28). Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма.

Первоначально в естествознании появилась динамическая теория, которая отлично описала состояние макрообъекта. Произошел переход к статистическому описанию. На следующем этапе поняли объективность статистического описания для больших и сложных систем. Стали думать, что для больших – статистическая, а для отдельных – динамическая. Потом появилась квантовая механика. В ней статистическое описание для отдельных объектов.

	Динамические	Статистические
Определение закономерностей	Связи всех физических величин однозначны	Однозначны связи между вероятностными физическими величинами
Примеры теорий	Классическая механика Ньютона, классическая электродинамика Максвелла, ТО (теория относительности)	Квантовая механика, квантовая электродинамика, статистическая термодинамика, квантовая релятивистская механика
Понятие состояния системы	Состояния системы задаются значениями самих физических величин	Состояние системы задается вероятностными значениями физических величин внутри определенных интервалов
Связь состояний	По заданному состоянию система в начальный момент времени уравнения движения позволяет однозначно определить состояние системы в любой последующий момент времени
Форма детерминизма	Классический механический детерминизм	Вероятностный детерминизм

Детерминизм как фундамент классического мировоззрения.

В этой картине мир остался похож на часы, с очень точно подогнанными деталями шестеренок. Считалось, что все явления природы имеют ньютоновскую основу. Любое событие можно разложить на атомы. Каждое последующее событие однозначно определяется предыдущим, и каждое предыдущее событие является причиной последующего (Лаплас). Классический детерминизм называется лапласовским.

Опираясь на механику Ньютона, согласно Лапласу, можно в принципе абсолютно точно, однозначно и исчерпывающе объяснить и предсказать все явления природы. Согласно концепции лапласовского детерминизма, все явления в мире однозначно предопределены, случайностей в мире нет. В этой концепции объяснен ряд связей в природе. Связь между необходимым и случайным – нарушен баланс.

31. В 1927 году Нильс Бор выдвинул концепцию дополнительности в связи с проблемой интерпретации квантовой механики:

«для полного описания явлений микромира необходимо применять два взаимоисключающих(дополнит) набора классич. Понятий. Совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих объектах»

Наблюдаемое явление в микромире это результат взаимодействия.

Корпускулярно-волновой дуализм.

В классич. Науке движение частиц и распространение волн принципиально разные процессы. А в микромире один и тот же микрообъект может проявлять как св-ва волн, так и св-ва частиц. Этот факт назвали корп-волн дуализмом

Но никогда корпускулярные и волновые св-ва не наблюдаются одновременно, а значит не исключают, а дополняют друг друга. Для описания микрообъектов необходимы эти дополняющие картины.

Что касается образа для описания , то не является ни волной, ни частицей.

квант. описание

Этот опыт объясняет наличие у и волновых и корпускулярных св-тв.

32. Принцип неопределённости Гейзенберга-частное выражение принципа дополнительности, устанавливающее границы применимости в классической физике.

Измерительный микроприбор в микромире влияет на результат измерений: невозможно сконструировать детектор для определения того, через какую щель проходит е , чтобы при этом не разрушить интерференционную картину.

Определение положения е с помощью микроприбора.

Принцип неопред. Гезйзенберга говорит о том, что невозможно измерить одновременно со сколь угодно высокой точностью доп. Св-ва микрообъекта. Это не связано с несовершенством прибора, а является особенность поведения микрообъекта

Принцип неопределённости устанавливает границы применимости языка классической физики к микрообъектам

Пример: Существуют ли электронные орбиты в атоме

Допустим они есть:

 нет смысла об этом говорить, то есть электронной орбиты в атоме нет .Электрон в атоме не является классическим объектом.

33. В центре атома положительно заряженное ядро, его окружают не электронные орбиты, а так называемые электронные облака. Это облака вероятности нахождения электронов. Их плотность определяется квадратом модуля волн функции . Совместимость возможных положений электронов в объёме атома называется орбиталью.

Энергия атома может принимать только определённый набор значений. Для каждого атома этот набор свой. Расстояние между соседними уравнениями энергии убывает по мере удаления электрона от ядра. Уровень с наименьшей Е называется основным, а остальные уровни возбуждёнными. Каждой Е соответствует ни одно, а не сколько возможных состояний, отличающихся формой пси-функции. Только основное состояние с минимальной энергией является одиночным. Ему соответствует сферически симметричная волновая функция.

