40. Принцип дуализма микрочастиц материи

Новый радикальный шаг в развитии физики был связан с распространением корпускулярно-волнового дуализма на мельчайшие частицы вещества — электроны, протоны, нейтроны и другие микрообъекты. В классической физике вещество всегда считалось состоящим из частиц и потому волновые свойства казались явно чуждыми ему. Тем удивительным оказалось открытие о наличии у микрочастиц волновых свойств, первую гипотезу о существовании которых высказал в 1924 г. известный французский ученый Луи де Бройль (1875—1960). Экспериментально эта гипотеза была подтверждена в 1927 г. американскими физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером, впервые обнаружившими явление дифракции электронов на кристалле никеля, т. е. типично волновую картину. Гипотеза де Бройля:

Каждой материальной частице независимо от ее природы следует поставить в соответствие волну, длина которой обратно пропорциональна импульсу частицы: X, = п/р, где п — постоянная Планка, р — импульс частицы, равный произведению ее массы на скорость.

Таким образом, было установлено, что не только фотоны, т. е. кванты света, но и материальные, вещественные частицы, такие, как электрон, протон, нейтрон и другие, обладают двойственными свойствами. Следовательно, все микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Это явление, названное впоследствии дуализмом волны и частицы, совершенно не укладывалось в рамки классической физики, объекты изучения которой могли обладать либо корпускулярными, либо волновыми свойствами. В отличие от этого микрообъекты обладают одновременно как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Например, в одних экспериментах электрон обнаруживал типично корпускулярные свойства, а в других — волновые свойства, так что его можно было назвать как частицей, так и волной. Тот факт, что поток электронов представляет собой поток мельчайших частиц вещества, знали и раньше, но то, что этот поток обнаруживает волновые свойства, образуя типичные явления интерференции и дифракции, подобно волнам света, звука и жидкости.

41. Современная концепция экологии.

Термин "экология" предложен в 1866 г. немецким учёным Э. Геккелем для обозначения одного из разделов биологической науки, изучающего взаимоотношения растений и животных со средой обитания. Своё развитие как отдельная наука экология получила в XX веке, когда воздействие человека на природу стало так велико, что потребовало детального изучения законов взаимодействия человека и природы. Современная всеобщая, или большая экология - это научное направление, рассматривающее некую значимую - совокупность природных - отчасти социальных явлений - и предметов. В основе всех современных направлений экологии лежат фундаментальные идеи биоэкологии. В которой выделяют аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма со средой, популяционную экологию, занимающуюся отношениями между организмами, которые относятся к одному виду и живут на одной территории; синэкологию, комплексно изучающую группы, сообщества организмов и их взаимосвязи в природных системах. Выделяется экология теоретическая, вскрывающая общие законы жизни, и экология прикладная, призванная помочь применить эти законы в хозяйственной практике людей. К современным направлениям экологии относятся: учение о биосфере, географическая экология, экология промышленная, экология сельскохозяйственная, экология человека - социальная Прикладная экология, основанная, прежде всего на разных отраслях биологии, тесно связана с другими естественными науками физикой, химией, геологией, географией, математикой. Современная кризисная ситуация требует экологизации всех наук и всей человеческой деятельности, то есть учёта законов и требований экологии. Прикладная экология, кроме того, неотделима от морали, права, экономики, так как только в союзе с ними можно коренным образом изменить отношение людей к природе. Сообщество взаимодействующих живых организмов, состоящих из продуцентов (производителей -растений, создающих органическое вещество из неорганического), консументов (потребителей - животных, питающихся растениями и другими животными) и редуцентов (восстановителей, представленных простейшими организмами, разлагающими остатки органического вещества), называется биоценозом (по определению академика В.Н. Сукачёва Ппод экосистемой понимают совокупность живых и неживых элементов, между которыми имеет место обмен веществом, энергией, обладающую стабильностью. Более мелкие и простые экосистемы входят в более крупные и сложные и все вместе составляют общую систему жизни - биосферу, которая сама является глобальным биогеоценозом. Человек, воздействуя на какой-либо один компонент природы, например, вырубая деревья, тем самым влияет на весь биогеоценоз леса, нарушая происходящие в нем круговорот вещества, без которого количество питательных веществ и энергии быстро иссякнет. Описанный процесс отражает действие закона внутреннего динамического равновесия, согласно которому вещество, энергия, информация и качество отдельных природных систем и биосферы в целом взаимосвязаны и любое изменение одного из этих показателей вызывает изменение всех других показателей. В соответствии с принципом Ле Шателье-Брауна эти изменения происходят в направлении, обеспечивающем сохранение её устойчивости. Однако, если нагрузка превысит способности экосистемы к самовосстановлению и принцип Ле Шателье-Брауна перестанет действовать, то это может привести к её гибели. Учение о биосфере относится к одному из направлений современной всеобщей экологии. Термин "биосфера" вошёл в науку в конце прошлого столетия. Современное представление о " сфере жизни " сформировал естествоиспытатель, академик В.И. Вернадский, который полагал, что с момента возникновения жизни на нашей планете происходил процесс длительного формирования определённого единства живой и косной материи.