Вы будете перенаправлены на Автор24
Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
Термодинамические системы неживой и живой природы далеки от равновесия. Они представляют собой потоки энергии и вещества, в которых происходят процессы самоорганизации, базирующиеся на фундаментальных физических принципах. Лауреат Нобелевской премии И.Р. Пригожин рассматривал природные системы как диссипативные структуры, обменивающиеся энергией и веществом с окружающей средой. Океанические течения, атмосферные циркуляции - примеры диссипативных структур. Земля с точки зрения физики также является системой, получающей энергию извне, от Солнца. Экологию можно рассматривать как науку, изучающую процессы самоорганизации и эволюции систем в живой и неживой природе.
Уже В.И. Вернадский считал, что воздействие человека на природу может стать более мощным фактором, чем все остальные природные процессы.
Рисунок 1. Академик Владимир Иванович Вернадский, создатель учения о биосфере и ноосфере. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
С другой стороны, физика Земли, изучающая процессы в атмосфере, литосфере, гидросфере, способна предоставить и решение проблем, связанных с искажениями среды обитания:
Устойчивость вида Homo Sapiens определяется интервалом колебаний средней температуры атмосферы всего в 4 градуса.
Технический прогресс последних столетий, обусловленный развитием физики и других фундаментальных наук, поставил на службу человеку многие явления природы. Вместе с тем, их эксплуатация должна производиться с учетом влияния на окружающую среду. Рассмотрим некоторые явления природы в экологическом аспекте:
Рисунок 2. Источники загрязнения атмосферы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Экологические проблемы стали особенно сильно интересовать физиков-преподавателей с 80-х гг. ХХ века, после катастроф на атомных электростанциях Три-Майл-Айленд (США, 1979 г.) и Чернобыльской (СССР, 1986 г.). С этого времени у ученых ускорилось формирование чувства ответственности за экологические издержки их деятельности. Появилась потребность введения в учебные программы курсов физики окружающей среды. Так, например, в Ленинградском технологическом институте обучение по специальности "Экология и рациональное использование природных ресурсов" ведется с середины 1980-х гг.
Интересно отметить, что основы преподавания экологической физики во многом заложил наш соотечественник, профессор кафедры теоретической физики Коломенского педагогического института А.П. Рыженков. В 1989 г. вышла его первая тематическая монография - "Физика и экология". С 1991 г. он по приглашению Лундского университета (Швеция) вел там курс "Физика окружающей среды", сформировав первую группу студентов по этому направлению. Интерес к этой учебной дисциплине неуклонно рос, и вскоре курс стал обязательным для студентов-физиков педагогических отделений Швеции. В 1999 году был опубликован учебник "Физика окружающей среды" Матса Арескога, одного из первых слушателей профессора Рыженкова. Деятельность по преподаванию физической экологии была им продолжена в США в 1997-1998 гг. на экологическом отделении Университета Монтклэр в штате Нью Джерси.
В настоящее время внимание физиков к вопросам экологии еще не так велико, как требуют тревожные симптомы изменения экологической обстановки на Земле. Тем не менее, полноценные курсы экологической физики сформированы в ведущих вузах, в частности, на Физическом факультете МГУ.
Важной составляющей изучения экологической физики являются практические занятия в полевых условиях, например: исследование вариаций солнечного излучения, ресурсного потенциала реки и т.д.
Рисунок 3. Полевые занятия по экологии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