Модуль 3. Конструирование учебного задания на материале статьи с портала «Нанометр» о достижениях науки в 2010 году
0
Вход
Проанализировать и выполнить задания к статье, объем и форма заданий определены в материале. (самопроверка по образцу)
| Вложение | Размер |
|---|---|
| materialy_k_didakticheskomu_konstruktoru.doc | 75.5 КБ |
| nanometr_chem_blesnula_nauka.doc | 57.5 КБ |
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Комментарии
Задание №1:
Материал данной статьи посвящен описанию квантовых явлений. Классическая механика, хорошо описывающая системы макроскопических масштабов, не способна описать все явления на уровне молекул,атомов, электронов и фотонов. Квантовая механика адекватно описывает основные свойства и поведение атомов, ионов, молекул, конденсированных сред, и других систем с электронно-ядерным строением. Квантовая механика также способна описывать поведение электронов, фотонов, а также других элементарных частиц.
Редакция журнала Science подводя итоги выдающихся достижений науки уходящего года и последних десяти лет, назвала прорывом 2010 года создание первой квантовой машины - крошечного механизма, работающего согласно принципам квантовой механики, которым подчиняются молекулы, атомы и субатомные частицы. Десятью важнейшими научными открытиями десятилетия названы результаты исследований «темной материи» генома, новые методы космологии и палеонтологии, обнаружение воды на Марсе, изобретение методов перепрограммирования клеток, результаты исследований живущих в человеческом теле микроорганизмов, обнаружение сотен внесолнечных планет, выяснение роли воспалительных процессов в хронических заболеваниях, создание систем с отрицательным коэффициентом преломления и доказательство антропогенного потепления климата Земли.
Задание №2:
№
Наименование понятия
Раскрытие (определение)
Источник
1
Квантовая машина
Крошечный механизм, работающий согласно принципам квантовой механики, которым подчиняются молекулы, атомы и субатомные частицы. На основании которого могут быть созданы датчики позволяющие регистрировать тончайшие механические колебания.
журнал Science
2
«Темная материя» генома.
Та часть ДНК, которая присутствует вне генов и не кодирует белки. Долгое время считавшаяся бесполезным баластом, доставшимся нам по недоразумению от предков, некодирующая ДНК получила полуформальное название «junk» - хлам, утиль.
Основная функция этой «темной материи» состоит в регуляции работы генов осуществляемая с помощью белков и РНК, роль которой в работе клеток не ограничена обеспечением механизмов синтеза белка. При этом на РНК, как выяснилось, считывается информация не только с генов, но и с большинства некодирующих последовательностей нуклеотидов в ДНК.
www.homosapiens3.narod.ru/news/news6.htm
журналScience
3
Субатомные частицы
Частицы, размер которых меньше размера атома. Размер атома ≈ 1 Å = 10-8 см. К субатомным частицам относятся атомные ядра и частицы.
uclphys.sinp.msu.ru/enc/e160.htm
4
Антропогенное потепление климата
Глобальное потепление климата вызванное хозяйственной деятельностью человечества. Последствия этого процесса могут быть катастрофическими, поэтому борьба с ним — важнейшая из задач, стоящих перед политиками и учеными.
журналScience
5
Микробиом человека
Совокупность микроорганизмов (преимущественно бактерий), населяющих человеческое тело: пищеварительный тракт, кожу, половую систему.
журналScience
6
Экзопланеты
Внесолнечные планеты, то есть планеты, вращающиеся не вокруг Солнца, а вокруг других звезд
журналScience
7
Метаматериалы
Оптические системы, обладающие отрицательным коэффициентом преломления и позволившие преодолеть пределы разрешения оптических линз, а также исследовать ряд ранее недоступных оптических эффектов.
журналScience
то такое «первая квантовая машина»?
В 1982 году физик Ричард Фейнман выдвинул идею моделирования природы машинами. А поскольку природа имеет квантовый характер, и машины должны быть квантовыми. Машина должна делать точно то, что делает природа.
Самым важным открытием 2010 года редакция журнала назвала создание первой рукотворной «квантовой машины».
«До этого года все рукотворные объекты двигались согласно законам классической механики. Однако в марте коллектив ученых под руководством Эндрю Клеланда и Джона Мартиниса из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре создали цифровое устройство, движение которого может быть описано только законами квантовой механики – сводом правил, который используется для описания поведения мельчайших частиц — молекул, атомов и элементарных частиц», — отмечается в сообщении редакции журнала.
Американцы собрали свою "машину" измаленьких полупроводников, видимых невооруженным глазом. Чтобы перевести его в «квантовое состояние», физики сначала охладили его настолько, что система достигла основного состояния — самого нижнего энергетического уровня, разрешенного законами квантовой механики, а затем сообщили системе квант энергии. Журнал Science и его издатель, некоммерческое сообщество AAAS, признали создание рукотворного квантового устройства открытием года.
Первая квантовая машина представляет собой микроскопическую (сравнимую по размеру с толщиной человеческого волоса) вибрирующую пластинку из нитрида алюминия, покрытого алюминием. Механические колебания этой пластинки вызывают колебания электрического поля, которые можно регистрировать. Колебаниями пластинки можно управлять с помощью кубита, посылая на пластинку или снимая с нее отдельные кванты энергии.
Первая квантовая машина — крошечный механизм, работающий согласно принципам квантовой механики, которым подчиняются молекулы, атомы и субатомные частицы.