Следующему энергетическому состоянию Е2 соответствует 2 различных пси-функции. Одна сферически симметричная, а другая электронное облако. Все эти возможные энерг. Состояния заполняются по правилам.

Основные типы хим связи:

Ионная-связь между атомами за счёт электрического притяжения ионов, образуется в результате перехода электронов от атома к атому.

Ковалентная- объединение атомов происходит путём частичного перекрывания орбитами внешних электронов. При этом между ядрами атомов образуется область с большой вероятностью нахождения электронов, к которой притягиваются протоны ядра.

Строение атомного кристалла

При образовании кристаллической решётки внешние электронные облака с соседних атомов перекрываются и находятся там.электроны становятся общими для всего кристалла.

Одному состоянию 2S должна соответствовать совместимость близкорасположенных состояний, каждое из которых может вмещать по 2 электрона. Эти состояния образуют так называемую энергетическую зону. Т.о. в кристалле образуется система разрешённых и запрещённых энергетических зон. Многие св-ва веществ опредляются тем, как заполнена электронами последняя из непустых разрешённых зон

34.Аристотель считал, что структура в-ва непрерывна. В конце 19 века открыли атом и поняли, что он не элементарен.

В 1932 году Чедвик открыл нейтрон. В 30-е годы 20 века вся физика была проста

Современная наука считает, что протоны и нейтроны состоят из более мелких частиц, кварков. Идею кварков в 1964 году предложили теоретики Цвейг и Гей-манн независимо друг от друга. И уже в 1969 году получили нобелевскую премию, гипотеза была подтверждена экспериментально.

Известно несколько разновидностей кварков:

u up

d down

c charm

s strange

b beauty

t truth

Каждый из этих кварков может обладать одним из 3-х цветов: красный, синий, зелёный. То есть можно говорить о 18 типах кварков+18 антикварков. При объединении кварков их цвета соединяются также как в оптике, где с+зел+кр=белый. Поэтому протоны и нейтроны образуются в результате соединения трёх кварков. Кварки ни разу не наблюдали в изолированном состоянии, отдельно друг от друга. Считают, что их нельзя разорвать, так как они взаимодействуют друг с другом с силой, увеличиваются с расстоянием.

Теория описания поведения и св-ва кварков называются квантовой термодинамикой. Сегодня известно около 400 различных элементарных частиц.

Наиболее важные характеристики частиц: Масса, заряд, время жизни, спин По спину : Базоны и фермионы

Фотон гравит. Мезон Барионы Лептоны

М_u=0

Из фермеонов состоит в-во, а базоны не подчиняются принципу запрета Паули.

Согласно квантовой теории базоны являются частицами, переносчиками взаимодействия.

Как осуществляется взаимодействие между двумя частицами:

Взаимодействие осуществляется через поле, окружающее частицы. В Квантовой теории поле-это совокупность его квантов, поэтому взаимодействие частиц описывается как их обмен квантами соответствующих полей. У каждого типа взаимодействия свои кванты, свои частицы переносчики частиц.

Схема четырёх взаимодействий одинакова:

Оказывается,что в соответсвии с принципом неопределённости Гейзенберга, ни очень короткое время ) может появляться временная виртуальная частица. Поэтому виртуальная частица не может уйти от места своего рождения. Все частицы-переносчики, которыми обмениваются частицы вещества являются виртуальными их нельзя зарегистрировать с помощью детектора волновой функции в любой последующий момент времени.

Элементарные частицы:

• Частицы, составляющие в-во: кварки и лептоны

Частицы,переносчики взаимодействия:глюоны(сильн.),векторный базон(слаб), фотоны(э/м), гравитоны(грав.)

Элементарные частицы(по времени жизни): стабильные, нестабильные, квазистабильные

По заряду: заряды: 0, +-1+-2

Электрон=1,6*10^-15 Кл

По массе(покоя) : нулевая(фотон), барионы(тяжёлые), мезоны(средние), лептоны(лёгкие)

35.Все известные в природе силы сводятся к четырём взаимодействиям: Гравитационное, электромагнитное, слабое ядерное, сильное ядерное.

Гравитационное- универсально действует между любыми частицами, самое слабое, но основная сила во вселенной, так как действует на больших расстояниях и является силой притяжения.

Электромагнитное осуществляется только между заряженными частицами, может быть притяжением или отталкиванием, на уровне атомов и молекул основное взаимодействие.

