное, существующее; бытие физическое (материя, пространство – время) и духовное; форма существования – пространство событий. Б. Чувственная сторона Мира. Трехстороннее существо − биосоциокультурное. В. Наблюдаемая сторона Мира. Весь материальный, энергетический и информационный мир Вселенной. Г. Разум, Слово, Отношение, Учение. Символьная и образная система информации о Мире.

1.14. Основным (интегрирующим) понятиям общего естествознания, указанным в левой колонке, поставьте в соответствие их краткие определения, приведенные в правой колонке.

1. Система 2. Структура 3. Хаос 4. Порядок 5. Симметрия 6. Асимметрия 7. Дисимметрия

А. Множество элементов или объектов с определенным отношением связи, взаимодействия между ними. Б. Множество элементов, заданных отношениями между ними. Но эти отношения не обязательно имеют характер связи, взаимодействия между ними. В. Состояние, в котором имеются согласованные (устойчивые) направленные движения и «запоминаемомть» определенных конфигураций. Г. Состояние, в котором не образуется устойчивых во времени структур, отсутствуют согласованные направленные процессы. Д. Свойство объектов сохранять определенные характеристики при преобразованиях. Е. Понятие, противоположное симметрии, т.е. характеризует свойство объектов не сохранять определенные характеристики при своих преобразованиях. Ж. Элементы симметрии, которые отсутствуют как в объекте, так и в его окружении; понижение симметрии при взаимодействии объектов (природных систем) или объекта и его окружения.

1.15. В рамках трансдисциплинарного подхода к общему естествознанию выделяют классическую (1), неклассическую (2) и постнеклассическую (3) стратегии естественнонаучного мышления (КСЕМ. НСЕМ и ПСЕМ). Поставьте в соответствие отмеченным выше стратегиям их основные идеи, приведенные ниже:

А. В природе нет случайности; представления о вероятности того или иного события принципиально вторичны.

Б. Случайность – фундаментальное свойство природы; необходим вероятностный прогноз результатов измерения.

В. В основе лежит основополагающая концепция коэволюции (совместной эволюции) природных систем, опирающиеся на понятия: системность, самоорганизация, историчность и глобальный эволюционизм.

Г. В логической цепи мышления применяется схема выбора: «или – или» и детерминированная причинно-следственная связь (Лапласовский детерминизм).

Д. В логической цепи мышления применяется схема совмещения: «и – и» и вероятностный детерминизм причинно–следственных связей (флуктуационная модель неклассического естествознания Бора – Гейзенберга).

Е. Воздействие на объект со стороны окружения является флуктуационно-неконтролируемым; вводится понятие состояния включающего в себя и объект и окружение, в том числе и исследователя.

Ж. В основе лежат теории порядка и хаоса, прежде всего синергетика, включая неравновесную термодинамику и нелинейную динамику, а также теория информации и эволюционная необратимость времени.

З. Воздействие на объект со стороны окружения является контролируемым; понятие состояния носит формальный характер, так как возможно рассмотрение отдельных элементов: объекта, окружения и системы: исследователь + прибор. Естествоиспытателю принципиально доступно и подвластно все в изучаемых системах или структурах.

1.16. В рамках концепции моделирования в общем естествознании поставьте в соответствие идеальным (1) и материальным (2) моделям их краткие характеристики, приведенные ниже:

А. Могут быть описательными, абстрактными и математическими. Математический формализм придает модели эвристический характер.

Б. Используются в натурном эксперименте, с помощью которого исследователь задает конкретные вопросы природе и ее конкретным проявлениям.

Примечание: В виртуальном (компьютерном) эксперименте в определенной степени проявляется пересечение идеальных и материальных моделей.

1.17. В рамках концепции экспериментальной достоверности эволюционно – диалектически (исторически) развивалась концепция измерения в общем естествознании на основе классической (1), неклассической (2) и постнеклассической (3) стратегий естественнонаучного мышления (КСЕМ, НСЕМ и ПСЕМ). Приведите в соответствие с отмеченными выше стратегиями концепции измерения, приведенные ниже:

А. Прибор как канал связи между исследователем и объектом не считается «идеальным», он перестает быть абсолютно прозрачным каналом связи между исследователем и объектом, в нем как бы случайно происходит потеря части истинной информации. Необходим дополнительный поиск корреляционных соотношений между флуктуациями (погрешностями, неопределенностями) возникающими как в процессе измерения, так и реально существующими в природе.

