Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

М.И. Лесовская, С.С. Юферев

КОНЦЕПЦИИ

СОВРЕМЕННОГО

ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

студента ____________________________________________________

Ф.И.О.

институт ___________________________________ группа _______

название института № группы

форма обучения ______________________________________________

очная, заочная

направление подготовки, профиль ______________________________

Красноярск 2014

Рецензент

М.М. Тарских, доктор. мед. наук, доц. каф. физиологии человека и методики обучения

биологии Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева

Лесовская, М.И.

Концепции современного естествознания: рабочая тетрадь / М.И. Лесовская, С.С. Юферев; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2014. - 67 с.

Рабочая тетрадь адресована студентам, обучающимся по направлению подготовки 44.03.04 - Профессиональное обучение (по отраслям) для методического сопровождения дисциплины «Концепции современного естествознания». Рабочая тетрадь предназначена для самостоятельной работы и рубежного контроля в течение семестра в соответствии с требованиями ФГОС ВПО, определяющего важное место естественнонаучных компетенций в подготовке специалистов аграрного сектора экономики.

© Лесовская М.И., С.С. Юферев 2014

© ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет», 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………….

4

ВХОДНОЙ МОДУЛЬ.

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЙ КРУГОЗОР…………...

6

Работа 1. Естественнонаучный минимум……………………………………………………..

6

Работа 2. Входной тест ………………………………………………………………………...

7

Работа 3. Карточка каталога «Естествознание в лицах» …………………………………….

10

Работа 4. Основные термины и понятия естествознания …………………………………...

12

БАЗОВЫЙ МОДУЛЬ I.

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКАЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

14

Работа 5. Основные концепции современного естествознания……………………………..

14

Работа 6. По страницам научно-популярной прессы……………..……….…………………

16

БАЗОВЫЙ МОДУЛЬ II.

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

26

Работа 7. Экспериментальное определение содержания крахмала в картофельных клубнях с помощью закона Архимеда.……………………………………………………………..

26

Работа 8. Определение хронобиотипа своего организма ……………………………………

27

Работа 9. Определение длительности индивидуальной минуты (ИМ) …………………….

30

Работа 10. Демонстрационные эксперименты……………………………………………….

31

Работа 11. Решение расчетных задач.………..…..….………..…..…………………………...

34

Работа 12. Решение ситуативных задач……………………………………….........................

38

Работа 13. В мире великих идей………………………………..……………………………...

46

ИТОГОВЫЙ МОДУЛЬ

ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

49

Работа 14. Подготовка рефератов и докладов ……………………………………………….

49

Работа 16. Варианты тест-тренажёров для подготовки к интернет-экзамен

52

Работа 17. Химические фокусы……………………………………..…………………………

58

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

61

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

64

ВВЕДЕНИЕ

Рабочая тетрадь предназначена для организации самостоятельной подготовки студентов по дисциплине «Концепции современного естествознания». Материал рабочей тетради не дублирует содержание лекций, а дополняет и расширяет границы дисциплины для практического приложения знаний, полученных в ходе аудиторных занятий и самоподготовки.

Материал рабочей тетради соответствует требованиям ФГОС ВПО по направлению 051000.62 - Профессиональное обучение (по отраслям) и побран с целью помочь бакалавру профессионального обучения по профилю Экономика и управление приобрести такие ключевые компетенции, как: целостное представление о картине мира, ее научных основах (ОК-14); умение выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессионально-педагогической деятельности (ОК-16); готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессионально-педагогической деятельности (ОК-17); владение процессом творчества (поиск идей, рефлексия, моделирование и др.) (ОК-28) и системой эвристических приемов (ОК-29).

Рабочая тетрадь является методическим инструментом для содействия формированию у студентов научного мировоззрения, систематизации имеющихся знаний на основе концепций современного естествознания, тренировке умений применять теоретические знания в практической жизни для успешной адаптации к меняющимся условиям окружающего мира.

В целом материал рабочей тетради направлен на формирование таких качеств выпускника, как широкий кругозор, гибкость мышления, умение ориентиро­ваться в огромном потоке информации. Студент должен понимать смысл терминов и понятий, знать историю формирования современной естественнонаучной картины мира, уметь объяснять прикладное значение важнейших достижений естественных наук. Эти компетенции необходимы для человека не только в его профессии, но и в других сферах жиз­ни, они высоко значимы для личности, социума и государ­ства, поскольку высшей целью обучения являются грамотный образ мышления, построенный на научном фундаменте, а также сопутствующее нравственное воспитание, поскольку «кто успевает в науках, но отстаёт в нравах, тот больше отстаёт, чем успевает» (средневековая максима).

Для получения допуска к промежуточной аттестации (экзамен по данной дисциплине) студент предъявляет преподавателю заполненную рабочую тетрадь в качестве отчёта о выполненной самостоятельной работе.

ВХОДНОЙ МОДУЛЬ

Работа 1. Стартовый естественнонаучный минимум

а) Кратко охарактеризовать содержание соответствующего закона естествознания.

Закон Архимеда

Первый закон Менделя

Второй закон Менделя

Третий закон Менделя

Закон Моргана

Закон Мюллера-Геккея

Первый закон Ньютона

Второй закон Ньютона

Третий закон Ньютона

Закон Ома

Закон Ломоносова-Лавуазье

Закон Эйнштейна

Закон Вавилова

Закон Либиха

Закон экологической

пирамиды

б) Кратко раскрыть содержание соответствующего термина.

БАЙТ

БАРРЕЛЬ

ЗОЛОТНИК

ЙОТА

КАРАТ

КИЛОГРАММ

КРАТЕР

КРИТЕРИЙ

СТЬЮДЕНТА

ЛАЗЕР

МЕТР

ПИНТА

ПРИСТАВКИ И

МНОЖИТЕЛИ

Экса

Э

атто

а

Пета

П

фемто

ф

Тера

Т

пико

п

Гига

Г

нано

н

Мега

М

микро

мк

Кило

к

милли

д

Гекто

г

санти

с

Дека

да

деци

м

СКРУПУЛА

УНЦИЯ

Работа 2. Входной тест

Задание. Письменно ответить на задания входного теста. Верных ответов может быть больше одного.

Термин «азот» в переводе с греческого языка означает:

а)

безжизненный

b)

необходимый для жизни

c)

живучий

d)

нет верного ответа

Воздух - это:

а)

чистый кислород

b)

смесь газов и примесей

c)

смесь газов с преобладанием кислорода

d)

смесь газов с преобладанием азота

Углекислый газ:

а)

не поддерживает горение

b)

легче

кислорода

c)

при нагревании расширяется

d)

поддерживает горение

При дыхании живые существа поглощают из воздуха:

а)

углекислый газ

b)

воздух

c)

кислород

d)

азот

Почему подпрыгивает надутый воздухом мяч?

а)

мягкий

b)

имеет постоянную форму

c)

сжимаем и упруг

d)

нет верного ответа

Звёзды и Луна светят:

а)

только ночью

b)

только днём

c)

и днём, и ночью

d)

нет верного ответа

Наша Галактика называется:

а)

Андромеда

b)

Млечный Путь

c)

Пегас

d)

нет верного ответа

Квант - это:

а)

неделимая порция

b)

делимая порция

c)

атом

d)

электрон

К элементарным частицам относится:

а)

молекула

b)

атом

c)

протон

d)

квант

Возникновение Вселенной описывает теория под названием:

а)

«Большой Взрыв»

b)

«Тепловая смерть»

c)

«Сотворение Мира»

d)

«Расширение

с ускорением»

Наносистемы объединяют частицы, величина которых (м) составляет:

а)

10^-12

b)

10³

c)

10^-9

d)

10⁶

Термин «интеграция» обозначает:

а)

разделение

b)

равенство

c)

объединение

d)

связь

Вечный двигатель - устройство, которое:

а)

давно изобретено

b)

никогда не будет изобретено

c)

пока не изобретено

d)

нет верного ответа

К явлениям самоорганизации можно отнести возникновение:

а)

циклонов

в атмосфере

b)

пустыни в результате деятельности человека

c)

морозных узоров на оконном стекле

d)

торфяников

Клонирование - это:

а)

создание генетических копий клетки или организма

b)

вид бесполого размножения

клеток

c)

расшифровка генотипа клетки или организма

d)

вид пластической операции

Атеросклероз обусловлен отложением внутри кровеносных сосудов:

а)

холестерина

b)

белка

c)

солей железа

d)

антиоксидантов

Для лечения вирусных заболеваний используют:

а)

УФ-облучение

b)

антибиотики

c)

аспирин

d)

вакцину

Предельная скорость передачи информации - это скорость:

а)

света

b)

звука

c)

свиста

d)

нет верного ответа

Измерить количество информации:

а)

нельзя

b)

можно, в страницах

c)

можно,

в битах

d)

можно,

в калориях

Эмпирическим материалом для открытия законов наследования генов служил:

а)

овёс

b)

рапс

c)

горох

d)

нет верного ответа

Образование органических веществ живыми растительными клетками - это:

а)

метаболизм

b)

фотосинтез

c)

транскрипция

d)

кодирование

Энергия Солнца поддерживается за счет процессов:

а)

водородного синтеза

b)

холодного синтеза

c)

водородного распада

d)

термоядерного синтеза

Моменту рождения Вселенной соответствует точка:

а)

сингулярности

b)

регулярности

c)

полярности

d)

нет верного ответа

Наше Солнце - это:

а)

пульсар

b)

планета

c)

квазар

d)

звезда

Для гравитации не являются характерным силы:

а)

отталкивания

b)

притяжения

c)

инерции

d)

нет верного ответа

Гомеостаз - это состояние:

а)

устойчивого равновесия

b)

динамического равновесия

c)

необратимых изменений

d)

нет верного ответа

Гомеопатия - это:

а)

шарлатанские методы воздействия на пациентов

b)

лечение по принципу

подобия

c)

шоковая

терапия

d)

закаливание

Изобретателем динамита является:

а)

Д.И. Менделеев

b)

А.Нобель

c)

М.В. Ломоносов

d)

Конфуций

Мимикрия - это проявление:

а)

внешнего сходства неродственных видов для защиты от хищников

b)

генетического сходства организмов для защиты от хищников

c)

генетического различия родственных организмов

d)

нет верного ответа

Вакуум - это:

а)

абсолютная пустота

b)

космос

c)

энергетический максимум поля

d)

энергетический минимум поля

В современной квантовой теории термин «поле» обозначает систему:

а)

с переменным числом частиц (квантов)

b)

множества частиц (корпускул)

c)

с постоянным числом частиц (квантов)

d)

множества волн

Понятие «квантовые числа» выражает:

а)

число элементарных частиц

b)

состояние элементарных частиц

c)

число квантов

d)

нет верного ответа

Работа 3. Карточка каталога «Естествознание в лицах»

Результаты науки направлены на улучшение качества жизни и духовный рост людей. Поэтому история науки всегда переплетена с биографиями выдающихся учёных. Понять логику развития любой науки, а тем более социально ориентированной экологии, невозможно без знакомства с жизнеописанием блестящих профессионалов в этой области знания.

