Контрольная работа по дисциплине "Концепции современного естествознания"

     «Если мы примем эту среду в качестве гипотезы, я считаю, что она должна занимать выдающееся место в наших  исследованиях и что нам следовало  бы попытаться сконструировать рациональное представление о всех деталях  ее действия, что и было моей постоянной целью в этом трактате».

       Обосновав теорию диэлектриков, Максвелл переносит ее понятия  с необходимыми поправками на  магнетизм и создает теорию  электромагнитной индукции. Все  свое теоретическое построение  он резюмирует в нескольких  уравнениях, ставших теперь знаменитыми: в шести уравнениях Максвелла.

       Эти уравнения сильно отличаются  от обычных уравнений механики - они определяют структуру электромагнитного  поля. В то время как законы  механики применимы к областям  пространства, в которых присутствует  материя, уравнения Максвелла применимы для всего пространства независимо от того, присутствуют или не присутствуют там тела или электрические заряды. Они определяют изменения поля, тогда как законы механики определяют изменения материальных частиц. Кроме того, Ньютоновская механика отказалась, как мы уже говорили в гл. 6, от непрерывности действия в пространстве и времени, тогда как уравнения Максвелла устанавливают непрерывность явлений. Они связывают события, смежные в пространстве и во времени: по заданному состоянию поля «здесь» и «теперь» мы можем вывести состояние поля в непосредственной близости в близкие моменты времени. Такое понимание поля абсолютно согласуется с идеей Фарадея. но находится в непреодолимом противоречии с двухвековой традицией. Поэтому нет ничего удивительного в том, что оно встретило сопротивление.

       Возражения, которые выдвигались  против теории электричества  Максвелла, были многочисленны  и относились как к фундаментальным  понятиям, положенным в основу  теории, так и, может быть в  еще большей степени, к той слишком свободной манере, которой Максвелл пользуется при выводе следствий из нее. Максвелл шаг за шагом строит свою теорию с помощью «ловкости пальцев», как удачно выразился Пуанкаре, имея в виду технологические натяжки, которые иногда позволяют себе ученые при формулировке новых теорий. Когда в ходе аналитического построения Максвелл наталкивается на очевидное противоречие, он, не колеблясь, преодолевает era с помощью обескураживающих вольностей. Например, ему ничего не стоит исключить какой-нибудь член, заменить неподходящий знак выражения обратным, подменить значение какой-нибудь буквы. На тех, кто восхищался непогрешимым логическим построением электродинамики Ампера, теория Максвелла должна была производить неприятное впечатление. Физикам не удалось привести ее в стройный порядок, т. е. освободить от логических ошибок и непоследовательностей. Но. с другой стороны, они не могли отказаться от теории, которая, как мы увидим в дальнейшем, органически связывала оптику с электричеством. Поэтому в конце прошлого века крупнейшие физики придерживались тезиса, выдвинутого в 1890 г. Герцем: раз рассуждения и подсчеты, с помощью которых Максвелл пришел к своей теории электромагнетизма, полны ошибок, которые мы не можем исправить, примем шесть, уравнений Максвелла как исходную гипотезу, как постулаты, на которые и будет опираться вся теория электромагнетизма. «Главное в теории Максвелла - это уравнения Максвелла», - говорит Герц. ( № 1, С. 201 – 215) 

     Электромагнитная  теория света

     В найденную Вебером формулу для силы взаимодействия двух электрических зарядов, перемещающихся относительно друг друга, входит коэффициент, имеющий смысл некоторой скорости. Величину этой скорости сам Вебер и Кольрауш определили экспериментально в работе 1856 г., ставшей классической; эта величина получалась несколько больше скорости света. В следующем году Кирхгоф» из теории Вебера вывел закон распространения электродинамической индукции по проводу: если сопротивление равно нулю, то скорость распространения электрической волны не зависит от сечения провода, от его природы и плотности электричества и почти равна скорости распространения света в пустоте. Вебер в одной из своих теоретико-экспериментальных работ 1864 г. подтвердил результаты Кирхгофа, показав, что постоянная Кирхгофа количественно равна числу электростатических единиц, содержащихся в электромагнитной единице, и заметил, что совпадение скорости распространения электрических волн и скорости света можно рассматривать как указание на наличие тесной связи между двумя явлениями. Однако, прежде чем говорить об этом, сначала следует точно выяснить, в чем истинный смысл понятия скорости распространения электричества: «а смысл этот, - меланхолически заключает Вебер, - представляется вовсе не таким, чтобы вызывать большие надежды».

       У Максвелла же, как раз не было никаких сомнений, возможно потому, что он находил поддержку в идеях Фарадея относительно природы света.

     «В  различных местах этого трактата, - пишет Максвелл, приступая в  XX главе четвертой части к изложению электромагнитной теории света, - делалась попытка объяснения электромагнитных явлений при помощи механического действия, передаваемого от одного тела к другому при посредстве среды, занимающей пространство между этими телами. Волновая теория света также допускает существование какой-то среды. Мы должны теперь показать, что свойства электромагнитной среды идентичны со свойствами светоносной среды...

       Мы можем получить численное  значение некоторых свойств среды,  таких, как скорость, с которой  возмущение распространяется через нее, которая может быть вычислена из электромагнитных опытов, а также наблюдена непосредственно в случае света. Если бы было найдено, что скорость распространения электромагнитных возмущений такова же, как и скорость света, не только в воздухе, но и в других прозрачных средах, мы получили бы серьезное основание для того, чтобы считать свет электромагнитным явлением, и тогда сочетание оптической и электрической очевидности даст такое же доказательство реальности среды, какое мы получаем в случае других форм материи на основании совокупности свидетельств наших органов чувств».