Б. Прибор как канал связи между исследователем и объектом считается «идеальным» с точки зрения передачи информации о характеристиках объекта без искажений.

В. Во многих эволюционных моделях, опирающихся на длительное время эволюции природных систем, их экспериментальная проверка с трудом поддается строгой интерпретации, так как время жизни исследователей – это мгновение (только точка) на эволюционной «стреле времени».

Примечание: В НСЕМ особое значение приобрело осознание важности интерпретации результатов эксперимента, вплоть до осознания относительности нашего познания к средствам эксперимента. Вообще для НСЕМ и особенно для ПСЕМ характерна точка зрения, что конструктивно – теоретическая модель зачастую задает и характер ее экспериментальной проверки.

Структурно-содержательный тест для повторения и задания

к разделу 2.

2.1. Основным естественным наукам, указанным в левой колонке, подберите соответствующие им определения, приведённые в правой колонке.

1. Физика. 2. Химия. 3. Геология. 4. Биология.	А. Совокупность наук о живой природе и её эволюции. Б. Наука о химических моделях вещества: химических элементах и соединениях, их составе и структуре; о химических процессах и химической эволюции природных систем.
В. Комплекс наук о составе, строении, истории развития земной коры и Земли. Г. Наука о движении тел, их взаимодействии и взаимопревращениях на всех структурных уровнях материи, об единой теории поля.

2.2. Структурным уровням материи в рамках современной физики, указанным в левой колонке, подберите их краткие описания, приведённые в правой колонке.

1. Гипермир. 2. Мегамир. 3. Макромир. 4. Микромир. 5. Гипомир.

А. Мир мегаобъектов и мегасостояний. Пространство измеряется в астрономических единицах, световых годах и парсеках; время в миллионах и миллиардах лет. Б. Представление о множестве мегамиров.

В. Микромир в микромире. Характерные размеры Планкеона (

) . Г. Мир микрообъектов и микросостояний. Пространственные характеристики исчисляются от 10

до 10

время от бесконечности до

. Д. Мир макрообъектов и макросостояний, размерность которых соотносима с масштабами жизни на Земле. Пространственные размеры измеряются в микро-, милли-, сантиметрах, метрах и километрах; время – в секундах, минутах, часах и годах.

2.3. Основным структурным уровням материи, указанным в левой колонке, поставьте в соответствие объекты мира (от большего к меньшему), приведённые в средней колонке. Соответствующие последовательности объектов указаны в правой колонке.

1. Мегамир. 2. Макромир. 3. Микромир.

Объекты мира: А. Вселенная; Б. Планеты; В. Элементарные частицы; Г. Галактики; Д. Звёзды; Е. Города; Ж. Корабли; З. Молекулы; И. Атомы; К. Ядра атомов; Л. Океаны, моря; М. Растения, животные; Н. Спутники планет.

· З – И – К – В · А – Г – Д – Б – Н · Л – Е – Ж - М

2.4. Фундаментальным физическим взаимодействиям, указанным в левой колонке подберите соответствующие им описания, приведённые в правой колонке.

1. Гравитационное взаимодействие. 2. Электромагнитное взаимодействие. 3. Слабое взаимодействие. 4. Сильное взаимодействие.

А. Имеет универсальный характер и может выступать либо как притяжение, либо как отталкивание. Оно определяет возникновение атомов, молекул и макроскопических тел. Описывается электростатикой, электродинамикой и квантовой электродинамикой. В квантовой электродинамике квантами фундаментального электромагнитного взаимодействия являются фотоны.

Б. Действует только в микромире и описывает взаимопревращения элементарных частиц. Оно короткодействующее и характеризует все виды бета-превращений. Взаимодействие слабее электромагнитного, но сильнее гравитационного. Описывается теорией, созданной в 1967 г. С. Вайнбергом и А. Саламом. Квантами данного поля взаимодействия являются промежуточные векторные бозоны. В. Имеет универсальный характер и выступает в виде притяжения. Оно является самым слабым из всех остальных взаимодействий. В классической физике описывается законом всемирного тяготения И. Ньютона. В общей теории относительности является проявлением кривизны пространственно-временного континуума и описывается уравнением гравитации А. Эйнштейна. В квантовой теории квантами поля взаимодействия являются гравитоны. Г. Взаимодействие обеспечивает связь между нуклонами в ядре и связь кварков в адронах. Описывается – квантовой хромодинамикой, основоположником которой является М. Гелл-Манн. Квантами поля взаимодействия являются глюоны.