Задание. Составить не менее одной карточки для каталога «Естествознание в лицах» по приведённому ниже образцу (рис. 1). Обязательные рубрики карточки: «Персона», «Краткая биография», «Научный вклад»; «Основные труды».

Карточка оформляется на листе бумаги (формат А4, вертикальная вёрстка, шрифт Times New Roman 12, интервал одинарный, все поля 2 см) в двух экземплярах, один из которых вклеить в рабочую тетрадь, второй сдать преподавателю.

Рис. 1. Карточка каталога «Естествознание в лицах»

Карточка каталога

«ЭКОЛОГИЯ В ЛИЦАХ»

Составитель: студент гр. ___________________________________

Ф.И.О.

Дата:

Персона

Коммонер Барри (28 мая 1917 г., Бруклин, США - 30 сентября 2012 г., США)

Краткая биография

Родился в Бруклине в семье эмигрантов из России; племянник переводчика и исследователя классической русской прозы, декана славянского отдела Нью-Йоркской публичной библиотеки Аврама Ярмолинского (1890-1975). Его отец, Исидор Коммонер (Исаак Коменар, 1883-1971), был портным из Кишинева, он ослеп, когда его сын был ребенком); мать, Голда Ярмолинская, была домохозяйкой.

Барри окончил университет штата Колумбия со степенью бакалавра. В 1938 г. получил магистерскую степень, в 1941 г. - докторскую. Во время Второй мировой войны служил на флоте в звании лейтенанта. После войны переехал в Сент-Луис, где в течение 34 лет преподавал физиологию растений в университете.

В конце пятидесятых приобрел известность как противник ядерных испытаний. Написал несколько книг об опасности подобных испытаний для экосистемы Земли.

После неудачной попытки баллотироваться в президенты США, Коммонер переехал в Нью-Йорк, где занял должность руководителя Центра биологии и природных систем (Center for the Biology of Natural Systems) при Королевском Колледже (Queens college).

Научный вклад

Основные труды

Исходя из представления об экологии как «экономике природы», сформулировал четыре закона экономики природопользования:

1. Все связано со всем - отражен экологический принцип холизма (целостности), он основан на законе больших чисел.

2. Все должно куда-то деваться - о необходимости замкнутого круговорота веществ и обеспечения стабильного существования биосферы.

3. Природа знает лучше - сближение с природой означает необходимость осторожного, уважительного и грамотного обращения с природными системами.

4. Ничто не дается даром - о том, что каждое новое достижение неизбежно сопровождается утратой чего-то прежнего.

Коммонер Барри.

Замыкающийся круг. - М.: Гидрометеоиздат, 1974. -280 с.

Коммонер Барри.

Технология прибыли. - М.: 1976. - 114 с.

Работа 4. Основные термины и понятия естествознания

Задание. Составить краткий словарик терминов по дисциплине.

АБСОЛЮТНОЕ

АДСОРБЦИЯ

АНАЛИЗ

АНТРОПОГЕНЕЗ

АНТРОПОИДЫ

АТОМ

БАКТЕРИИ

БЕЛКИ

БИОЛОГИЯ

БИОСФЕРА

БЛИЗКОДЕЙСТВИЕ

ВАКУУМ

ВЕРИФИКАЦИЯ

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ

ВИРУС

ВОЛНЫ МАТЕРИИ

ГЕЛИОЦЕНТРИЗМ

ГЕН

ГЕНЕЗИС

ГЕНОМ

ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СРЕДА

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ДЕТЕРМИНИЗМ

ГЕОПОЛИТИКА

ГЕОЦЕНТРИЗМ

ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ

ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕ

ДЕДУКЦИЯ

ДИСКРЕТНОСТЬ

ДИФРАКЦИЯ

ЕВГЕНИКА

ЕСТЕСТВЕННАЯ СРЕДА

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

ЖИВАЯ МАТЕРИЯ

ЗАКОН

ИЗОТРОПНОСТЬ

ИНВАРИАНТНОСТЬ

ИНДУКЦИЯ

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

КАТАЛИЗ

КВАНТ

КВАРК

КЛЕТКА

КОНТИНУАЛЬНОСТЬ

КОНТИНУУМ

КОНЦЕПЦИЯ

КОРПУСКУЛА

КОСМОГОНИЯ

КОСМОЛОГИЯ

КОСМОС

КУЛЬТУРА

МЕТАНОКОККИ

МЕТОД

НАУКА

НАУЧНАЯ

РЕВОЛЮЦИЯ

НЕЕВКЛИДОВА ГЕОМЕТРИЯ

НЕЙТРОН

НЕЛИНЕЙНОСТЬ

НООСФЕРА

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

ОБЩЕСТВОЗНАНИЕ

ОКЕАНИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

ОНТОГЕНЕЗ

ПАРАДИГМА

ПРОКАРИОТЫ

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ КОНТИНУУМ

ПРОТОН

СИНЕРГЕТИКА

СИНТЕЗ

СООТВЕТСТВИЯ ПРИНЦИП

БАЗОВЫЙ МОДУЛЬ I.

Работа 5. Основные концепции современного естествознания

Задание 1. Установить стрелками соответствие между формулировкой и содержанием основных концепций современного естествознания.

Название

Содержание

Концепция

синергетики

1

А

Концепция радиоактивности (Дж. Томсон, XIX в.; Э. Резерфорд, XX в.; А. Беккерель, XX в.;, П. и М. Кюри, XX в.).

Концепция корпускулярно-волнового дуализма (М. Планк, ХХ в.). Фотонная теория (А. Эйнштейн, ХХ в.) Планетарная модель атома (Н. Бор, ХХ в.). Теория квантовой механики (В. Гейзенберг, ХХ в.).

Концепция

глобального эволюционизма

2

В

Корпускулярная концепция. Дискретное строение материи. Античный атомизм (все тела состоят из атомов). Механическая картина мира. Описание природы на основе физических и геометрических характеристик Закон инерции, обоснование гелиоцентрической системы Н. Коперника (Г. Галилей, XVI в.).

Концепция дуальности (независимости) мышления и материи, идея рационального познания мира (Р. Декарт, XVII в.). Научная теория земной и небесной механики, корпускулярная теория света (И. Ньютон, XVII в.). Волновая теория света (Х. Гюйгенс, XVII в.). Концепция поля. Электромагнитная теория (М. Фарадей, XVIII в. Дж. Максвелл, XIX в., Г. Герц, XIX в.).

Концепции

классического естествознания:

устройство макромира

3

С

Существование Вселенной и порождаемых ею систем вне развития, эволюции невозможно. Это означает признание принципиального единства мира, возникшего и существующего в ходе универсального процесса, начатого Большим Взрывом, а также признание историчности, т.е. принципиально незавершённости настоящей и любой другой картины мира. Развитие общества меняют стратегию научного поиска и отношение человека к миру.

Концепции

современной физики:

устройство макромира

4

D

Вселенная нестационарна. Процессы разрушения и созидания во Вселенной равноправны. Процессы усложнения (нарастания упорядоченности) имеют единый алгоритм независимо от природы систем, в которых они осуществляются. Возникла синергетика (Г. Хакен), неравновесная термодинамика (И.Р. Пригожин). Объектом синергетики могут быть системы а) открытые; б) сильно неравновесные. Динамика таких систем включает две фазы: а) плавное эволюционное развитие, приводящее к точке бифуркации; б) одномоментный выход из критического состояния в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.

Концепции

современной астрофизики:

устройство

мегамира

5

Е

Измерение пространства и времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной.

Концепция пространственно-временного континуума. Основное уравнение тяготения было выведено А. Эйнштейном (1917) в рамках общей теории относительности. Уравнение имеет много решений, что обусловливает множественность моделей Вселенной. Теория расширяющейся Вселенной (В. де Ситтер, 1917; эмпирическое подтверждение Э. Хаббла, 1927).

Теория Большого Взрыва (Г. Гамов, 1946).

Концепция стационарного состояния Вселенной

(ньютоновская космология)

6

F

Вселенная - это динамичная система, включающая планеты, звёзды, галактики, Метагалактику, излучения и диффузные образования. Космическое пространство не является пустым. В мегамире осуществляется гравитационное взаимодействие. Происхождение Солнечной системы описывают космогонические теории «туманной материи» Канта-Лапласа (XVIII в.), «катастрофическая теория» Дж. Джинса (ХХ в.), «теория захвата вещества» Х. Альфвена и Ф. Хойла (ХХ в.)

Современная

релятивистская

космология

7

G

Пространство и время Вселенной однородны, изотропны и абсолютны, т.е. не зависят от материальных объектов и процессов. Вселенная не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.

Концепции

современной химии

8

Н

Концепция живого вещества (В.И. Вернадский).

Концепция географического детерминизма. Океаническая концепция (Л.Н. Мечников).

Теория этногенеза и концепция пассионарности (Л.Н. Гумилёв). Концепция техносферы. Концепция взаимосвязи космоса и живой природы (А.Л. Чижевский, К.Э. Циолковский, Н.Ф. Фёдоров).