Слабое ядерное взаимодействие- только в микромире носит распадный характер играет важнейшую роль в термоядерных реакциях.

Сильное ядерное-проявляется на расстояних, сравнимых с размерами ядер. Оно обеспечивает связь кварков внутри протонов и нейтронов, а также связь внутри протонов и нейтронов.сильное/э/магнитное/слабое ядерное/гравитационное

10 10^-2 10^-10 10^-38

Проблема объединения фундаментальных взаимодействий:

• До середины 19 века электромагнитные явления рассматривались отдельно. 50-ее годы 19 века теория э/м волн Максвелла: электричество и магнетизм-проявление одной силы-электромагнитной.

• Следующий этап:объединение э/м и слабых взаимодействий.

В 1967 Салам,Вальбер, Гленшой предложили общую теорию электрослабых взаимодействий. Согласно их теориям электромагнитные и слабые взаимодействия-2 проявления единого электроспособного. Существуют ещё 3 частицыпомимо фотона. Все они разные при низких энергиях, оказываются на самом деле разными состояниями одной и той же частицы, поэтому при высоких энергиях должны

вести себя одинаково(>100ТэВ)

• След.шаг:

• И вещество и силы можно описать единообразно. Смысл теорий: всё, что есть в мире - искривление пространства и времени.

Из вакуума на короткое время могут рождаться виртуальные частицы, которые могут стать реальными.

36. Классическое естествознание говорило, что вселенная появилась по законам Кл. ньютоновской механики

Согласно концепции лапласовского детерминизма зная одно начало составления вселенной можно решив уравнение движения предсказать любое другое движение.

Ньютоновская Вселенная бесконечна, вечна, изотропна.

Эти свойства оказались тесно связаны с законами сохранения энергии, момента импульса.

Такие представления привели к парадоксам, которые не могла разрешить классическая наука:

1. Гравитационный

2. Вселенная бесконечна и вечна.

Если вселенная бесконечна, то в любой точке должна действовать некоторая сила тяготения, а значит все объекты должны слипнуться.

Бесконечность вселенной противоречит вечности.

3. Фотометрический

Во вселенной бесконечное кол-во звёзд. Значит любой луч зрения будет упираться в какую-либо звезду, а даже значит ночное небо должно ярко светиться как солнце.(то есть небо не может быть тёмным)

В 1915 году Эйнштейн закончил разработку ОТО.(теории объёдинения гравитации с геометрией). Согласно этой теории материя искривляет пространство-время, а оно в свою очередь определяет условия для движения материи.

В 1917 году Эйнштейн применил уравнение ОтО ко всей вселенной в целом. Из уравнения ОТО следовало, что вселенная должна либо сужаться, либо разжиматься. Но Эйнштейн этот ввод не принял, он говорил о статичной вселенной. Эйнштейн предложил ввести уравнение (космологического отталкивания), ввёл

В 50-ых годах Эйнштейн о космологическом отталкивании говорил как о его крупной ошибке.

В 20-х годах 20 века нестационарность вселенной, которая вытекает из уравнений ОТО, объяснил советский математик Александр Фридман(1925)

Исходное предположение Фридмана было:

Свойства вселенной одинаковы во всех точках и во всех направлениях, то есть вселенная однородна и изотропна.

Фридман рассмотрел три различные модели вселенной.

1. было до и что будет после наши теории сказать не могут. Вселенная неограниченно расширяется.

Гравитация должна ост-ть неогранич. Расширение.

2.едостаточно гравитации.

3.ивизна нулевая, пространство плоское, евклидово.

Видимое вещество не единственное во вселенной. Есть тёмное в-во, которое определить очень сложно. !0 лет назад говорили, что для нашей вселенной ……

Выводы Фридмана о расширении вселенной подтвердил эксперимент. В 1929 году амер. Астроном Хаббл обнаружил так называемое красное смещение спектральных линий излучения приходящего от далёких галактик.

Был сформулирован закон Хаббла. H-постоянная хабла

«Галактики удаляются от нас со скоростью пропорциональной расстоянию от нас до галактики.»

То есть чем дальше галактика от нас, тем быстрее она удаляется.

37.Из уравнений ОТО вселенная расширяется.

10-20 млрд лет- возраст вселенной.