Примечание. Все известные фундаментальные взаимодействия в настоящее время считаются проявлением единого фундаментального взаимодействия. Такой подход задаёт современная физическая исследовательская программа – единая теория поля. Уже имеются отдельные фрагменты единой теории, а также теории объединения ряда фундаментальных взаимодействий, в частности, электромагнитного и слабого, и Великого объединения электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий.

Объединение всех фундаментальных взаимодействий основано на том, что различия между ними проявляются только при малых энергиях; при больших энергиях они объединяются в единое взаимодействие: электромагнитное и слабое взаимодействия объединяются при энергиях порядка Гэв, что соответствует температуре ; электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия объединяются при энергиях порядка Гэв, что соответствует температуре ; все виды взаимодействий, вероятно, объединяются при энергиях порядка Гэв, что соответствует температуре (такие условия соответствуют ранней стадии возникновения Вселенной в стандартной теории «Большого взрыва»).

2.5. Среди фундаментальных («истинно элементарных») микрочастиц, указанных в правой колонке, выберите частицы, относящиеся к соответствующим классам элементарных частиц, из приведённых в левой колонке.

1. Лептоны. 2. Кварки. 3. Кванты полей взаимодействия.	А. Электроны; Б. Мюоны; В. Фотоны; Г. Тяжёлый тау - лептон; Д. Шесть типов кварков по аромату, в каждом из которых различают три цвета;
Е. Электронное нейтрино; Ж. Мюонное нейтрино; З. Тау – лептонное нейтрино; И. Промежуточные векторные бозоны; К. Гравитоны + гравитино (?); Л. Глюоны; М. Античастицы лептонов; Н. Античастицы кварков.

2.6. Принципам относительности и дополняющим их постулатам, указанным в правой колонке, поставьте в соответствии физические теории, указанные в левой колонке.

1. Классическая механика. 2. Специальная теория относительности. 3. Общая теория относительности.

А. Все механические явления в инерциальных системах отсчёта (ИСО) протекают одинаково (принцип относительности Галилея). Б. Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источников и приёмников света, т.е. является универсальной постоянной передачи взаимодействия (информации).

В. Все физические явления во всех системах отсчёта протекают одинаково. Г. Все физические явления в ИСО протекают одинаково. (В и Г – принципы относительности Эйнштейна). Д. Массы инертная и гравитационная эквивалентны.

2.7. Основным свойствам пространства в механистической физической исследовательской программе, указанным в левой колонке, подберите соответствующие им определения, приведённые в правой колонке.

1. Однородность. 2. Изотропность. 3. Евклидовость. 4. Трёхмерность.

А. Все направления в пространстве обладают одинаковыми свойствами, и поворот на любой угол сохраняет неизменными законы физики.

Б. Описывается геометрией Евклида (

). В. Каждая точка пространства однозначно определяется набором трёх действительных чисел – координат. Г. Все точки пространства обладают одинаковыми свойствами, и параллельный перенос не изменяет вид законов физики.

2.8. Основным свойствам времени в механистической физической исследовательской программе, указанным в левой колонке, подберите соответствующие им определения, приведённые в правой колонке.

1. Однородность. 2. Непрерывность. 3. Однонаправленность или необратимость.

А. Между двумя моментами времени, как бы близко они не располагались, всегда можно выделить третий. Дискретность времени и пространства носит

гипотетический характер в модели гипомира. Б. Любые явления, происходящие в одних и тех же условиях, но в различные моменты времени, протекают совершенно одинаково. В. Законы классической механики симметричны относительно прошлого и будущего. Однако включение в механистическую исследовательскую программу равновесной термодинамики, привело к понятию необратимости времени, которую можно рассматривать как следствие второго начала термодинамики или принципа возрастания энтропии.

Примечание. Из основных свойств пространства и времени в механистической физической исследовательской программе следует, что пространственные и временные отношения в мире событий при малых скоростях ( << ) во всех ИСО описываются одинаково.

2.9. Из теоремы А. Нётер, утвердившей трансдисциплинарную роль принципа симметрии, следует, что если некоторая система инвариантна (симметрична) относительно некоторого глобального преобразования, то для неё существует определённая сохраняющаяся величина.