Концепции антропосоциогенеза. Теория эволюции человека. Концепция экологии человека.

Концепции

современной биологии

9

I

Концепция описания природы (К. Линней, XVIII в.).

Концепция биологической эволюции (Ч. Дарвин, 1859 г.).

Концепция биологии микромира (Г. Мендель, 1865 г.). Теория радиационной генетики (Н.В. Тимофеев-Ресовский, Н.П. Дубинин).

Теория клонирования и биоэтика.

Концепции

биосферы и ноосферы

10

J

Концепция состава вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов (Д.И. Менделеев, 1869). Атомы и молекулы как единая квантово-механическая система.

Концепция структурной химии. Теория валентности (Ф.А. Кекуле, 1857) теория химического строения (А.М. Бутлеров, 1861).

Концепция химической кинетики (Я.Х. Вант-Гофф, 1854; А. Ле-Шателье, 1884).

Концепция эволюционной химии. Теория биокатализа (Й.Я. Берцелиус, 1837). Теория цепных процессов (Н.Н. Семёнов, 1928). Теория нестационарной кинетики (Г.К. Боресков, 1970).

Работа 6. По страницам научно-популярной прессы

Задание. Прочитайте фрагменты из научно-популярных статей и ответьте на вопросы.

Фрагмент 1. «Никто не знает, каковы будут последствия повышения атмосферной концентрации углекислого газа: человечество проводит неуправляемый эксперимент в масштабах планеты. Как известно, СО₂ способствует нагреванию атмосферы, что, в свою очередь, приводит к повышению уровня Мирового океана и увеличению кислотности воды».

Вопрос 1.

Ответ.

За счет чего повышается концентрация СО₂ в атмосфере?

Вопрос 2.

Ответ.

Способствует ли повышение концентрации СО₂ увеличению кислотности воды?

Вопрос 3.

Ответ.

Следует ли человечеству стремиться снизить до нуля содержание углекислого газа в атмосфере?

Фрагмент 2. «Ученые из Японии распознали фермент, который заставляет людей плакать, когда они режут лук. Это аллиназа. Удалив его, можно получить не раздражающий глаза лук, который по вкусу не будет отличаться от настоящего. Исследователи из Японии утверждают, что создать генетически модифицированный лук, в котором этот фермент отсутствует, будет несложно».

Вопрос 1.

Определите понятия «фермент» и «ген»?

Ответ.

Вопрос 2.

Как можно удалить фермент из лука средствами генной инженерии?

Ответ.

Фрагмент 3. На рис.1 - изображен график зависимости смертности куколок яблоневой плодожорки от двух факторов: влажности и температуры. Изучив его, ответьте на вопросы.

Рис. 1 - график зависимости смертности куколок яблоневой плодожорки

Вопрос 1.

Какой фактор будет ограничивающим в точке с координатами:

а)

влажность - 20%; температура - 25° С;

б)

влажность - 80%; температура - 2° С;

в)

влажность - 80%; температура - 40° С.

Ответ:

а)

б)

в)

Вопрос 2.

Каков оптимальный для вида диапазон температуры и влажности и пределы выносливости вида по температуре и влажности?

Ответ.

Вопрос 3.

Используя рисунок, решите, в каком из районов опасность размножения яблоневой плодожорки выше: в районе со средними летними температурами от 20 до 25 °С и относительной влажностью 70-90% или в районе со средними летними температурами от 30 до 35 °С и влажностью 35-40%.

Ответ.

Фрагмент 4. «Психологам известно, что маленькие мальчики тяготеют к мячам и машинкам, а девочки предпочитают кукол. Чем определяются такие склонности (культурой или врожденной биологией головного мозга), долгое время оставался без ответа. Исследователи повели эксперимент. Группе зеленых мартышек предлагали игрушки и измеряли время, которое животные проводили с тем или иным предметом». (Рис.2.)

Рис. 2 - Диаграмма эксперимента

Вопрос 1.

Рассмотрев диаграмму, дайте обоснованный ответ: чем, по вашему мнению, определяется выбор разных игрушек разнополыми мартышками?

Ответ.

Вопрос 2.

Можно ли сказать по результатам этого исследования, отраженным на диаграмме, что любая мартышка-самец предпочитает «мужские» игрушки?

Ответ.

Фрагмент 4. «Кукуруза была подвергнута в ряде компаний генетической модификации. В результате этого она приобрела способность вырабатывать белок Bt, который в природе производится почвенной бактерией Bacillus thuringiensis. Когда личинка европейского сверлильщика кукурузы (таково название специфического вредителя) съедает этот белок, повреждаются ее кишечные стенки, вследствие чего гусеница погибает от голода. Такая трансгенная кукуруза дает прирост урожая в 5-10% по сравнению с обычной кукурузой».

Вопрос 1.

С какой целью кукуруза была подвергнута генетической модификации?

Ответ

Вопрос 2.

В чем состоит генноинженерная операция, после которой растение начинает вырабатывать вещество, в естественных условиях производимое бактерией?

Ответ.

Фрагмент 5. На рис.3 - изображены опыты английского священника С. Хейлза. Ответьте на вопросы по этому рисунку.

Рис.3 - опыт английского священника

С. Хейлза

а)

Какой факт обнаруживается в этих опытах?

б)

Какую гипотезу (или гипотезы) вы предложили бы для объяснения этого факта?

в)

Какие эксперименты вы стали бы

проводить для проверки вашей гипотезы (или гипотез)?

Ответы

а)

б)

в)

Фрагмент 6. «Интенсивно развивается комплексная наука - трофология, изучающая закономерности поглощения, переработки, усвоения жизненно необходимых веществ на всех уровнях организации биологических систем (от клетки до биосферы). Задача трофологии - создание пищи, соответствующей физиологическим и биохимическим потребностям человека. Активную роль в переработке, обогащении, усвоении пищевых веществ играют находящиеся в кишечнике прокариоты (бактерии). Они синтезируют витамины, аминокислоты, видоизменяют простые сахара, жирные кислоты и другие вещества, выделяют и некоторые соединения, ядовитые для человека. Сохранение оптимального состава микроорганизмов пищеварительного тракта - очень важная задача. Изучение механизмов и процессов пищеварения показало, например, значение пищевых волокон (клетчатки, пектина и др.), которые ранее считались балластом, в обмене электролитов и желчных кислот, в правильной перистальтике, в профилактике рака толстой кишки, в поддержании видового состава бактерий кишечника (для бактерий клетчатка - один из источников питания). Потребление рафинированных (очищенных) продуктов - сахара, крахмала, избыточное использование белков приводит к развитию «болезней цивилизации» - ожирению, диабету, сердечно-сосудистым заболеваниям, болезням печени и др., вызывает сдвиги в составе микроорганизмов пищеварительного тракта».

Вопрос 1.

Какую роль в пищеварении человека, согласно трофологии, играют бактерии?

Ответ.

Вопрос 2.

Что следовало бы изменить в составе и технологии кондитерских изделий, учитывая данные о вредных последствиях употребления очищенных углеводов?

Ответ.

Вопрос 3.

Что можно сказать в свете данных трофологии о позиции сторонников периодического длительного голодания?

Ответ.

Фрагмент 7. «Согласно классической теории эволюции, половой способ размножения возник как средство для перемешивания генетического материала (ДНК) и увеличения генетического разнообразия организмов. Но половое размножение предназначено и для восстановления ДНК, поврежденной в результате воздействия внешних стрессовых факторов (например, перегрева), и образования более приспособленного потомства. Эта гипотеза уже нашла свое подтверждение при исследовании одноклеточных организмов, поэтому специалист в области эволюционной биологии Р. Мичод из Аризонского университета решил проверить ее и на многоклеточных организмах - зеленой водоросли Volvox carteri, способной размножаться как половым, так и бесполым путем. В колониях этой водоросли, подвергавшихся в течение 10 минут нагреванию до 42,5° С, содержалось в два раза больше оксидантов, повреждающих ДНК, чем в колониях, не подвергавшихся нагреванию. Ученые обнаружили, что такой высокий уровень оксидантов активизировал генные механизмы, запускающие половое размножение водоросли».

Вопрос 1.

В чем состоит классическая точка зрения на эволюционное значение полового способа размножения?

Ответ.

Вопрос 2.

В чем состоит гипотеза о дополнительной роли полового

размножения?

Ответ.

Вопрос 3.

Как удалось подтвердить эту гипотезу? Считаете ли вы это

подтверждение достаточным?

Ответ.

Фрагмент 8. «Один из возможных вариантов производства энергии на Луне - солнечные преобразователи и передача полученной энергии на Землю в виде сконцентрированного луча с длиной волны 10-12 см, который без потерь проходит через атмосферу. Когда-то нобелевский лауреат Петр Капица рассчитывал размеры солнечных батарей для эффективной генерации электроэнергии. Нобелевский лауреат Николай Семенов говорил о том, что именно на Луне заработает первая внеземная электростанция, которая закроет своими солнечными батареями весь лик нашего спутника. С тех пор КПД полупроводников вырос неимоверно, и уже не требуются панели размером в десятки миллионов квадратных километров. Впрочем, Капица предвидел и это:«Электроника повторит историю электротехники. Во времена моей молодости электротехника использовалась как средство связи (телеграф, световая сигнализация), а потом пришла в энергетику. То же будет и с электроникой. От передачи информации (радио, телевидение) она тоже придет в энергетику». Современные приемные антенны для сигнала с Луны будут иметь форму эллипса и размер 8 на 10 км».

Полупроводни́к - материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей

Вопрос 1.

На каком физическом явлении основано действие солнечных батарей?

Ответ.

Вопрос 2.

Что означает упоминаемый в публикации КПД полупроводников?

Ответ.

Вопрос 3.

Почему производить энергию на Луне с помощью солнечных батарей и затем передавать ее на Землю может быть выгоднее, чем тем же способом производить ее сразу на Земле?

Ответ.