В 1927 году Ж. Леметр предположил, что в начальный момент времени, вселенная представляла собой космическое яйцо. Это микрообъект размером с электрон примерно 10^-12 см и с плотностью примерно 10 ⁹⁶ г/см^3. Космическое яйцо было неустойчиво и произошёл взрыв.

Дополнил и уточнил Г. Гам. Он занимался проблемой распространения хим. Элементов по вселенной.

Он предложил, что вещество зарождается не в звёздах. 1948- модель горящей вселенной. По этой версии большой взрыв произошёл примерно 15-20 млрд лет назад.

В момент времени t=0, кривизна пространства времени и плотность вселенной была бесконечна. Такое начальное состояние вселенной называют сингулярным.

Кривая бесконечно стремится к оси Ох и Оу

Предполагают, что в момент зарождения вселенной было лишь единое фундаментальное взаимодействие. Через 10^-43 с температурой 10³² с из единого взаимодействия выделилась гравитация.

Расчёты показываю, что через промежуток 10^-35 с выделилось сильное взаимодействие.(симметрия взаимодействия нарушилась)

Около 10^-10 с Тприблизит= 10¹⁵ К Слабое взаимодействие отделилось от магнитного.(все 4 взаимодействия разделились)

• Период 10^-12 с - 10^-6 с-эпоха кварков и глюонов.

• Период 10^-6 с - 10^-2 с _ эпоха нуклонов и антинуклонов. В это время кварки объединялись  p и n их античастицы.Предполагалось, что именно в этот период осталось лишнее кол-во нуклонов из которых образовалась вселенная.

• Период 10^-2 с - 10² с эпоха липтонов. В составе вселенной преобладали электроны, пазитроны и нейтрины.

• Период 10² с - 10³ с эпоха ядерных образований. Вселенная состоит из 74% водорода, 25% гелия и 1% тяжёлых металлов.

• Период 10³ с - 10¹³ с эпоха ионов. Вселенная представляет собой однородную, непрозрачную плазму.

• Период 10⁵ лет - 10⁸ лет-эпоха атомов. Вселенная становится прозрачной, температура упала до 10³-10⁴ К, электроны замедлились и стали взлетать с ядрами, образуя электрически нейтральные ядра. В этот период фотоны не могли пролететь далеко. Учёные зафиксировали то, что наз. Реликтовым излучением, это перемещались фотоны.

• Период 10⁸ лет по сег. Дни Эпоха звёзд и галактик.

Календарь Г.Сагана

1 космич. Год= 15 млрд. лет 1с=500 лет

В этот космич. Год.

1 января 00 ч. 00 мин.-Большой взрыв 10 января –Образование галактики 9 сентября-образование солнечной системы

14 сентября – образование Земли 25 сент-жизнь на земле

19 дек-первые рыбы 24 дек-динозавры

26 дек-первые млекопитающие 27 дек-первые птицы

29 дек-первые приматы 31 дек 22 ч 30 мин первые люди

В 1965 году у гипотез « большого взрыва» появилось экспериментальное подтверждение: было обнаружено, предсказанное Гамом реликтовое излучение. Его обнаружили Пензиас и Вильсон. Гипотеза «большого взрыва» общепринята, но у неё есть недостатки, особенно при описании ранних стадий. Поэтому появилась гипотеза «ранней инфляции». Впервые о существовании стадии инфляции написал в 1979 году А. Старобинский. А.Линде и А.гут её создали. Гипотеза внесла поправки 10^-34-10^-36 с Вселенная вела себя иначе. В этот период вселенная пережила период очень быстрого взрывоподобного расширения. Вселенная в результате инфляции, стремительного раздувания, расширения её размер увеличился в 10³⁰ раз. Возникает огромная сила отталкивания, которая вызывает мгновенное раздувание(образовывается пузырь) и теория предполагает, что такой пузырь не один.

В настоящее время говорят о прорыве в космологии. Последние исследования говорят, что: Адекватная модель нашего пространства - Евклидово пространство. Расширение вселенной будет продолжаться неограниченно и с ускорением.В составе вселенной 3 основных компонента:

• 4-5% от всего обычное в-во, состоящее из электронов

• «тёмная холодная материя», состоящая из очень тяжёлых частиц, очень сложно реагирующих с в-вом 21-25%

• «квинтэссенция»(тёмная энергия, вакуумный конденсатор скалярных частиц) 70-75%

40. Земля- третья от солнца планета солнечной системы. Она расположена на S= 150 млн км от солнца. Из-за силы гравитации-это сфера, сплюснутая вокруг полюсов.