Каждому свойству симметрии пространства и времени, указанному в левой колонке, подберите соответствующий ему закон сохранения физической величины в модели изолированной (замкнутой) системы тел.

Однородность времени. Однородность пространства. Изотропность пространства.

А. Закон сохранения импульса. Б. Закон сохранения энергии. В. Закон сохранения момента импульса.

2.10. Исходя из концепции единства (целостности) пространственно-временных отношений в природе теориям относительности, указанным в левой колонке, подберите соответствующие пространственно-временные представления, приведённые в правой колонке, которые способствовали становлению релятивистской физической исследовательской программы.

1. Специальная теория относительности (СТО). 2. Общая теория относительности (ОТО).

А. Промежуток времени и расстояние оказываются относительными к выбору ИСО. Неизменным (инвариантным)

относительно ИСО оказывается только четырёхмерный пространственно-временной интервал между событиями:

(ИСО). Б. Пространственные интервалы относительны, что проявляется в Лоренцевом сокращении размеров тел в направлении движения:

. В. Пространство искривляется, становится неэвклидовым. Изменение геометрических свойств пространства-времени вблизи массивных тел приводит к появлению сильных гравитационных полей. Г. Временные интервалы относительны, что проявляется в том, движущиеся часы идут медленнее неподвижных:

. Д. Вблизи массивных тел время замедляет свой ход, и в центре планет время течёт медленнее, чем на поверхности. Е. Пространство-время является выражением наиболее общих отношений материальных объектов и вне материи существовать не может.

2.11. Релятивистская физическая исследовательская программа не только ковариантно расширяет принцип относительности, но также и принцип симметрии. В рамках принципа симметрии его основным понятиям, указанным в левой колонке, поставьте в соответствие их проявления в природе, приведённые в правой колонке.

1. Глобальная симметрия. 2. Дисимметрия.

А. Понижает симметрию. Творит явления на основе фундаментальных полей взаимодействия. Б. Задаёт фундаментальные законы сохранения фундаментальных физических величин.

2.12. Среди приведённых ниже формул для фундаментальных характеристик объекта отберите формулы, полученные в рамках специальной теории относительности (СТО):

А. . Б. . В. . Г. .

Д. . Е. . Ж. .

З. .

2.13. В квантово-полевой физической исследовательской программе широко используется концепция корпускулярно волнового дуализма микрочастиц (материи). Исходя из этой концепции, выделите корпускулярные (1) и волновые (2) характеристики в формулах М. Планка и Л. де-Бройля: ; .

А. Длина волны . Б. Энергия . В. Импульс .

Г. Циклическая частота .

2.14. Среди различных способов задания состояния частицы, приведённых ниже, отберите характерные для задания микросостояния в квантовой механике, явившей основой создания неклассического естествознания.

А. Состояние частицы задаётся в рамках контролируемого воздействия со стороны окружения и для одномерного движения в каждый момент времени задаётся двумя физическими величинами: координатой частицы и её импульсом .

Б. Состояние частицы включает в себя как характеристики частицы, так и окружения. Состояние микрочастицы задаётся волновой функцией (функцией состояния) , которая является комплексной величиной, определяемой во всех точках пространства и в каждый момент времени.

В. Воздействие на частицу со стороны окружения неконтролируемо, что проявляется в случае одномерного движения в соотношении неопределённостей для координаты и проекции скорости , и понятие траектории теряет смысл.

Г. Уравнение движения частицы задаётся вторым законом Ньютона: .

Д. Движение частицы носит стохастический характер и подчиняется статистическим закономерностям. Уравнением движения частицы в силовом поле является волновое уравнение Шрёдингера: , где - оператор Гамильтона (оператор энергии): - энергия микрочастицы.

Е. Квадрат модуля волновой функции в случае одномерного движения задаёт плотность вероятности нахождения частицы в промежутке между точками и в момент времени : .

Примечание. Решение уравнения Шрёдингера задаёт одну из основных идей квантовой механики и всего неклассического естествознания: «Всё: материя, энергия, квантовые характеристики – выступают дискретными величинами, и нельзя измерить ни одну из них, не изменив её». Из этой идеи следует фундаментальный характер постулатов Н. Бора и условий квантования характеристик микрочастиц.

2.15. Одному из постулатов Н. Бора, приведённых в левой колонке, поставьте в соответствие его аналитическое выражение, указанное в правой колонке.