Фрагмент 9. ««На всех этапах получения и использования любого топлива возникают потери части его первоначальной энергии. Первый этап, который подразумевает потери при производстве и транспортировке, инженеры называют «до хранилища». Для нефти, начиная со стадии ее добычи, переработки, получения бензина и его транспортировки на бензозаправочную станцию, эти потери составляют 21%. Второй этап называется «от бака до колес». Он начинается с заправки автомобиля и заканчивается, когда автомобиль трогается с места. В итоге 85% первоначальной энергии используется впустую».

Вопрос 1.

В тексте говорится о потерях энергии. Объясните, почему эти

потери не означают нарушения закона сохранения энергии?

Ответ.

.

Вопрос 2.

На каком из этапов больше возможностей сократить потери

энергии? Какие меры для этого нужно предпринять?

Ответ.

Фрагмент 10. Прочитайте заключительный фрагмент из книги Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» и ответьте на вопросы.

«Любопытно созерцать густо заросший берег, покрытый многочисленными, разнообразными растениями, птиц, поющих в кустах, насекомых, порхающих вокруг, червей, ползающих в сырой земле, и думать, что все эти прекрасно построенные формы, столь отличающиеся одна от другой и так сложно одна от другой зависящие, были созданы благодаря законам, еще и теперь действующим вокруг нас. Эти законы в самом широком смысле - Рост и Воспроизведение, Наследственность, почти необходимо вытекающая из Воспроизведения, Изменчивость… Прогрессия размножения, столь высокая, что она ведет к Борьбе за жизнь и ее последствию - Естественному отбору, влекущему за собой Расхождение признаков и Вымирание менее совершенных форм. Таким образом, из войны природы, из голода и смерти непосредственно вытекает самый высокий результат, какой ум в состоянии себе представить, - образование высших животных».

Вопрос 1.

Составьте список основных понятий, с помощью которых Ч. Дарвин раскрывает содержание своего учения?

Ответ.

Вопрос 2.

Изобразите логическую цепочку (в виде схемы), связав отмеченные ученым причины и следствия?

Ответ.

Вопрос 3.

Какие наблюдаемые факты должна в итоге объяснить эта схема?

Ответ.

Фрагмент 11. «Установлена связь между курением и чертами характера. В проведенном учеными эксперименте участников разделили на две группы по результатам психологических тестов. В первую попали те, чьими характерными чертами оказались злоба, агрессия и беспокойство, во вторую - не обладающие этими качествами вовсе либо те, у кого они выражены чрезвычайно слабо. Среди тех и других были и курильщики, и некурильщики. Одним представителям обеих групп дали дозу никотина в 3,5 или 21 миллиграмм, другим - плацебо. Затем с помощью сканера наблюдали за активностью мозга испытуемых. Выяснилось, что мозг добровольцев из второй группы никоим образом на никотин не реагировал. А вот мозг испытуемых из первой группы давал ярко выраженный ответ. Причем курильщики прореагировали в основном на большую дозу никотина, некурящие - на обе. Тот факт, что мозг некурильщиков_«агрессоров» столь активно реагировал на никотин, по мнению авторов, является первым зафиксированным биологическим свидетельством «вины» мозга в никотиновой зависимости».

Вопрос 1.

Зачем части испытуемых давали плацебо (препарат того же вида, что и с никотином, но содержащую нейтральный наполнитель)?

Ответ.

Вопрос 2.

Почему курильщики из первой группы реагировали лишь на большую дозу, а некурящие - на обе?

Ответ.

Фрагмент 12. «Для проведения исследований, проверяющих различные гипотезы, необходимо иметь экспериментальную и контрольную группы. По какому принципу вы отберете эти две группы для проведения тех исследований, которые описаны ниже? Какие условия, параметры для обеих групп должны при этом поддерживаться одинаковыми, чтобы выводы, сделанные на основании полученных данных, были максимально достоверны?

а)

выяснить, снижается ли риск простуды, если принимать более 3 г витамина С в день;

б)

выяснить, ухудшается ли ночной сон, если пить кофе по вечерам;

в)

выяснить, уменьшают ли домашние животные риск стрессов для своих хозяев.

Ответ.

а)

б)

в)

Фрагмент 13. Почему механизм естественного отбора эволюции не мог бы работать, если:

а) все особи внутри вида были абсолютно одинаковы;

б) потомство не было похоже на своих родителей;

в) все потомство выживало и давало свое потомство;

г) все особи были в равной степени приспособлены к своей среде обитания.

Ответ.

Фрагмент 14. Корабль, на котором герои романа Ф.Рабле, Пантагрюэль и его спутники, плыли к оракулу Божественной Бутылки, повстречал купеческое судно. Один из купцов неосмотрительно задел Панурга словом. Панург в долгу не остался, и возникшая ссора перешла в следующую, обычную для тех времен, стадию. Купец взялся за шпагу, но не смог вытащить ее из ножен, ибо она заржавела по причине «влажности воздуха и насыщенности его азотом». Так написано в переводе Н. Любимова (с литературной точки зрения перевод выше всяких похвал). В другом переводе, Н. Пяста, то же место выглядит так: «…влажности и азотистости воздуха».

Т.о., в обоих переводах коррозия стали приписывается азоту. Очевидна научная несостоятельность такого мнения: если бы азот вызывал коррозию, ни одна шпага не вышла бы из ножен. Может быть, Рабле думал иначе? А как думаете Вы?

Ответ.

БАЗОВЫЙ МОДУЛЬ II. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Работа 7. Экспериментальное определение содержания крахмала

в картофельных клубнях с помощью закона Архимеда

Задание. Освоить эксперимент метод как вид эмпирического исследования. Рассчитать содержание крахмала в картофельных клубнях с помощью закона Архимеда.

Общие сведения. Известно, что чем больше крахмала в клубнях картофеля, тем он вкуснее, а урожай дольше и лучше сохраняется. На основе закона Архимеда содержание крахмала в клубнях можно определить не только в лабораторных, но и в домашних условиях.

Материалы и оборудование: два кристаллизатора (миски) на 3 и 5 л; мерный цилиндр; технические весы; клубни картофеля; водопроводная вода; несколько клубней картофеля.

Ход определения

1. Вымыть и обсушить клубни. Взвесить и записать суммарную массу 5 - 8 клубней. Меньший кристаллизатор (А) поставить в больший (В) и доверху заполнить кристаллизатор А водой. Опустить клубни в кристаллизатор А. Объем вытесненной воды, которая перетечет в большую кастрюлю, измерить мерным цилиндром.

2. Используя закон Архимеда, рассчитать удельную массу клубней.

3. По таблице 1 определить содержание крахмала в клубнях.

Таблица 1 - Содержание крахмала (%) в картофельных клубнях

в зависимости от удельной массы клубней (m, г/см³)

Пример: взято 982 г чистых клубней. При погружении они вытеснили 905 мл воды. Их удельная масса равна: 982 : 905 = 1,085 г/см³. По табл. 21 найдём, что содержание крахмала в клубнях 15%.

Примерная тематика исследований

Определить и сравнить между собой содержание крахмала в различных сортах картофеля; в картофеле одного сорта, выращенного на различных почвах, под влиянием различных удобрений и пестицидов.

Работа 8. Определение хронобиотипа своего организма

Задание. Освоить эмпирические методы исследования хронобиотипа собственного организма..

Общие сведения. По суточным ритмам физиологической активности человека относят (в той или иной мере) к одному из хронобиологических типов, условно называемых «сова», «жаворонок», «голубь» (смешанный тип).

Материалы и методы: опросник.

Ход работы:

При выполнении тестового задания необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• прежде чем ответить на вопрос, нужно прочитать его до конца;

• отвечать на вопросы строго в заданной последовательности;

• на каждый вопрос отвечать независимо от другого;

• для всех вопросов, где даны на выбор ответы с оценочной шкалой, выбирать только один ответ.

Ход работы:

1. Когда вы предпочитаете вставать, если предстоит свободный день? (перечеркните крестиком только одну клеточку)

2. Когда вы предпочитаете ложиться спать, если вечером не заняты и можете руководствоваться только собственными ощущениями?

3. Можете ли вы утром проснуться в определённое время без будильника?

Конечно, да

4

Почти всегда ставлю будильник

2

Иногда не могу

3

Всегда ставлю будильник на нужное время

1

4. Насколько легко вам вставать утром?

Очень легко

4

Относительно тяжело

2

Сравнительно легко

3

Очень тяжело

1

4. Насколько вы деятельны в первые полчаса после утреннего вставания?

Очень деятелен

4

Небольшая вялость

2

Относительно деятелен

3

Большая вялость

1

4. Какой у вас аппетит после утреннего вставания в первые полчаса?

Очень хороший

4

Слабый

2

Сравнительно хороший

3

Совсем нет аппетита

1

4. Как вы себя чувствуете в первые полчаса после утреннего вставания?

Очень бодрым

4

Немного усталым

2

Сравнительно бодрым

3

Очень усталым

1

4. Если на следующий день у вас нет никаких обязанностей, когда вы ложитесь спать по сравнению с вашим обычным временем отхода ко сну?

4

На 1-2 часа позже обычного

2

Менее, чем на 1 час позже обычного

3

Больше, чем на 2 часа позже обычного

1

9. Вы решили регулярно заниматься физической тренировкой. Благоприятно ли для вас время дважды в неделю по одному часу утром, начиная с 7-ми часов утра?

Мне это время очень подходит

4

Мне это будет затруднительно

2

Это время относительно приемлемо

3

Мне это будет очень тяжело

1

10. В какое время вечером вы чувствуете, что очень устали и должны идти спать?

11. Вам поручают работу, примерно на два часа. Какое время суток вы предпочтёте для её выполнения (период наибольшей работоспособности по вашим ощущениям)?

8,00 - 10.00

6

15,00 - 17,00

2

110, - 13,00

4

19,00 - 21,00

1

12. Если вы ложитесь спать в 23,00, насколько усталым вы себя ощущаете?

Очень усталым

5

Слегка усталым

2

Относительно усталым

3

Совсем не усталым

0

13. Какие-то обстоятельства заставили вас лечь спать несколькими часами позже обычного, но на следующее утро нет необходимости вставать в обычное время. Какой из указанных ниже вариантов будет наиболее верным для вас?