       Как и в первой работе 1864 г., Максвелл исходит из своих  уравнений и после ряда преобразований  приходит к выводу, что в пустоте  поперечные токи смещения распространяются  с той же скоростью, что и свет, что и «представляет собой подтверждение электромагнитной теории света», - уверенно заявляет Максвелл.

       Затем Максвелл изучает более  детально свойства электромагнитных  возмущений и приходит к выводам,  сегодня уже хорошо известным:  колеблющийся электрический заряд создает переменное электрическое поле, неразрывно связанное с переменным магнитным полем; это представляет собой обобщение опыта Эрстеда. Уравнения Максвелла позволяют проследить изменения поля во времени в любой точке пространства. Результат такого исследования показывает, что в каждой точке пространства возникают электрические и магнитные колебания, т. е. интенсивность электрического и магнитного полей периодически изменяется; эти поля неотделимы друг от друга и поляризованы взаимно перпендикулярно. Эти колебания распространяются в пространстве с определенной скоростью и образуют поперечную электромагнитную волну: электрические и магнитные колебания в каждой точке происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

       Среди многих частных следствий,  вытекающих из теории Максвелла,  упомянем следующие: особенно  часто подвергавшееся критике  утверждение о том, что диэлектрическая  постоянная равна квадрату показателя  преломления оптических лучей  в данной среде; наличие светового давления в направлении распространения света; ортогональность двух поляризованных волн - электрической и магнитной. (№ 3, С. 56 – 62) 
 

     Физиология  основных систем человека 

     Физиология (от греч. φύσις — природа и греч. λόγος — знание) — наука о закономерностях функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации, о пределах нормы жизненных процессов  и болезненных отклонений от неё.

     Физиология  представляет собой комплекс естественнонаучных дисциплин, изучающих как жизнедеятельности целостного организма, так и отдельных физиологических систем и процессов, органов, клеток, клеточных структур. Как важнейшая синтетическая отрасль знаний физиология стремится раскрыть механизмы регуляции и закономерности жизнедеятельности организма, его взаимодействия с окружающей средой.

       Физиология изучает основное  качество живого — его жизнедеятельность,  составляющие её функции и  свойства, как в отношении всего  организма, так и в отношении  его частей. В основе представлений  о жизнедеятельности находятся знания о процессах обмена веществ, энергии и информации. Жизнедеятельность направлена на достижения полезного результата и приспособления к условиям среды.

     Анатомия  и физиология  относятся к биологическим  наукам, они являются основными дисциплинами при теоретической и практической подготовке биологов и медицинских работников. В то же время каждый грамотный человек хотя бы в общих чертах должен знать о строении и основных функциях своего тела, своего организма и отдельных его органах. Такого рода знания могут оказаться весьма полезными, если в непредвиденных обстоятельствах потребуется оказать экстренную помощь пострадавшему. Поэтому уже в школьные годы, наряду с биологией -  наукой о всем живом, изучаются анатомия и физиология человека как представителя животного мира, занимающего в нем особое место. Человек отличается от животного не только своим более совершенным строением, но и развитием мышления, наличием членораздельной речи, интеллектом, которые определяются комплексом социальных условий жизни, общественными взаимоотношениями, общественно- историческим опытом. Труд и социальная среда изменили биологические особенности человека.  

       Таким образом, анатомия и физиология  являются частью биологии, как  и человек - частью животного  мира.

     Анатомия  человека – это наука о формах и строении, происхождении и развитии человеческого организма. Анатомия изучает внешние формы и пропорции тела человека, его частей, отдельные органы, их конструкцию, микроскопическое и ультрамикроскопическое строение. Анатомия рассматривает строение тела человека, его органов и различные периоды жизни, от внутриутробного периода и до старческого возраста, исследует особенности организма в условиях воздействия внешней среды.

     Физиология  изучает функции живого организма, его органов и систем, клеток и клеточных ассоциаций, процессы их жизнедеятельности. Физиология исследует функциональные взаимосвязи в теле человека в различные возрастные периоды и в условиях изменяющейся внешней среды.

       Современная анатомия и физиология  тщательно исследуют изменения и процессы, происходящие в организме человека в различные возрастные периоды.

       Раскрывая основные закономерности  развития человека в эмбриогенезе, а также детей в различные  возрастные периоды, анатомия  и физиология дают важный материал  для педагогов, психологов, воспитателей и гигиенистов.

       Эффективность воспитания и обучения  находится в тесной зависимости  от того, в какой мере учитываются  анатомо-физиологические особенности  детей и подростков. Особого внимания  заслуживают периоды развития, для которых характерна наибольшая восприимчивость к воздействиям тех или иных факторов, а также периоды повышенной чувствительности и пониженной сопротивляемости организма.   

       Знания возрастных анатомо –  физиологических особенностей необходимо  при физическом воспитании, для определения эффективных методов обучения. ( № 2, с. 100-115) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  использованной литературы

1. Горбачев В.В. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студентов ВУЗов/ В.В. Горбачев. – 3-е изд., перераб. – М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2008. – 704 с.: ил.
2. Стрельник О.Н. Концепции современного естествознания: конспект лекций. – М.: Юрайт – Издат, 2007. – 224 с. – (Хочу все сдать!)
3. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд. 5-е. – Ростов н/Д.: Феникс, 2008. – 478 с. – (Высшее образование)