1. Первый постулат Бора: энергетический спектр атома (квантовой системы) дискретен. 2. Второй постулат Бора: частоты атомного излучения (электромагнитного излучения квантовой системы) связаны с энергетическими уровнями атома (квантовой системы). При переходе с уровня

на уровень

испускается квант излучения с частотой

. При обратном переходе квант поглощается.

А.

2.16. Квантовым числам, указанным в левой колонке, подберите соответствующие условия квантования характеристик микрочастицы, приведенные в правой колонке.

1. n – главное квантовое число. (n=1,2,3,…). 2. ℓ - азимутальное (орбитальное) квантовое число (ℓ = 0,1,2,3,…n). 3. m – магнитное квантовое число (m = 0, ±1, ±2,… ±ℓ). 4. s – спиновое квантовое число (s = 0, 1/2, 1, 3/2,…). 5. m_s – магнитное спиновое число (m_s = 0, ±1/2, ±1,… ±s).

А. Задает условие квантования энергии: для энергетического спектра атома

. Б. Задает условие квантования собственного момента импульса микрочастицы:

. В. Задает условие квантования проекции собственного момента импульса:

. Г. Задает условие квантования момента импульса микрочастицы:

. Д. Задает условие квантования проекции момента импульса микрочастицы:

2.17. В рамках принципа суперпозиции поставьте в соответствие аналитические формулы принципа суперпозиции, приведенные ниже, в классической (1) и квантовой (2) физики.

А. . Б. . В. . Г. . Д. .

2.18. В рамках принципа тождественности одинаковых микрочастиц, классификации частиц на основе квантовых статистик, указанной в левой колонке, поставьте в соответствие свойства многочастичных волновых функций, приведенные в правой колонке.

1. Бозоны («коллективисты») имеют тенденцию скапливаться в одном квантовом состоянии. Элементарные частицы с целочисленными спинами. 2. Фермионы («индивидуалисты»). Согласно принципу Паули, в квантовом состоянии, задаваемом всеми квантовыми числами, может находиться только один фермион. Элементарные частицы с полуцелочисленными спинами.

А. При перестановке двух одинаковых микрочастиц меняется знак волновой функции. Б. При перестановке двух одинаковых микрочастиц знак волновой функции не изменяется.

2.19. В рамках концепции неконтролируемого воздействия, задавшей флуктуационную модель неклассического естествознания, аналитическим выражениям для корреляций между флуктуациями в микро- и макромире, указанным в левой колонке, поставьте в соответствие их физический смысл, сформулированный в правой колонке.

1.ΔxΔp_x≥

; ΔyΔp_y≥

; ΔzΔp_z≥

- соотношение неопределенностей Гейзенберга. 2. ΔtΔW≥

- соотношение неопределенностей Гейзенберга для энергии и времени. 3. ΔWΔβ≥k_Б, где

или ΔWΔТ≥(k_БТ_о)², где ΔW~ k_БТ_о и ΔТ~Т_о, а Т_о – температура термостата – соотношение неопределенностей Эйнштейна

А. Неальтернативная корреляция флуктуаций энергии ΔW и темпе-ратуры ΔТ макросостояния. Б. Альтернативная корреляция флуктуаций импульса и координаты. Если, например, местоположение частицы по координатной оси Х известно с точностью Δx, то в тот же момент времени х – компоненту импульса микрочастицы можно измерить только с точностью Δ

Δx. В. Альтернативная корреляция флуктуаций энергии и времени ее измерения. Для измерения энергии с точностью до ΔW необходимо время, не меньшее, чем

Примечание. Обратим внимание на то, что только переход к классической физике, при которой постоянная Планка ћ → 0, снимает ограничения на точность измерения. В тепловых процессах в макромире учет флуктуаций необходим при любых точных измерениях макропараметров: энергии и температуры. При классической стратегии измерений флуктуациями пренебрегают, что особенно ярко проявляется в классическом естествознании, опирающемся на веру, что исследователю все доступно и подвластно в изучаемой системе.

2.20. Основным методологическим принципам современной физики, сыгравшим выдающуюся роль в методологии всей науки, указанным в левой колонке, поставьте в соответствие их общенаучный смысл, приведенный в правой колонке.