Просыпаюсь в обычное для себя время и не хочу спать

4

Просыпаюсь в обычное для себя время и снова засыпаю

2

Просыпаюсь в обычное для себя время и продолжаю дремать

3

Просыпаюсь позднее, чем обычно

1

14. Вам предстоит отъезд рано утром между 4 и 6-ю часами. На следующий день можно отдохнуть. Какую из следующих возможностей вы выберете?

Полностью высыпаюсь перед отъездом

4

Перед отъездом дремлю, а после отъезда сплю

2

Перед отъездом сплю, а после отъезда дремлю

3

Сплю сразу после приезда

1

15. Вы должны в течение двух часов сделать тяжёлую физическую работу. Какое время для этого вам лучше всего бы подошло, если бы вы имели возможность выбирать?

8,00 - 10.00

4

15,00 - 17,00

2

110, - 13,00

3

19,00 - 21,00

1

16. Вы решили серьёзно заняться закаливанием организма. Устраивает ли вас время с 8-ми вечера дважды в неделю?

Да полностью устраивает, буду в хорошей форме

1

Буду в относительно хорошей форме

2

Нет, буду быстро уставать

3

Нет, это время меня совсем не устраивает

1

17. В какие пять часов без перерывов работа будет для вас наиболее продуктивной и принесёт наибольшее удовлетворение, если вы сами сможете выбирать свой график трудового дня?

18. В какой час суток вы чувствуете себя «на высоте»?

19. «Человек утреннего типа» и «человек вечернего типа». К какому типу вы себя отнесёте?

Чётко к утреннему типу - «жаворонок»

6

Скорее к утреннему, чем к вечернему

4

Смешанный тип - «голубь»

3

Скорее к вечернему, чем к утреннему

2

Чётко к вечернему типу - «сова»

0

Обработка результатов и выводы:

Подсчитайте сумму баллов и определите хронобиологический тип по таблице.

Схема оценки хронобиологического типа человека по результатам анкетирования

Хронобиологический тип

Баллы

«Жаворонок» - чётко выраженный утренний тип

69

Слабо выраженный утренний тип

59 - 69

«Голубь» - индифферентный тип

42 - 58

Слабо выраженный вечерний тип

31 - 41

«Сова» - сильно выраженный вечерний тип

31

Работа 9. Определение длительности индивидуальной минуты (ИМ)

Длительность индивидуальной минуты определяют по методу Халберга (1969): по команде экспериментатора испытуемый начинает отсчёт секунд про себя от 1 до 60. Цифру 60 испытуемый произносит вслух. Этот момент экспериментатор фиксирует секундомером. Определите длительность ИМ в начале и конце занятия. Каждое испытание провести 3 - 5 раз, найти средний результат и занести в отчёт:

Номер измерения (от 1 до 60)

Средний результат измерения

Время по секундомеру

1

2

3

4

5

Обработка результатов и выводы: сопоставьте результаты измерений со среднестатистическими по таблице 11.

Сделайте вывод о соответствии длительности ИМ возрастной норме и о степени адаптации к учебным нагрузкам, судя по её изменению в ходе занятия.

Таблица 1 - Возрастная динамика длительности ИМ

ИМ, с

Возраст, лет

Мужчины

Р1

Женщины

Р1

Р2

Оба пола

16

55,1±1,0

<0,01

56,9±1.9

>0,1

>0,5

56,4±1,1

17

58,8±1,4

>0,5

58,1±1,2

>0,5

>0,5

58,3±1,0

19

59,4±1,0

>0,1

58,8±1,6

>0,1

>0,5

58,9±1,1

21

60,2±1,4

>0,6

59,1±1,3

>0,1

>0,1

59,8±1,0

Примечание: Р₁ - достоверность различий детских величин по сравнению со взрослыми;

Р₂ - достоверность межполовых различий.

Сделайте вывод о соответствии величины вашей ИМ половозрастной норме и об адаптивных возможностях вашего организма.

Работа 10. Демонстрационные эксперименты

Задание. Привести научное объяснение наблюдаемых явлений и процессов.

Эксперимент 1. «Водяная лилия»

Вывод

Эксперимент 2. Зрительные иллюзии «Дыра в ладони», «Третий палец»

Вывод

Эксперимент 3. Осязательные иллюзии «Дыра в ладони», «Третий палец»

Вывод

Эксперимент 4. «Передача звука» (передача колебаний)

Вывод

Эксперимент 5. «Холодный кипяток» (пузырьки образуются не вследствие удаления газовой фазы из воды, а из-за градиента давления атмосферного воздуха из окружающей среды в область вакуума).

Вывод

Работа 11. Решение расчетных задач

Задача 1. В комнате площадью 12 м² и высотой 2,5 м был случайно разбит медицинский термометр. Объясните встревоженным жильцам:

1) как зависит токсичность ртути от ее химического состояния;

2) во сколько раз концентрация паров ртути превысит предельно допустимую (0,01 мг/л), если ничего не предпринимать и позволить ртути полностью испариться (плотность ртути 13,5 г/см³);

3) как удалить разлившуюся ртуть с использованием наиболее доступных химических реагентов.

Решение.

1)

2)

3)

Задача 2. В 1990 г. концентрация СО₂ в атмосфере составляла 340 мг/кг. Известно, что концентрация СО₂ в атмосфере ежегодно увеличивается на 0,5%. Постройте зависимость концентрации СО₂ в атмосфере от времени. Насколько увеличится концентрация СО₂ в атмосфере к 2050 г.; в каком году концентрация СО₂ увеличится в два раза, т.е. можно ожидать потепления климата на 3-5°С?

Решение.

Задача 3. В марте 1973 г. при аварии супертанкера "Амоко-Калис" у берегов Франции было выброшено в море 230 тыс. т нефти. Рассчитайте объем воды (л), в котором погибла рыба, если гибель рыбы происходит при концентрации нефти 15 мг/л.

Решение.

Задача 4. В 1976 г. в результате взрыва танкера "Уирколо" у берегов Испании было выброшено в море 100 тыс.т нефти. Какая площадь воды (м²) была при этом покрыта нефтяной пленкой, если толщина пленки составляет 3 мм, а плотность нефти равна 800 кг/м³?

Задача 5. При сгорании 1 л этилированного бензина в атмосферу выбрасывается 1 г свинца. Какой объем воздуха будет загрязнен, если автомобиль проехал 200 км? Расход бензина составляет 0,1 л на 1 км, ПДК свинца - 0,0007 мг/м³.

Задача 6. Пораженное колорадским жуком картофельное поле площадью 1000 м² было обработано 2 кг гептахлора. Постройте зависимость концентрации пестицида от времени полураспада и по ней определите, через сколько лет можно сажать растения на этом участке земли, если период полураспада гептахлора составляет 9 лет, а ПДК гептахлора - 5 мг/м².

Задача 7. В результате аварийного сброса сточных вод, в которых содержалось 60 г сурьмы, было загрязнено пастбище площадью 1000 м², глубина проникновения вод составила 0,5 м. Безопасно ли для человека пить молоко коров, которые паслись на этом пастбище, если на каждом звене пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном раз мере? ПДК сурьмы в молоке 0,05 мг/кг.

Задача 8. Водоём, в котором разводили товарную рыбу, был загрязнен сточными водами, содержащими 10 кг фтора. Можно ли употреблять эту рыбу в пищу, если на каждой ступени пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере? Площадь водоема - 100 м², глубина - 10 м, ПДК фтора в рыбе - 10 мг/кг, плотность воды - 1000 кг/м³.

Задача 9. При санобработке кухни площадью 10 м² и высотой 3,2 м использовали один аэрозольный баллончик хлорофоса массой 200 г. Можно ли находиться в этом помещении без вреда для здоровья, если ПДК хлорофоса равна 0,04 мг/м³?

Задача 10. Будет ли превышен уровень ПДК ртути в комнате, если в ней разбит термометр? Площадь комнаты 17 м², высота 3,2 м, масса разлившейся ртути 1 г (ПДК ртути = 0,0003 мг м³).

Работа 12. Решение ситуативных задач

Почему не рекомендуется ставить в хо­лодильник горячую кастрюлю?

Сыр лучше хранить в закрытой посуде, туда же надо положить кусочек сахара. Для чего?

Можно ли охладить воздух на кухне, оставив открытой дверцу холодильника?

Если арбуз средних размеров опустить примерно на 30 секунд в кипяток, достать и спустя минут 5-10 разрезать, то его се­редина окажется сильно охлажденной. По­чему?

Почему в ванной или в бане пар кон­денсируется на потолке, ведь наверху жарче всего?

Сила тяжести на Луне в шесть раз мень­ше, чем на Земле. Означает ли это, что спортсмен, прыгаю­щий на Земле на 2 м 20 см, сможет взять на Луне высоту в 13 м 20 см.

Почему высота прыжка с шестом боль­ше, чем без шеста? Ведь кинетическая энер­гия прыгуна перед толчком примерно оди­накова

Является ли угол 45° оптимальным при прыжке в длину и метании ядра? Сопротив­лением воздуха пренебречь

Почему вспаханная земля дольше со­храняет влагу и медленнее высыхает, чем непаханая или слежавшаяся?

В ходе эволю­ции сохраняются те приобретенные изме­нения, которые способствуют сохранению и процветанию вида. Почему же наши пред­ки утратили волосяной покров, который за­щищал их до появления одежды?

В организме человека есть множество рецепторов, воспринимающих сигналы из внешней и внутренней среды и преобра­зующих их в нервные импульсы. Один из них - тот, который заставляет глаз перио­дически моргать, чтобы не высохло глаз­ное яблоко. Как устроен этот рецептор?

Почему аквалангиста, который дышит под водой сжатым воздухом, нельзя быст­ро поднимать на поверхность?

В научно-фантастической повести А. и Б. Стругацких «Стажеры» описывается гигантская коллоидная флуктуация, в результате которой человек внезапно поднимается в воздух: «Хаотическое движение молекул тела, броуновское движение частиц живого коллоида стало упорядоченным, [человека] оторвало от земли и унесло совершенно неизвестно куда». Обоснуйте с физико-химических позиций невозможность подобной ситуации.

