Шпаргалка по "Концепциям современного естествознания"

 

Нанонаука привлекла внимание ученых тогда, когда обнаружили, что наноматериалы, в том числе и конструкционные, благодаря высокой удельной межфазной поверхности (размер частиц не больше 100 нм) обладают особыми свойствами, отличающимися от свойств макрообъектов.

Благодаря прорыву в области производства микроскопов современные ученые могут манипулировать атомами и располагать их так, как им заблагорассудится.

Сторонники нанотехнологии утверждают, что в ближайшие 20 лет она может оказать огромное влияние на многие сферы человеческой жизни и в том числе привести к созданию более высокопроизводительных компьютеров и биомедицинских устройств, размер которых будет соизмерим с размером клетки человеческого организма.

Наномир с помощью нанотехнологий может внести положительный вклад в медицинское развитие, экологическую очистку, сохранение энергии и во многие другие области, которые могут в значительной степени улучшить условия нашей планеты. Нанотехнология может позволить усовершенствовать уже существующие продукты. Также нанотехнология позволит создать микроорганизмы, способные перерабатывать ненужные продукты, сделанные из пластика, а также создавать костные ткани, которые не будут отторгаться человеческим телом после пересадки. Подобная технология может не только облегчить человеческое существование, но также и увеличить продолжительность жизни. нанотехнология как наука поможет реконструировать медицину и позволить излечивать болезни, которые при нынешней технологии являются неизлечимыми.

 

41. Назовите и поясните: Классификация технологий.

Следует отметить, что существуют технологии, применяемые в сфере образования, культуры, промышленного производства и т.д.

В зависимости от того, на каком уровне разрабатываются и внедряются технологии, можно говорить о:

• крупномасштабных технологиях на уровне страны, республики,  региона;

• макротехнологиях в отдельных городах, трудовых объединениях, социальных и общественных институтах и т.д.;

• микротехнологиях, которые направлены на определенные общественные процессы и рассчитаны на небольшие группы людей.

В настоящее время появилось большое разнообразие исследований, в которых рассматриваются педагогические технологии. Среди них можно назвать работы В.П. Беспалько, П.Р. Атутова, М.В. Кларина, В.М. Монахова, В.Ю. Питюкова, Г.К. Селевко, В. В. Юдина и ряд других.

Рассматривая современные образовательные технологии, Г.К. Селевко дает им следующую классификацию:

1)   по уровню применения;

2)   по философской основе;

3)   по ведущему фактору психического развития;

4)   по ориентации на личностные структуры;

5)   по характеру содержания и структуры;

6)   по типу организации и управления познавательной деятельностью Безусловно, может быть и другой подход к выделению основных педагогических технологий. Возможна классификация технологий по основным видам деятельности людей, сферам общественной жизни и многие другие, но, как справедливо отмечает А.Д. Жарков, главное, чтобы «педагогическая технология была направлена на повышение прикладного, организационно-методического потенциала педагогики, а ее четкая прикладная направленность привлекала к ней внимание педагогов во всем мире».

Если говорить о «педагогической технологии», то она может существовать в трех уровнях:

1) научном, когда разрабатываются цели, задачи, содержание и методы обучения, проектируются педагогические процессы;

2) процессуально-описательном, где происходит описание целей, задач, методов, средств, форм и содержания  процесса для ! получения заранее  планируемых результатов обучения; '

3) процессуально-действенном - в основу которого положено осуществление технологического процесса с применением различных методов и средств обучения.

Существуют определенные различия в технологиях, применяемых в учебном процессе и технологиях, разрабатываемых в   . сфере культуры и досуга.

Учитывая то, что социально-культурная сфера представлена 'большим количеством разнопрофильных социальных институтов, которые имеют свои определенные функции и формы работы, то и технологии, применяемые в различных учреждениях, используют множество методов, с помощью которых не только формируется, но и активно осваивается культурно-досуговая среда.

В целом технологии, применяемые в сфере культуры и досуга, можно разделить на основные группы: общие, функциональные и дифференцированные (по Т.Г. Киселевой и Ю.Д. Красильникову):

1) общие технологии ориентируют на наиболее характерные процессы, происходящие в культурно-досуговой деятельности (например: процесс внедрения хозрасчетных механизмов в практику учреждений культуры и досуга);

2) функциональные (отраслевые) технологии в своей основе содержат различные направления культурно-досуговой деятельности, т.е. совокупность методов и средств для реализации определенного содержания сферы культуры и досуга (примером служит технология информационно-познавательной и просветительной деятельности, технология самодеятельного творчества и ряд других);

3) дифференцированные технологии представляют собой методики, направленные на работу с отдельными категориями населения и различными возрастными группами.

Говоря о структуре технологии, следует отметить, что составными ее элементами должны служить:

• концептуапьность, т.е. опора на определенную научную концепцию, включающую философское, психологическое и социально-педагогическое обоснование достижения поставленных целей;

• системность, которая заключается в логике и целостности процесса, взаимосвязи всех ее частей;

• управляемость, предполагающая компетентный анализ конкретной ситуации; разработку и реализацию проектов и программ; диагностику на определенных этапах развития процесса и способность варьировать средствами и методами для достижения результатов;

эффективность современных технологий должна заключаться в конечных результатах и оптимальных затратах на их разработку и внедрение;

• и еще важный элемент технологии - это воспроизводимость разработанной технологии в других однотипных учреждениях и другими субъектами.

 

42. Кратко опишите, что представляет в современном понимании такая сущность, как химическая связь. Кратко сформулируйте, какие бывают виды химической связи и чем они принципиально отличаются друг от друга.

 

Химическая связь – это взаимодействие двух и нескольких атомов, в результате которого образуется химически устойчивая двух- или многоатомная система (например, молекула или кристалл).