Земля движется по эллиптической орбите со скоростью=30 км/час(?)

Полный оборот делает за 1 год.

Физические поля земли

1. гравитационные поля

2. Магнитные поля

3. Электрические поля

1)-ое определяется размерами и массой земли Оно отвечает за сферическую форму земли и за размер атмосферы(определяет 2-ую космическую скорость молекулы)

2)-ое связывают с конвективными движениями в жидком внешнем слое земного ядра( изменение массы во внешнем жидком слое ядра, состоит из железа)

3-ее очень мощное у земли. Поверхность земли заряжена отрицательно q приблизит. 3*10 в 5 КЛ  возникает напряжение u=400 000 В

В настоящее время установлено, что у земли слоистая структура, так как форма Земли почти сфера, то различ. Слои- сферич. Оболочки- геосфера

Форму земли и сферическое строение определяет сила тяготения. При образовании земли более тяжёлые элементы концентрировались в центре, а более лёгкие на периферии.

При рассмотрении земли выдвигают внутр.(ядро, мантия, земная кора; всё вместе геосфера) И внешн.(гидро,атмо,магнито и биосфера) Оболочки.

Биосферу можно рассматривать как целостную систему, образованную живыми организмами и средой их обитания. Она распадается на нижних слоях атмосферы(20-40 км) литосфера и вся гидросфера.

Внутр. Оболочки:

Ядро: Внутр. Ядро(90% Fe t>4000гр С) и внешнее ядро(расп. Жидкое состояние Fe+O₂+Si+Ni

Мантия: 83% Vз=Vм 67% mз=mм

В-во: окись кремния, магния,железа

Земная кора: Земную кору и мантию разделяет граница Мохоровичича Состав: Кремнезем,Селикаты(лёд, Кремний,O₂)

Земная кора и верхняя твёрдая часть-мантия составляют литосферу. 7больших плит+7 Средних плит=литосфера

Гидросфера(все воды земли)

90% Мировой океан

Атмосфера

Воздух смесь газов. Mатмосферы=5*10¹⁸кг

Вблизи земли состав атмосферы воздуха: 78% N₂(азот)

21% O₂

+ водный пар+примеси

Плотность и давление падает с высотой

У земной атмосферы проявляется парниковый эффект.

Рассмотрение электронных свойств-ионосфера.

Магнитосфера(область производства, занимаемая магнитным полем)

Термодинамика земли: Энергетика земли связана с солнцем, но основные её составляющие-4 компонента:

1)тепло гравитационной диф-ции

2)остаточное тепло,образуется в результате план……….????

3)радиогенное тепло

4)приливное тепло,с луны и солнца

41. Достаточно долгое время землю воспринимали как застывший объект(не движется, не дышит)

Оказалось, что земля-объект постоянно развивается и изменяется(химич. Состав, строение)

Глобальную эволюцию земли рассматривают с эволюционно-синергетической парадигмой, говорят об отдельных развитиях геосфер.

Возраст земли оценивают в 4,6 млрд лет. Земля - обособленное тело солнечной системы.

Используя гипотезу одновременного образования тел солнца за возраст земли принимают возраст метеорита, устан. По изотопному анализу их состава.

Образование земли тесно связывают тесно с образованием солнечной системы. Их строение связано с солнечной туманностью.(99% газы,1% пылевые частицы)

Возможно, в окрестностях солнечной системы взорвалась сверхновая при взрыве активный синтез всех хим. Элементов

Ударная волна возможно вызвала сжатие(конденсацию), температура возросла до нескольких тысяч «К», то есть атомы не образовывали молекулы.

Большая часть массы- центр, остальная масса газопылевой диск: температура понижается, образовались молекулы, которые стали конденсироваться в твёрдые частицы. Когда плотность достигла некоторого критического значения(10в -8-ой в районе земной орбиты, частицы перестали расталкиваться при столкновении, а слипаться. В результате конденсации образовались зародыши планет-планетоземали. Этот процесс наз. Аккрецией(наращивание масс)

В результате таких столкновений земля разогрелась в плоть до плавления в-ва. Это вызвало начало расслоения в-ва земли: ядро и мантия образовались. Так образовалась литосфера.

Образование гидросферы и атмосферы связывают с дегозацией земных недр. Газы составили земную корочку.