Вы находитесь на борту подводной лодки в Тихом океане на глубине около 3 км. В иллюминатор виден бьющий из дна «черный кипяток» - гидротермы темного цвета, вокруг которых скопились гигантские черви, крабы, моллюски, бактерии и др. Объясните членам экипажа, почему не погибают обитатели этих гидротерм, где вода нагрета до +250^оС, но не кипит.

На дачном участке засорилась скважина. Её основание обмотано медной сеткой, которая, как и труба, покрылась известняком из-за жёсткой воды. Бурильщики собираются для прочистки залить в скважину 4 л соляной кислоты. Согласитесь ли Вы с таким решением?

Начинающий исследователь прокалил навеску и получил привес, а не потерю массы. Он посчитал, что опроверг закон сохранения массы и поделился с Вами радостью. Поддержите Вы его или разочаруете?

Почему погибает рыба в водоемах, где вода сильно закислена?

Почему кровь красная и бывает ли «голубая кровь»?

В Германии действуют самые строгие правила для создателей компьютерных игр. Например, персонажи, которых по ходу игры убивают, обязаны иметь "максимально отвратительный и отличающийся от человеческого облик". Что, согласно этим правилам, должно быть в компьютерных играх только зеленого цвета?

Известно, что содержание углеводов в листьях и клубнях растений составляет до 90% сухого веса, в клетках мышц и печени животных - до 5%, а в прочих клетках животных - до 1%. Чем можно объяснить такую разницу? Какова биологическая функция этих углеводов?

Может ли дефицит кислорода возникнуть по вине водорослей, продуцирующих кислород?

Студент-дипломник забыл подписать реактивы в колбах, содержащих: сефадекс с крупными порами, сефадекс с мелкими порами, глутаминовая кислота и лизин. Требуется распознать реактивы, если в распоряжении имеется дистиллированная вода, полоски универсального индикатора, хроматографические колонки и раствор белка с высокой молекулярной массой.

Студент решил провести электрофорез смеси четырех белков с изоэлектрическими точками 6,5; 7,0; 7,5; 8,0. Он нанес их на бумажную полоску возле анода и провел электрофорез в растворе с рН 7,2. Однако после окончания электрофореза он обнаружил на полоске всего лишь два белка. Определить, где была допущена ошибка и как надо было правильно разделить эти белки?

Школьник, придя домой, удивил своих родителей следующим фокусом. Он тщательно печатными буквами написал на листе бумаги два слова: красным карандашом слово «кофе», а синим - слово «чай». Затем наполнил водой пробирку и предложил через воду посмотреть на каждое из этих слов. Первое слово осталось прежним, а второе перевернулось. В чём здесь дело?

Два котла, большой и малый, одинакового материала и формы наполнены кипятком. Какой остынет скорее?

Согласно второму закону термодинамики в природе все стремится к состоянию равновесия. Если этому закону подчиняется и экономическое процессы, то дифференциация по доходам на душу населения между развитыми и развивающимися странами должна со временем уменьшаться, а она растет. Почему?

Освещенность от каждой звезды обратно пропорциональна квадрату расстояния до звезды. Плотность звезд во Вселенной достаточно равномерна, то есть количество звезд, от которых с расстояния R приходит излучение, пропорционально его кубу. Таким образом, количество света пропорционально R, а так как Вселенная огромна, то небо ночью должно быть не черным, а ярко светиться. Почему это не так?

Почему Луна, притягиваясь к Земле, не падает на нее, и ее траектория имеет эллиптический вид?

Почему с помощью микроволновых печей можно очень быстро готовить и разогревать пищу?

В приводимом отрывке из письма в редакцию газеты идет речь об одном из распространенных продуктов питания и пищевых добавках, используемых при его приготовлении. Что это за продукт и какова роль перечисленных пищевых добавок: «Господи, дай нам сегодня наш ежедневный пропионат кальция, диацетат натрия, моноглицерид калия, бромат калия, гидрофосфат кальция, хлорамин Т, Al-К-сульфатную кислоту, бензоат натрия, бутилированный гидроксианизол, моноизопропиловую соль лимонной кислоты, синтетические витамины А и D».

Работа 13. В мире великих идей

Раскройте актуальность проблемы научного изучения природы, сфор­мулированной еще в «Фаусте» Гете Мефистофелем:

Во всем подслушать жизнь стремясь,

Спешат явленья обездушить,

Забыв, что если в них нарушить

Одушевляющую связь,

То больше нечего и слушать.

Поясните сущность древней буддистской мудрости (Нагарджуна):

Вещи получают свое существование и свою природу посредством

взаимозависимости и не являются ничем сами по себе.

Поясните мысль А. Эйнштейна:

В конечном счете, лишь теория ре­шает, что же нам удается наблюдать.

Какую особенность науки подчеркивает А. Пуанкаре в следующем высказывании:

Наука строится из фактов, как дом из кирпичей; но про­стое собирание фактов столь же мало является наукой, как куча камней - домом.

Поясните мысль К. Поппера:

Наука не покоится на твердом фунда­менте фактов. Жесткая структура ее теорий поднимается, так ска­зать, над болотом. Она подобна зданию, воздвигнутому на сваях. Эти сваи забиваются в болото, но не достигают никакого естественного или «данного» основания. Если же мы перестаем забивать сваи дальше, то вовсе не потому, что достигли твердой почвы. Мы останавливаемся про­сто тогда, когда убеждаемся, что сваи достаточно прочны и способны, по крайней мере некоторое время, выдержать тяжесть нашей структу­ры.

Поясните мысль В. Гейзенберга:

То, что мы наблюдаем, не есть при­рода как таковая,

но природа в свете наших вопросов.

Раскройте смысл высказывания И. Пригожина:

Сегодня мир, который мы видим снаружи, и мир, который мы ощущаем внутри, сближаются. Это сближение двух миров - вероятно, одно из наиболее важных куль­турных событий нашего века.

Поясните взгляды А. Уайтхеда на роль математики в научном позна­нии:

Призвание математики - божественное безумие человеческого духа, бегство от раздражающей назойливости случайных событий.

Раскройте взгляды К. Поппера на логику развития научного знания:

Теория, не опровержимая никаким мыслимым событием, является нена­учной. Неопровержимость представляет собой не достоинство теории (как часто думают), а ее порок… Каждая настоящая проверка теории является попыткой ее фальсифицировать, т. е. опровергнуть.

На какие особенности микромира указывает М. Болль:

Следует отка­заться и от понятия объекта, вещи, по крайней мере, при изучении атом­ного мира. Индивидуальность - признак сложности, и изолированная час­тица слишком проста, чтобы обладать индивидуальностью.

Поясните существо интеллектуальной установки И. Ньютона: Гипотез я не измышляю!

Раскройте существо интеллектуально позиции науки Нового времени, сформулированной Б. Спинозой:

Не плакать, не смеяться, не проклинать, но понимать.

Разъясните смысл программной установки И. Ньютона в отношении науки:

Было бы желательно вывести из начал механики и остальные явле­ния природы.

Раскройте позитивный смысл суждения:

Ученый начинается там, где кончается человек.

Поясните мысль А. Уайтхеда:

Наука, которая не решается забыть своих основателей, погибла.

Поясните мысль Т. Куна:

Нормальная наука, на развитие которой вы­нуждено тратить почти все свое время большинство ученых, основывается на допущении, что научное сообщество знает, каков окружающий нас мир.

Поясните существо различий между «закрытой» и «открытой» фор­мами рациональности.

Раскройте мировоззренческий смысл принципа дополнительности Н. Бора.

Укажите социальные факторы, провоцирующие массовое увлечение паранаукой, астрологией, магией. При каких обстоятельствах колдуны и медиумы рискуют остаться без работы?

В чем состоит существо холистической установки современных теорий самоорганизации?

Работа 14. Подготовка рефератов и докладов по архивам научных журналов

Биология

ВИРУС НАТУРАЛЬНОЙ ОСПЫ - ИСТОЧНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ПРЕПАРАТОВ (ЩЕЛКУНОВ С.Н. , 1995)

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ И СОХРАНЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ (АЛТУХОВ Ю.П., 1995)

КАК ГЕНЫ КОНТРОЛИРУЮТ РАЗВИТИЕ КЛЕТОК (КОРОЧКИН Л.И. , 1996)

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ (ЛЕЩИНСКАЯ И.Б. , 1996)

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В РУКАХ ДЕТЕКТИВА, ИЛИ ОПЫТ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСТАНКОВ СЕМЬИ ПОСЛЕДНЕГО РОССИЙСКОГО ИМПЕРАТОРА (ЯНКОВСКИЙ Н.К. , 1996)

КЛЕТКА КАК АРХИТЕКТУРНОЕ ЧУДО. ЧАСТЬ 1. ЖИВЫЕ НИТИ (ВАСИЛЬЕВ Ю.М. , 1996)

КЛЕТКА КАК АРХИТЕКТУРНОЕ ЧУДО. ЧАСТЬ 2. ЦИТОСКЕЛЕТ, СПОСОБНЫЙ ЧУВСТВОВАТЬ И ПОМНИТЬ (ВАСИЛЬЕВ Ю.М. , 1996),

КИСЛОРОД В ЖИВОЙ КЛЕТКЕ: ДОБРО И ЗЛО (СКУЛАЧЕВ В.П. , 1996)

ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ (БЕРЕЗОВ Т.Т. , 1996)

ЦИТОГЕНЫ И ПРИОНЫ: ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ БЕЗ ДНК? (ИНГЕ-ВЕЧТОМОВ С.Г. , 1996)

ГЕНОМНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА (ПУЗЫРЕВ В.П. , 1996)

ГЕНЕТИЧЕСКИ ЗАПРОГРАММИРОВАННАЯ СМЕРТЬ КЛЕТОК (АГОЛ В.И. , 1996)