А. Существует ограничение на одновременное точное представления объекта с помощью отдельных «проекций». Б. Всякое истинное глубокое явление природы не может быть однозначно определено с помощью слов нашего языка и требует для своего определения по крайней мере двух взаимоисключающих дополнительных понятий. В. Более простая теория имеет «внешнее оправдание» (соответствие эксперименту), и «внутреннее совершенство» (красоту теории в виде ограничений на возможные качества систем), более «фальсифицируема» и в то же время более информативна. Г. Любая новая более общая теория, являющаяся развитием предыдущих классических теорий, справедливость которых была экспериментально установлена для определенных групп явлений, не отвергает эти классические теории, а включает их в себя. В определенных случаях существует возможность предельного перехода новой теории в старую.

2.21 Квантовая механика и возникшая на ее основе модель современного естествознания привели к выводу о том, что в природе фундаментальную приоритетную роль играют статистические, вероятностные законы. Закономерности динамического типа носят подчиненный характер. Среди приведённых ниже определений отберите соответствующие статистическим (1) и динамическим (2) закономерностям (или теориям) в физике.

А. Закономерности (или теории), в которых связи всех физических величин однозначны.

Б. Закономерности (или теории), в которых однозначно связаны только вероятности определенных значений тех или иных физических величин, связи между самими физическими величинами неоднозначны.

2.22. Два способа описания природы ярко проявляются уже на макроуровне. При макроописании оперируют величинами, характеризующими систему в целом, то есть макропараметрами. Исходя из понятия макросостояния в неклассическом естествознании из макропараметров, приведенных ниже, выделите соответственно характеристики макрообъекта (1) и характеристики окружения (термостата) (2).

А. Внутренняя энергия. Б. Температура. В. Объем. Г. Давление.

Д. Число частиц. Е. Химический потенциал.

2.23. Какое условие теплового равновесия макросостояния, из указанных в левой колонке, соответствует определенному виду контакта между макрообъектом и термостатом, приведенного в правой колонке.

1. Равенство давлений: P₁=P₂ 2. Равенство температур: Т₁=Т₂=Т_приб. 3. Равенство химических потенциалов: μ₁= μ₂, где химический потенциал μ характеризует среднюю энергию, передаваемую одной частицей через границу между двумя макрообъектами или между макрообъектом и термостатом.

А. Корпускулярный (диффузионный) контакт. Б. Тепловой (энергетический) контакт. В. Механический контакт

2.24. В рамках термодинамического описания равновесного макро-состояния началам термодинамики, указанным в левой колонке, поставьте в соответствие формулы и определения, приведенные в правой колонке.

А. Если два макрообъекта А и В находятся порознь в термодинамическом равновесии с макрообъектом С и термостатом, то они находятся в термодинамическом равновесии друг с другом. Мерой термодинамического равновесия является температура Т, которая одновременно является и функцией состояния. Б. При стремлении температуры макрообъекта к нулю его энтропия также стремится к нулю независимо от значений внешних параметров:

. В. При равновесном переходе системы между двумя макросостояниями изменение внутренней энергии не зависит от вида процесса, посредством которого произведен этот переход:

. Г. Во всех изолированных (закрытых) системах энтропия никогда не убывает, она либо остается постоянной, либо возрастает:

Примечание. При равновесных (обратимых) процессах энтропия не меняется, а следовательно, начала термодинамики, а также уравнения термодинамических процессов и уравнение состояния, например в модели идеального газа, уравнение Клайперона-Менделеева: , носят однозначный характер, т.е. представляют динамические закономерности при условии пренебрежения флуктуациями температуры, то есть соотношением неопределенностей Эйнштейна.

Обратите внимание на то, что в случае открытых систем (неизолированных макрообъектов) возможно в принципе как возрастание, так и убывание и сохранение энтропии:

, или = 0, или < 0, то есть взаимопроникновение порядка и хаоса. В закрытых системах при необратимых процессах действует принцип возрастания энтропии. Таким образом, в общем случае необходимо опираться на статистические закономерности, что позволяет говорить и о статистической термодинамике и статистических законах макросостояния.

2.25. Статистические законы макросостояния, указанные в левой колонке, приведите в соответствие с их физическим смыслом, сформулированным в правой колонке.

А. Энтропия макросостояния пропорциональна числу микро-состояний, с помощью которых реализуется данное макросостояние (термодинамической вероятности или статистическому весу макросостояния). Энтропия выступает в качестве меры беспорядка.