Основными типами химической связи являются ионная (химическая связь, образованная за счет электростатического притяжения между катионами и анионами); ковалентная (химическая связь, осуществляемая с помощью общих электронных пар); металлическая (связь между положительными ионами в кристаллах металлов, осуществляемая за счет притяжения электронов, свободно перемещающихся по кристаллу); и водородная (химическая связь между атомами водорода и атомами сильно электроотрицательных элементов (фтор, кислород, азот)).

 

43.Кратко опишите, что представляет  собой такая сущность, как энергетическая  диаграмма. Для чего она применяется?

Энергетическая диаграмма - абстрактный образ, пытающийся передать то, что не может представить наше воображение о «частицах – волнах», о процессах их движения.

 
44. Возможные применения нанотрубок следующие: НАЗОВИТЕ и ПОЯСНИТЕ.

 

Углеродные нанотрубки — это протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (рис.43).  Нанотрубка заканчивается  обычно полусферической головкой, которая может рассматриваться как половина молекулы фуллерена.

Применение нанотрубок в качестве очень прочных микроскопических стержней и нитей.

Одним из наиболее привлекательных направлений использования нанотрубок является создание полупроводниковых гетероструктур, то есть структур типа металл/полупроводник или стык двух разных полупроводников. Теперь для изготовления такой гетероструктуры не надо будет выращивать отдельно два материала и затем «сваривать» их друг с другом. Все, что требуется, это в процессе роста нанотрубки создать в ней структурный дефект (а именно, заменить один из углеродных шестиугольников пятиугольником). Тогда одна часть нанотрубки будет металлической, а другая - полупроводником! Разработано уже и несколько применений нанотрубок в компьютерной индустрии. В частности, появляется реальная перспектива разработать запоминающие устройства с плотностью записи до 10 14 бит/см 2. Созданы и опробованы прототипы тонких плоских дисплеев, работающих на матрице из нанотрубок. Под действием напряжения, прикладываемого к одному из концов нанотрубки, с другого конца начинают испускаться электроны, которые попадают на фосфоресцирующий экран и вызывают свечение пикселя. Получающееся при этом зерно изображения будет фантастически малым: порядка микрона!

 

45. Что такое  полупроводник? Что означают понятия: легирование, донор, акцептор, дырка? Что  называют примесным полупроводником n – типа и примесным полупроводником р - типа?

 

К полупроводниковым материалам относят вещества, занимающие по удельному электрическому сопротивлению промежуточное положение между проводящими материалами и диэлектрическими (ρ>10-4 – ρ<1010) Омсм. Конкретное значение ρ  зависит от вида материала полупроводника и от количества посторонних веществ, находящихся в полупроводнике, то есть от концентрации примеси, и других факторов.

Леги́рование (нем. legieren — «сплавлять», от лат. ligare — «связывать») — добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и/или химических свойств основного материала. Легирование является обобщающим понятием ряда технологических процедур, различают объёмное (металлургическое) и поверхностное (ионное, диффузное и др.) легирование.

Донор в физике твёрдого тела (см. также полупроводники) — примесь в кристаллической решётке, которая отдаёт кристаллу электрон. Вводится при ковалентном типе связи. Бывают однозарядные и многозарядные доноры.

Акце́птор — в физике твёрдого тела (см. также полупроводники) примесь в кристаллической решётке, которая придаёт кристаллу дырочный тип проводимости при которой носителями заряда являются дырки. Термин имеет смысл при ковалентном типе связей в кристалле.Акцепторы бывают однозарядными и многозарядными.

Дырка — квазичастица, носитель положительного заряда, равного элементарному заряду в полупроводниках. Определение по ГОСТ 22622-77: Незаполненная валентная связь, которая проявляет себя как положительный заряд, численно равный заряду электрона. Понятие дырки вводится в зонной теории для описания электронных явлений в не полностью заполненной электронами валентной зоне. В электронном спектре валентной зоны часто возникает несколько зон, различающихся величиной эффективной массы и энергетическим положением (зоны легких и тяжёлых дырок, зона спин-орбитально отщепленных дырок).

В полупроводнике, легированном донорной примесью, который чаще называют примесным полупроводником n - типа, концентрация «свободных» электронов значительно больше концентрации дырок Электронов больше и их называют основными носителями заряда, дырки – неосновными.

В полупроводнике, легированном акцепторной примесью, который чаще называют примесным полупроводником р - типа, наоборот, концентрация «свободных» дырок значительно больше концентрации электронов Дырок больше и их называют основными носителями заряда, электроны – неосновными.

 

46. Аллотропные  формы. Поясните что это. Приведите  примеры. Приведите примеры применений  фуллеренов.

 

Аллотропия (от др.-греч. αλλος — «другой», τροπος — «свойство») — существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм. Другими словами, аллотропия - существование химических элементов в двух или более молекулярных либо кристаллических формах.

Аллотропия может быть обусловлена образованием молекул с разным числом атомов. Аллотропами являются обычный кислород O2 и озон O3; О2 — кислород и О3 — озон. Кислород бесцветен, не имеет запаха, озон же пахуч, имеет бледно-фиолетовый цвет, он более бактерициден. Чаще всего аллотропия связана с образованием кристаллов различных модификаций. Углерод — вещество с самым большим числом аллотропических модификаций (их уже обнаружены более 8). Эти аллотропы включают аморфные аллотропы углерода (уголь, сажа), кристаллические аллотропы — нанотрубка, алмаз, лонсдалеит, фуллерены, графит, и церафит.

Фуллерены — молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода, представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода. Фуллерены —  аллотропная форма углерода, сферические молекулы которых содержат чётное (более 20) количество атомов углерода, которые связаны друг с другом тремя химическими связями.