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ (КРАТКИЙ ОБЗОР ХОДА ИССЛЕДОВАНИЙ И СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЧАСОВ) (ШНОЛЬ С.Э. , 1996)

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В ЖИЗНИ ЖИВОТНЫХ И РАСТЕНИЙ (ОПРИТОВ В.А. , 1996)

Химия

СОВРЕМЕННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (ПМК) (БЕРЛИН АЛ.АЛ. , 1995)

ФУЛЛЕРИТ - НОВАЯ ФОРМА УГЛЕРОДА (ЗОЛОТУХИН И.В. , 1996)

ПОЛИМЕРЫ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА (ЗЕЗИН А.Б. , 1996)

ЧТО ТАКОЕ НЕФТЕХИМИЯ (КАРАХАНОВ Э.А. , 1996)

НОВЫЕ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ И МАТЕРИАЛЫ (ЛЕМЕНОВСКИЙ Д.А. , 1996)

ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА (ГАЛЬБРАЙХ Л.С. , 1996)

СТЕКЛО: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ (ШУЛЬЦ М.М. , 1996), ХИМИЯ

ХИМИЯ И ОХРАНА ПОЧВ (ОРЛОВ Д.С. , 1996)

ЗАГАДКИ ВОДЫ (НАБЕРУХИН Ю.И. , 1996)

НОВЫЕ ПОДХОДЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ (КУЗНЕЦОВ Б.Н. , 1996)

ПРОМЫШЛЕННЫЙ КАТАЛИЗ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (ТЕМКИН О.Н. , 1996)

НЕОБЫЧНЫЕ КРИСТАЛЛЫ ИЛИ ЗАГАДОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ (ШИБАЕВ В.П. , 1996)

Науки и Земле

МАГМАТИЗМ ЗЕМЛИ (ПОПОВ В.С. , 1995)

ЗЕМЛЯ КАК САМООРГАНИЗУЮЩАЯСЯ КЛИМАТО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (КРАВЦОВ Ю.А. , 1995)

ВУЛКАНИЗМ И ЕГО РОЛЬ В ЭВОЛЮЦИИ НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ (ФРОЛОВА Т.И. , 1996)

ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ (ВАСИЛЬЕВ А.Н. , 1996)

МИКРОМИР ГЛИНИСТЫХ ПОРОД (СОКОЛОВ В.Н. , 1996)

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ (КОРОЛЕВ В.А. , 1996)

ДВОЙНЫЕ ЗВЕЗДЫ И ЗНАЧЕНИЕ ИХ НАБЛЮДЕНИЙ В АСТРОНОМИИ (КИСЕЛЕВ А.А. , 1996)

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОШЛОГО ЗЕМЛИ (КОРОНОВСКИЙ Н.В. , 1996)

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИКИ В ГЕОХИМИИ: НЕКОТОРЫЕ ТИПЫ ЗАДАЧ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ (ЯРОШЕВСКИЙ А.А. , 1996)

ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ В РУКАХ (ШУКОЛЮКОВ Ю.А. , 1996)

НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ (КОРОНОВСКИЙ Н.В. , 1997)

Физика

МАГМАТИЗМ ЗЕМЛИ (ПОПОВ В.С. , 1995),

СОВРЕМЕННАЯ ГЕОЛОГИЯ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ (ХАИН В.Е. , 1996)

ИЗЛУЧЕНИЕ "СВЕРХСВЕТОВЫХ" ЧАСТИЦ (ЭФФЕКТ ЧЕРЕНКОВА) (ДЕНИСОВ С.П. , 1996)

ПЛАЗМА КАК ОБЪЕКТ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ (КИНГСЕП А.С. , 1996)

О ПРОБЛЕМАХ ЛЕВИТАЦИИ ТЕЛ В СИЛОВЫХ ПОЛЯХ (МАРТЫНЕНКО Ю.Г. , 1996)

АКУСТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ - НОВОЕ ЯВЛЕНИЕ АКУСТООПТИКИ (ОСТРОВСКИЙ И.В. , 1998),

ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ АСТРОФИЗИКИ (ЖЕЛЕЗНЯКОВ В.В. , 1996)

ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ (СЭМ М.Ф. , 1996)

ИНФОРМАЦИЯ, ТЕРМОДИНАМИКА И КОНСТРУКЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ (БЛЮМЕНФЕЛЬД Л.А. , 1996)

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (АНДРЕЕВ В.М. , 1996), ФИЗИКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ (ГРИДНЕВ С.А. , 1996)

О ВЗРЫВЕ И О ТОМ, КАКАЯ ОТ НЕГО ПОЛЬЗА (НОВИКОВ С.А. , 1996)

ОТКРЫТИЕ САМОЙ ТЯЖЕЛОЙ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЧАСТИЦЫ (АРБУЗОВ Б.А. , 1996)

ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА СОСТОЯНИЕ НИЖНЕЙ АТМОСФЕРЫ И ПОГОДУ (ПУДОВКИН М.И. , 1996),

ЧТО ТАКОЕ СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР (БАРАНОВ В.Б. , 1996)

Математика

Изменение корректности при эквивалентных преобразованиях математических моделей (Петров Ю.П. , 2000)

Нечеткие множества и их использование для принятия решений (Жирабок А.Н. , 2001)

ОБ УПРАВЛЕНИИ ДИНАМИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ (БРУСИН В.А. , 1996), МАТЕМАТИКА

КАК ТЕОРИЯ ЧИСЕЛ ПОМОГАЕТ В ШИФРОВАЛЬНОМ ДЕЛЕ (УСПЕНСКИЙ В.А. , 1996)

МНОГОМЕРНАЯ ГЕОМЕТРИЯ И РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗОВ (НЕЙМАРК Ю.И. , 1996)

КАЛЕЙДОСКОПЫ (ВИНБЕРГ Э.Б. , 1997)

ПРОСТЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ИХ РОЛЬ В ПОСТИЖЕНИИ МИРА (НЕЙМАРК Ю.И. , 1997)

Работа 15. Примерный тест из Интернет-тренажера

(количество верных ответов может быть более одного)

Работа 16. Химические фокусы

Цветок-хамелеон. Исполнитель показывает зрителям шесть тюльпанов: три красных и три синих. Отодвигает на расстояние 10 шагов друг от друга два стула и на каждый ставит по стакану. Затем дает красные тюльпаны одному из зрителей, а синие другому и просит их хорошенько запомнить цвета. После того, как все это проделано, он ставит красные тюльпаны в один стакан, а синие в другой. Оба стакана покрывает яркими шелковыми платками и поручает зрителям-помощникам их охранять. А теперь несколько минут терпения, которые можно занять разговором. «Волшебство наших тюльпанов заключается в том, - говорит фокусник, - что они сами без посторонней помощи меняют свои места, причем происходит все очень скрытно, как бы мы внимательно не следили». По прошествии времени вы просите помощника, охраняющего красные тюльпаны, снять платок и проверить, на своем ли месте то, что он сторожил. Ко всеобщему удивлению, красные тюльпаны неизвестным образом исчезли, а в стакане оказались синие. То же самое случилось и у второго зрителя: вместо синих у него в стакане стоят красные тюльпаны.

Секрет фокуса. Из белой материи сделайте шесть искусственных тюльпанов. Приготовьте два крепких настоя, один красного лакмуса, другой - синего. Затем окрасьте каждую тройку в свой цвет. Перед выступлением налейте в один стакан немного уксусной эссенции, в другой столько же нашатырного спирта. В стакан с уксусной эссенцией надо поставить синие, а в стакан с нашатырным спиртом красные тюльпаны. От действия уксусных паров синие тюльпаны будут постепенно краснеть, а от паров нашатырного спирта красный цвет изменится на синий.

Дым в стакане. На сцене на столе стоят стакан с блюдцем. Фокусник берет блюдце и накрывает стакан. Отойдя на несколько шагов, закуривает и объявляет зрителям, что может на расстоянии наполнить стакан дымом. Сделав две-три затяжки, он впускает несколько клубов в сторону стола, и в стакане появляется дым.

Секрет фокуса. Манипулируя стаканом и блюдцем, нужно незаметно от зрителей пустить в стакан две-три капли соляной кислоты, а дно блюдечка смочить нашатырным спиртом. Когда вы накрываете стакан блюдцем, начинается химическая реакция, сопровождающаяся выделением белых паров, похожих на табачный дым. Перед демонстрацией фокуса нужно потренироваться и определить время, реакции, чтобы закурить к моменту её начала.

Горящая вода. Исполнитель показывает зрителям совершенно пустой прозрачный стакан. Затем он берет с иллюзионного стола кувшин с водой и наливает в стакан воду. Вот тут-то и происходит чудо. Вода, наполнившая стакан, вспыхивает и горит ярким пламенем. Фокусник ставит кувшин с водой на стол, а вода в стакане, который он держит в руках, продолжает ярко гореть.

Секрет фокуса. Данный фокус основан на взаимодействии химических составов. Реквизит его состоит из стеклянного кувшина для воды и чайного стакана. И стакан и кувшин должны быть из прозрачного стекла. Кроме того, придется раздобыть кусочек металлического калия. Понадобится и небольшой флакон эфира. Расходовать эфир придется понемногу, поэтому одного пузырька хватит на 10-15 выступлений. Перед демонстрацией фокуса нужно прежде всего достать из банки пинцетом (он всегда будет необходим для данного фокуса) металлический калий. Его кладут на крышечку банки и лезвием отрезают от него кусочек, величиной примерно в половину рисовой крупинки. Этот кусочек калия прикрепляют к внутренней стенке стакана чуть выше середины. Затем стакан ставят на иллюзионный стол. Кувшин наполняют водой, вливают в него две чайные ложки эфира и ставят на стол рядом со стаканом. Эфир легче воды, поэтому он будет плавать на поверхности. Показывая стакан зрителям, исполнитель держит его большим и указательным пальцами так, чтобы спрятать крупинку металлического калия от глаз зрителей. Затем фокусник берет кувшин и наливает в стакан воду. Как только вода дойдет до металлического калия, эфир, соединившись с ним, воспламенится. В стакане возникает настоящий пожар, хотя исполнитель налил туда всего-навсего обыкновенную воду. Как только последняя капля эфира исчезнет, огонь погаснет. Исполнитель ставит стакан с водой на стол и заканчивает фокус.