Б. Средний радиус «миграции» броуновской частицы пропорционален корню квадратному из времени «миграции». В. Вероятность распределения микросостояний по группам с различной энергией (распределение Гиббса). Г. Распределение молекул газа по абсолютным значениям их скоростей (распределение Максвелла). Д. Распределение молекул газа по высоте в однородном поле тяжести (распределение Больцмана).

2.26. В рамках физики Вселенной (мегамира) выделите объекты, из приведенных ниже, относящиеся к космическим телам (1) и диффузной материи (2).

А. Метагалактики. Б. Газово-пылевые туманности. В. Разобщенные молекулы и атомы. Г. Галактики. Д. Звезды. Е. Разобщенные реальные и виртуальные космические элементарные частицы. Ж. Радиоизлучение. З. Планеты. И. Спутники планет. К. Астероиды. Л. Реликтовое излучение фотонов и нейтрино. М. Кометы.

2.27. В рамках концепции «стрел времени», описывающей необратимую глобальную эволюцию от прошлого к будущему, постройте «древо» эволюции мира на основе отмеченных ниже стрел времени (каждая последующая должна входить в предыдущую).

А. Биологическая стрела времени. Б. Космогоническая (солнечно-планетная) стрела времени. В. Космологическая стрела времени. Г. Звездно-галактическая стрела времени. Д. Геохронологическая стрела времени.

2.28. На основе эмпирического соотношения Хаббла: V=HR,

(V – скорость удаления галактик друг от друга; R – межгалактические расстояния; H – постоянная Хаббла, задающая критическую плотность) и превышения энтропии излучения над энтропией вещества S_изл.>>S_вещ., отберите модель Вселенной, в которой мы живем, из моделей, приведенных ниже.

А. Сжимающаяся Вселенная. Б. Вселенная не претерпевает эволюции. Изменяться могут отдельные космические объекты, но не мир в целом. В. Вселенная расширяется, и окружающая нас часть Вселенной еще очень далека от своего максимального неупорядоченного (равновесного) состояния, соответствующего полному коллапсу.

2.29. В рамках стандартной модели эволюции на космологическом уровне основным этапам космической шкалы времени, указанным в левой колонке, приведите соответствующие им процессы, описанные в правой колонке.

Этапы	Характерные процессы
Название	Космическое время	Тем-пера-тура (К)
1. Начальное состояние Вселенной - сингулярность			А. Большой взрыв: от первоначального сингулярного состояния Вселенная перешла к расширению (13.7 млрд. лет назад). В результате Большого взрыва образовалась не только материя, но и само пространство – время. Б. Рождение элементарных частиц, во Вселенной доминирует излучение; установление числа барионов, возникновение асимметрии между материей и антиматерией; аннигиляция протон-антипротонных пар; аннигиляция электрон-позитронных пар; становление первоначального химического состава Вселенной (ядер водорода – 70%, ядер гелия (α-частиц) – 30%); во Вселенной начинает доминировать вещество, состоящее из нейтральных атомов водорода, дейтерия и гелия с небольшой примесью молекул водорода; отделение излучения от вещества. В. Создание неустойчивой относительно флуктуаций плотности за счёт гравитационного взаимодействия в неравновесной смеси газов из нейтральных атомов и фотонов. Гравитационному коллапсу (полному сжатию) препятствует вращение и внутреннее давление, причем до отделения излучения от вещества силы давления излучения превышали гравитационные. Критический размер и масса объекта, для которого обе силы (гравитации и давления) уравновешиваются, называются длиной и массой Джинса. Если исходный размер тела превосходит длину Джинса, то, в конце концов, должна наблюдаться его фрагментация. Если же этот размер меньше длины Джинса, то объект должен коллапсировать как целое. Образование иерархической структуры Вселенной– галактик, их скоплений, с одной стороны, и звезд, шаровых скоплений, планет и т.п. с другой – обусловлено флуктуациями плотности описываемого однородного шара, имеющими различную природу. По современным представлениям, центральным объектом структуры Вселенной являются галактики, масса которых эквивалентна в среднем ста миллиардам масс Солнца. К числу таких объектов относится и наша Галактика – Млечный путь. Формирование галактик сопровождалось возникновением и эволюцией звезд различных масс, в которых путем различного вида ядерных реакций создавались в различных пропорциях легкие, средние и тяжелые элементы.-
2. Этап первичного синтеза включает в себя следующие эпохи:
а) Планка;	10^-43 с	10³²
б) барионов;	10^-35 с	10²⁸
в) адронов;	10^-6 с	10¹⁴
г) лептонов;	10^-3 с	10¹²
д) синтеза ядер;	100 с
е) вещества (синтеза атомов);	10 ⁴ лет
ж) прозрачной Вселенной. 3. Этап формирования галактик, в том числе и нашей галактики, включающий в себя следующие события:	3·10⁵ лет
а) начало образования галактик;	1-2 млрд. лет
б) галактики начинают образовывать скопления;	3 млрд. лет
в) сжатие нашей протогалактики;	4 млрд. лет
г) образование звезд;	4,1 млрд. лет
д) образование межзвездного облака, давшего начало Солнечной системе;	9,0 млрд. лет
е) образование планет.	9,1 млрд. лет	2,7