Когда температура понизилась до 100 гр. С появилась гидросфера

Примерно 3,5 млн лет назад появилась биосфера.

45. Классическое естествознание изучало линейные зкамкнутые системы. Вселенная была очень точным механизмом. Большинство, происходящих процессов, необратимы.

По 2 началу т/д замкнутые системы, состоящие из большого числа частиц, необратимо переходят в наиболее вероятное состояние, т. е. замкнутые системы эволюционируют от порядка к хаосу. Все эти примеры сопровождаются возрастанием энтропии.

Существуют и другие процессы, которые нельзя описать ни динамическими, ни статистическими закономерностями.

Например: процессы эволюции биологического объекта, звёзд, человека, планет. Они зарождаются, растут, усложняются, т.е. из беспорядка организуется порядок.

Оказывается состояние таких объектов не только нельзя однозначно предсказать, но нельзя определять его вероятность в будущем. В результате эволюционных процессов структура объекта усложняется: из хаоса возникает порядок и уменьшается энтропия.

Противоречий со 2-ым началом т/д нет, т.к. процессы здесь не замкнутые, а открытые.(способные обмениваться веществом, энергией)

dS=dS1+dS2

>=0 >0

<0

dS1 производство энтропии из-за необратимых процессов(

1 нач т/д)

dS2 приток или отток энтропии в систему из-за её взаимодействия с окружающей средой(2-ое)

dS> 0 если организм молод или растёт

dS=0 если организм стабильный

dS<0 процесс умирания

пример: смоделируем клетку. Энтропия клетки состоит из 2 систем:

dS1приблизит. 4/3 П(R)

dS2 приблизит. 4П(R)

dS=А*4/3 П(R)-В*4П(R)

R=3В/А-равновесие(баланс между возр. И умен. Энтропии)

Таким образом клетка должна разделяться.

46. Системы, способные к самоорганизации:

1.неравновесные, так как существуют потоки энергии (далеки от состояния термодинамического равновесия)

2. Такие системы обязательно не линейны

малые причины - большие следствия, поэтому траекторию нелинейной системы невозможно предсказать заранее для таких систем характерны нелинейные уравнения, для которых характерно несколько решений.

3.Эти системы открытые

4.диссипативные

5. развитие таких систем проходит через случайный выбор одного из возможных путей эволюции в точке бифуркации

6. Такие системы способны к скачкообразным качественным изменениям своих макросвойств

7.В ходе эволюции таких систем возникают микроскопически упорядоченные структуры

8. для них характерно наличие порога устойчивости. Выше порога устойчивости в системе возникает коллективное поведение элементов.

9. В этих системах возможны флуктуации и система способна усилить их до макроскопического уровня.

10. Системы сложные, то есть состоят из большого числа элементов.

11.между средой и системой возникает положительная обратная связь(изменения, появляющиеся в системе, не изменяются, а накапливаются)

12.Эволюция таких систем - чередование стабильных периодов линейного предсказуемого развития с этапами нестабильных периодов(периоды бифуркации

47. В живой природе явления самоорганизации очевидны почти везде(подсолнух растёт)

В неживой природе тоже очевидно(снежинки все различны)

1.Эффект Бенара

В 1900 году вышла статья Бенара с фотографией структуры, напоминающей пчелиные сотки. Такая структура возникает в горизонтальном тонком слое жидкости с вертикальным градиентом температуры.

Подогреваем снизу сосуд, возникает дельта температур. Перенос от верхней к нижней граниявление теплопроводности.

При некотором критич. Значении система становится неустойчивой.V жидкости приходит в движение. Нагреваемые области расширяются, они становятся легче и всплывают; их место занимают более лёгкие области(явление конвенции).

Перенос тепла при этом увеличивается, происходит строго упорядоченным образом

Объём жидкости разделяется на небольшие вертикальные шестигранные призмы-ячейки Бенара.

Особенности эффекта Бенара:

1)упорядоченная структура образуется в результате коллективного поведения молекул

2)системы становятся очень чувствительными к факторам, не влияющими на их поведение вблизи равновесия

3)изменение энтропии

4)пороговый характер процесса

5)при обязательно появляются ячейки Бенара

2.Лазерное излучение.

Рабочее тело лазера может быть твёрдым телом, газом, жидкостью. В любом случае оно состоит из атомов. Атомы, составляющие рабочую среду лазера, либо находятся, либо стремятся перейти на уровень с линии.