Химическая змея. Кусок сухого горючего (например, таблетки, содержащих уротропин) пропитайте в течение нескольких минут раствором аммиачной селитры и просушите. Эту операцию нужно повторить ещё раз. В растворе таблетки долго держать нельзя, так как они растворяются. С самими таблетками фокус может получиться плохо, поэтому лучше из таблеток вырезать кубики. Если теперь поджечь высушенный кусочек, то нитрат аммония, разлагаясь с выделением большого количества газов, вспучит горючую смесь, превращая её в рыхлую змею. Если такую "змею" осторожно взять за голову, её легко можно закрутить в спираль.

Самовоспламеняющиеся свечи. В руках у вас две негорящие свечи. Покажите их зрителям. После этого на мгновение соедините их вместе фитилями, произнесите «заклинание». Над ними появится дым, а вслед и огонёк. Разведите свечи в разные стороны: к удивлению зрителей, они сами собой воспламенились.

Секрет фокуса. Как этого добиться? Две настоящие (одинаковые по размеру) свечи приготовлены заранее. Конец фитиля одной из них присыпан порошком марганцовки, другой пропитан жидким глицерином (достаточно 2 или 3 капли). Пользоваться глицерином и марганцовкой нужно осторожно. Если такие фитили соединить, выдержать небольшую паузу, пока не произойдет реакция, обе свечи окажутся горящими.

Огонь - художник. На огнеупорной подставке прикреплена обыкновенная газета. Если её аккуратно поджечь, она сгорит, но не вся. На подставке останется чёткая газетная аппликация выбранного вами рисунка (например, луна или цветок).

Секрет фокуса. Как этого добиться? Нужна предварительная подготовка. Сделайте трафарет предмета, силуэт которого ярко выражен. Наложите трафарет на газету и весь объём тщательно пропитайте раствором из натуральных квасцов. Они придадут газете огнеупорность. Приколите газету к подставке. Раствора после высыхания не видно. Кнопку воткните в верхнюю часть силуэта. Если поднести снизу горящую спичку, газета сгорит, а пропитанный силуэт останется целым.

«Волшебный» художник. На сцене появляется исполнитель. Он идёт, покуривая, с газетой в руках; внимательно просмотрев газету, подходит к подставке и подвешивает газету к ней. Затем делает пару затяжек и в нескольких местах прикасается горящей папиросой к газетному листу. Потом он отходит от газеты к иллюзионному столу, приготавливая реквизит к очередному фокусу. В зрительном зале возникает оживление: огонёк, зажженный папиросой, начал скользить по газетному листу, отчётливо выводя буквы, которые через некоторое время образовали целую фразу: «У нас не курят!». Затем появился и портрет курильщика с папиросой во рту. В зале раздаются смех и возгласы удивления. Как же всё-таки возник на газете рисунок от простого прикосновения папиросы?

Секрет фокуса. Газета, папироса и подставка, вот и весь реквизит для данного фокуса. Но главное в нем принадлежит химии. Понадобится раствор калиевой селитры (азотнокислого калия) из расчета 0,5 чайной ложки на 1 столовую ложку теплой воды. Чем крепче раствор, тем быстрее будет скользить огонек по газете.

Вопросы к экзамену

Естествознание как совокупность наук о природе. Цели и задачи, объект

и предмет естествознания.

Предпосылки и причины революции в естествознании на рубеже XIX-XX веков.

Как выбраться из зыбучего песка-плывуна?

Эмпирическое и теоретическое естествознание.

Кризис теории эфира. Постоянство скорости света

Почему гудят провода? Связано ли это с ветром, коронными разрядами

или магнитным полем Земли?

Структура современного естествознания. Классификация наук в естествознании. Прикладное значение естествознания.

Значение метафизического и диалектического мировоззрения для развития естествознания.

Толщина нити паутины - лишь 0,1 диаметра человеческого волоса, однако

в несколько раз прочнее стальной проволоки того же веса.

Почему паутина такая прочная?

Взаимосвязь естественнонаучной и гуманитарной культур.

Эволюционные идеи в биологии (Ж.-Б. Ламарк, Ч. Дарвин и А. Уоллес)

и космологии (И. Кант).

Почему небо голубое, а радуга круглая? 

Созерцательный период в естествознании. Зарождение антропоцентризма.

Уровни организации материи и их характеристики

Почему иногда вспышка молнии видна, но не слышно грома? Как правило, раскаты грома редко распространяются на расстояния более 25 км. Неужели 25 км − такое уж большое расстояние для звука? Ведь орудийные выстрелы и разрывы снарядов доносятся значительно дальше. Почему же на таком расстоянии не слышен гром?

Представления о пространстве, времени и материи в античную эпоху.

Первые картины мира.

Порядок и хаос в природе.

Почему человек плохо видит под водой?

Введение Г. Галилеем в науку экспериментального метода и математической обработки результатов экспериментов.

Понятие об энтропии и негэтропии. Процесс возрастания энтропии во Вселенной.

Инфразвук вызывает тошноту и головокружение, он может вызывать внутренние кровоизлияния и даже убивать. Животным и особо восприимчивым людям инфразвуковые сигналы несут предупреждение о приближающемся землетрясении. Почему инфразвук оказывает такое воздействие на людей и животных?

Современный синтетический период естествознания, его основные особенности.

Принцип единства Вселенной.

Почему, когда мы прикладываем к уху раковину, нам слышится «шум моря»?

Основные положения механистической картины Мира. Детерминизм в естествознании.

Принципы симметрии. Теорема Нётер.

Легким или тяжелым молотком должен пользоваться скульптор для работы с долотом, а столяр - для забивания гвоздей?

Описательный период в биологии и его значение. Труды К. Линнея, Ж. Кювье, Ж. Бюффона. Преформизм и эпигенез.

Законы сохранения материи и энергии.

Чтобы различить вареное и сырое яйца, их вращают. Вареное яйцо хорошо вращается, а сырое нет. Почему?

Работы М. Фарадея и Дж. Максвелла, их значение для формирования электродинамической картины мира.

Основные положения синтетической теории эволюции.

Почему в малооблачную погоду часть неба закрыта облаками, а часть − совершенно чистая, хотя диффузия должна распределить их по небу более равномерно?

Изменения представлений о структуре материи. Открытие естественной радиоактивности и элементарных частиц.

Понятие системы. Общие принципы системной динамики. Системный подход.

Еловую ветку можно использовать как барометр. С чем связана такая возможность?

Создание первых моделей строения атома (Д. Томсон и Э. Резерфорд).

Современные представления о пространстве-времени.

Если в холодный день подышать на оконное стекло, на нем образуются капельки. Тарелка становится влажной после того, как на ней полежит горячий пирог. При переходе с холода в тепло запотевают очки и окна автомобилей, а запотевшее от дыхания стекло быстро высыхает, если на него подуть. При резком потеплении на стенах кирпичных домов появляется иней. Какое физическое явление объединяет все эти примеры?

Планетарная модель атома Н. Бора и её теоретическое обоснование.

Космологические модели Фридмана. Разбегание галактик (закон Хаббла).

Если брызнуть водой на горячую сухую сковородку, то на ней начнут прыгать и плясать капли. Почему капли воды вибрируют, а не испаряются сразу? Почему капли испаряются быстрее, если сковородка менее горячая?

Принцип дополнительности Бора. Корпускулярно-волновой дуализм строения материи.

Современные космологическая и космогоническая концепции. Модель Большого взрыва.

Для некоторых промышленных предприятий, где в сильно запыленном воздухе накапливается статическое электричество, весьма серьезна опасность взрыва пыли. Почему искра вызывает взрыв пыли?

Свойства открытых систем. Принципы универсального эволюционизма.

Самоорганизация в природе. Принципы разрушения и созидания. Принцип минимума диссипации энергии.

Почему мыло плохо мылится в жесткой воде?

Теории возникновения жизни на Земле

Типы фундаментальных взаимодействий

Если диффузия уравнивает движение молекул воздуха, правильно ли говорить о температуре воздуха в тени?

Понятие об открытых системах. Свойства открытых систем. Принципы универсального эволюционизма.

Появление человека как результат изменения принципа адаптации в природе. Антропогенез

Почему жару легче переносить в сухом климате?

Строение и происхождение Земли

Генетическая инженерия и биотехнология. Их роль в выживании человечества

В годы II мировой войны замечали, что если двигаться к удаленному артиллерийскому орудию, то на определенных расстояниях звук его выстрелов пропадает. Чем объяснить эти «мертвые зоны»?

Специальная и общая теория относительности А. Эйнштейна. Изменение представлений о пространстве и времени, о взаимодействии вещества и энергии

Теория Вернадского. Понятие биосферы и ноосферы

Как объяснить, что при смешивании различных красок иногда происходит выпадение осадка?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Кащеев В.П. Ядерные энергетические установки. Минск: Высшая школа, 2003.-548с.

2. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М.: Высшая школа,1999. - 350 с.

3. Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Академический проект, 2001. - 639 с.

4. Сидоренко А. В. Социально-философские проблемы биосферы и рационального природопользования. - В кн.: Диалектика в науках о природе и человеке. Т. 4. Человек, общество и природа в век НТР. - М.: Наука, 1983.- 45-51 с.

5. Торосян В. Г. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 2002. - 208 с.

6. Алексеев С. А. Пантагрюэль и селитра // Химия и Жизнь. - 1978, № 3. - С. 67.

7. duat.asia/story/khimicheskie-fokusy

Концепции современного естествознания

Рабочая тетрадь

Лесовская Марина Игоревна

Редактор

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003 г.

Подписано в печать 7.05.2014. Формат 60х84/16. Бумага тип. № 1.

Печать - ризограф. Усл. печ. л. Тираж 110 экз. Заказ №

Издательство Красноярского государственного аграрного университета

660017, Красноярск, ул. Ленина, 117