Примечание. Подтверждение стандартной модели эволюции Вселенной:

· Расширение Вселенной – разбегающиеся галактики (красное смещение).

· Реликтовое излучение фотонов и нейтрино, образовавшихся в ранней горячей стадии расширения Вселенной.

· Модель Галактики и Метагалактики.

2.30. Каждому из видов звезд, указанному в левой колонке, подберите соответствующие им характеристики, приведенные в правой колонке.

1. Красные карлики 2. Красные гиганты. 3. Белые карлики. 4. Черные дыры. 5. Нейтронные. 6. Пульсары. 7. Квазары.	А. Звезды, диаметр которых в 2-3 раза меньше диаметра Солнца, их средняя плотность в 4-5 раз больше плотности Солнца; Б. Электронные постзвезды: масса такого типа звезды порядка массы Солнца, а радиус – 0,01 радиуса Солнца; плотность 10 г/см³. Светимость 10^-4 светимости Солнца.
В. Пульсирующие космические источники радио-, оптического, рентгеновского и гамма-излучений. У радиопульсаров (быстро-вращающихся нейтронных звезд) периоды импульсов – 0,03-4с; у рентгеновских пульсаров (двойных звезд, где к нейтронной звезде перетекает вещество от второй, обычной звезды) периоды составляют несколько секунд и более.
Г. Звезды большой светимости: диаметр их в сотни раз больше диаметра Солнца; плотность в тысячи раз меньше плотности воздуха.
Д. Звезды, сжатые до величины гравитационного радиуса (для Земли величина гравитационного радиуса равна 1 см, для Солнца – 3 км). В них вещество находится в состоянии сингулярности (плотность выше 10⁷⁴ г/см³). Черная дыра имеет и другие названия: «коллапсар», «флуктуар», «сток», «застывшая звезда», «гравитационная могила».
Е. Звезды, состоящие из огромного сгустка нейтронов; силы гравитации разрушили в них сложные ядра, и вещество снова стало состоять из отдельных элементарных частиц. Масса их близка к массе Солнца, радиус 1/50000 от солнечного (10-30 км), плотность до 100 млн. т/см³.
Ж. Квазизвездные источники радиоизлучения; космические объекты чрезвычайно малых угловых размеров. Отдаленность от Солнца несколько тысяч мегапарсек. Это образования окраин Вселенной. Они излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики. Масса ядра 10³-10⁹ масс Солнца; размеры 10¹⁶-10¹⁷ см.

2.31. Среди вариантов развития эволюции звезд выберите вариант, характеризующий эволюцию звезд с массой, близкой к массе Солнца.

Эволюция звезд

(варианты развития)

2.32. Случайные задержки на пути развития Вселенной, предложенные известным американским физиком Ф. Дайсоном в 1971 г., приведенные ниже, представьте в иерархической последовательности эволюции галактик (1), звезд (2) и планеты Земля (3).

А. Обусловлена особенностями образования ядер химических элементов и соответствующим преобладанием ядер относительно легких элементов над ядрами массивных (тяжелых) элементов (массивнее ядра железа).

Б. Обусловлена наличием собственного момента системы, за счет чего быстро вращающиеся, протяженные объекты, не в состоянии сразу сколлапсировать, а дробятся на части при сохранении исходных размеров.

В. Связана с термоядерным синтезом в звездах, причем фактически процесс слияния протонов идет за счет слабого взаимодействия, т.е в 10¹⁸ раз медленнее, чем если бы он осуществлялся за счет сильного взаимодействия.

12 3 4 5 Следующая ⇒