При переходе с Е2 на У1 образуется квант света. Пусть атом находится в возбуждённом состоянии Е2 и пусть на такой атом падает фотон(с энергией ). Этот фотон атом возбуждать не может , но может вызвать высцвечивание, в результате возникают 2 фотона, каждый с энергией , которые вылетают из атома в фазе и одновременно движутся в одном направлении. Эти фотоны абсолютно идентичны и усиливают друг друга. Такой процесс наз-ся индуцированным или вынужденным излучением, а само излучение наз-ся когерентным(согласованным)

Если в возбуждённом состоянии не один, а несколько атомов, тогда один единственный фотон выз. Перемещение атомов, возникнет лавина фотонов. Устройство для получения индуцированного светового излучения наз-ся лазером.

48.Периодические химические реакции(«химические часы)

Такие реакции заключаются в появлении колебаний и волн Белоусова- Животинского. В 1951 году –впервые открыта Белоусовым.

Переход от одноклеточной к многоклеточной форме жизни.

Отдельные клетки соединяются в колонну, в которой несколько десятков тысяч клеток - плазмодию.

Процесс образования тканей и органов(всей сложной структуры организма) в процессе его эмбрионального развития.

Процесс эволюции живой природы(видообразование)

49.

• Теория длинных волн Кондратьева

• Современные экономисты применяют идеи самоорганизации для описания процессов переходной экономики.

Экономическое развитие в период стабильности можно описать линейными законами. В соответствии с ними можно прогнозировать след. Стадии развития хоз. Системы.

Нелинейное описание требуется для описания процессов переходной экономики, показывая её неравность, цикличность, случайность. Экономическая система- система открытая, поэтому подвержена сильным внешним влияниям. Эти влияния носят случайный характер, а значит предсказать развитие системы чрезвычайно сложно.

Для переходных стадий характерно не постепенное вытеснение старого новым, а скачкообразные кризисные изменения. Переходный процессы можно назвать периодами бифуркации.

Нерыночный тип хозяйства

I период -медленное накопление рыночных элементов

II период- переходный период 1985 года.

Ломанная кривая, напоминают преобладать неуправляемые, радикальные, спонтанные процессы. Большую роль играет случайность. Связано с политическим кризисом.

III п- после переходной стадии наступает период спокойного стабильного развития.

50.В классич. Пе6риод изменились лин. Замкнутые равн. Систмы. По доктрине Лапласа для люб. Частицы можно составить прогноз на все времена. Необратимые системы попали в поле зрения науки. В 70-х годах 20 века в поле зрения науки попали сов. Друг. Системы. В 1963 году Э Лоренц решил выяснить проблему с метеопрогнозами. Он построил модель атмосферы. Для описания этой системы достаточно:х-характ. Поле скоростей. Решение этих уравнений показало, что система является неустойчивой, она очень чувствительна к изменению начальных условий. Начальные условия моно задать только с конечной скоростью.

В результате было открыто новое явление -динамический хаос.

Динамический хаос можно определить как непериодическое движение в детерминированных системах, имеющих конечный горизонт прогноза. Моделировать поведение таких систем можно с помощью компьютера, с помощью движения точки в пространстве.

Материальная точка.

Её состояние меняется, а значит точка в ваз. Простран. Будет описывать фазовые траектории. Наиболее хар. Траектории описыв. Фаз. Сост. Системы. Если считать, что точка двигаясь в фазовом пространстве, оставляет за собой след, то динамический хаос изобразится непрерывной траекторией, которая постепенно заполняет некоторую область фаз пространства. Говорят, что динамическому хаосу соответствует клубок траектории, который наз. Странным аттрактором. Аттрактор можно определить кК траекторию системы в фазовом пространстве, кот. В отличии от точек обладает достаточной устойчивостью, а потому является наиболее вероятной траектории в зависимости от нач. условий, но потом все они притягиваются. Точку аттрактора называют Фокусом.

Оказалось, что системы со странными аттракторами могут быть самыми разными моделями нашего мира. Странные аттракторы обладают: 1. Чувствительностью к начальным условиям.2. Масштабной инвариантностью

Примеры:1.

мн-во Кантора

2. Снежинка Длина зависит от масштаба

Мандельброт

Фракталы

Смысл в том , что то, что раньше называлось хаотичным, сейчас является упорядоченным.