Энергия и движение. Мутация и генная инженерия. Планета Земля: эволюция, строение, динамика. Теория атомного строения

В астеносфере находятся очаги вулканов.
Промежуточный слой характеризуется сильным возрастанием скоростей сейсмических волн и увеличением электропроводности вещества Земли. Большинство ученых считают, что в промежуточном слое изменяется состав вещества или слагающие его минералы переходят в иное состояние, с более плотной «упаковкой» атомов. Нижний слой мантии отличается большей однородностью по сравнению с верхним слоем. Вещество в этих двух слоях находится в твердом, по-видимому, кристаллическом состоянии.
Под мантией находится земное ядро с радиусом 3471 км. Оно подразделяется на жидкое внешнее ядро (слой между 2900 и 5100 км) и твердое ядрышко..
Температура внутри Земли с глубиной повышается до 2000 -3000°С, при этом наиболее интенсивный ее рост отмечается в земной коре, далее он замедляется, и на больших глубинах температура остается, вероятно постоянной. Плотность Земли возрастает с 2,6 г / см3 на поверхности до 6,8 г / см3 на границе ядра Земли, а в центральных областях составляет примерно 16 г/см3. Давление возрастает с глубиной и достигает на границе между мантией и ядром 1,3 млн. атм, а в центре ядра - 3,5 млн. атм.
Внешние оболочки: гидросфера и атмосфера также неоднородны. Гидросфера, собственно говоря, не является сплошной оболочкой, хотя, занимает 70% земной поверхности, а кроме того, помимо объектов из жидкой воды, расположенных на земной поверхности, она включает и криосферу, состоящую из ледников Антарктиды и Гренландии, горных стран, а также массивов многолетнемерзлых грунтов и ископаемых льдов.
Атмосфера насчитывает пять слоев: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Данные сферы разделены промежуточными слоями (паузами), в которых происходят резкие скачки физических параметров воздушной среды, главным образом, температуры и давления. Паузы называются по названию нижележащего слоя атмосферы. Так, тропосферу и стратосферу разделяет тропопауза, стратосферу и мезосферу – стратопауза и т.д.
Нижний слой атмосферы – тропосфера распространяется до высоты 9 – 17 км (выше над экватором) и концентрирует в себе около 80% массы земной атмосферы. Верхняя граница стратосферы расположена на высоте 50 – 55 км, мезосферы – 85 км, термосферы – около 400 км. Вопрос о верхней границе экзосферы дискуссионен.
До высоты около 100 км атмосфера Земли имеет относительно однородный газовый состав. В более высоких слоях, концентрация более тяжелых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли.
Динамика физических и биологических процессов на Земле обусловлена, прежде всего, циклами ее вращения вокруг своей оси, вокруг центра масс Земля-Луна, обращением Земли вокруг Солнца, а Луны вокруг Земли, движением Солнечной системы по Галактике. С этими движениями связаны смена дня и ночи, времен года, приливно-отливные явления, изменение наклона земной оси под влиянием прецессии, а также, предположительно, потепления и похолодания климата, увеличение и снижение вулканической активности и т.д. Кроме того, динамика Земли связана с периодами солнечной активности (что влияет на глобальную температуру, состояние магнитосферы и т.д.). Предполагается наличие и других динамических зависимостей, которые, однако, изучены не до конца.
Теория атомного строения. Атомом называется мельчайший (неразделимый химическими методами) объект элемента периодической системы (простого вещества), обладающий всеми его химическими свойствами.
В настоящее время в физике используется волновая модель атома Шредигера, предполагающая (как и в существовавшей ранее планетарной модели Бора) наличие у атома ядра, состоящего из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (частиц, не несущих заряда, но по массе равных протону) и окружающего их электронного облака, с количеством электронов, равным количеству протонов. При этом заряд электрона отрицателен, а по модулю равен заряду протона, в то же время масса электрона практически в 2000 раз меньше массы протона. Электроны движутся по орбиталям (траекториям, где согласно принципу неопределенности Гейзенберга вероятность их нахождения составляет около 90%). Форма орбиталей весьма разнообразна (шаровидная, гантелевидная и др.) и зависит от энергии электрона и, соответственно, степени его свободы в атоме. квантовой механике каждая атомная орбиталь определяется тремя квантовыми числами.
Главное квантовое число n – может принимать целочисленные значения от 1 до ¥. В Периодической системе элементов максимальному значению главного квантового числа соответствует номер периода.
Орбитальное квантовое число l  – определяет орбитальный момент количества движения (импульса) электрона, точное значение его энергии и форму орбитали. Может принимать значения 0,1,2,3,…(n-1). Орбитальное квантовое число определяет форму атомной орбитали. При l=0 это сфера, при l=1 – объемная восьмерка (гантель), при l =2 четырехлепестковая розетка.
Магнитное квантовое число ml  определяет возможные значения проекции орбитального момента количества движения электрона на фиксированное направление в пространстве (например ось Z) движение электрона вокруг ядра можно сравнить с движением тока по замкнутому контуру. При этом возникает магнитное поле, вектор напряженности Н которого направлен перпендикулярно плоскости движения электрона. В общем случае магнитное кантовое число характеризует ориентацию атомной орбитали в пространстве относительно внешней силы. Магнитное квантовое число определяет ориентацию орбитального углового момента относительно некоторого фиксированного направления. Орбитальному квантовому числу l =0 отвечает единственное значение магнитного квантового числа ml  =0. Эти значения l  и ml  характеризуют все s –орбитали, которые имеют форму сферы. Так как в этом случае магнитное квантовое число принимает только одно значение, то каждый s подуровень состоит только из одной орбитали. На р-подуровне при l =1 орбитали имеют форму гантелей, магнитное квантовое число принимает следующие значения ml  = -1, 0, +1. Следовательно, р-подуровень состоит из трех атомных орбиталей, которые располагаются вдоль осей координат, их обозначают рx, рy, рz. Волновые свойства электронов описывает уравнение Шредингера, объединяющее все три квантовых числа.
В химические взаимодействия (обмен зарядами) могут вступать только электроны с наружной орбитали.
Список использованных источников

Генная инженерия: методы, общие сведения // Сайт «Биология и медицина». Электронный ресурс. Режим доступа: http://medbiol.ru/medbiol/genexp/0004dedb.htm
Концепции Современного Естествознания, Н.М. Кожевников. http://www.nimiko.euro.ru
Короновский Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. Историческая геология : Учебник. — М.: Академия, 2006.
Кунафин М. С. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. Изд-е . – Уфа, 2003.
Мутации. Мутагены. Классификация мутагенов // Сайт «Планета здоровья» Электронный ресурс. Режим доступа: http://medicalplanet.su/Patfiz/44.html
Мутагенные факторы // Сайт «Генетика». Электронный ресурс. Режим доступа: http://genetics.prep74.ru/mutagenniye%20factory.html
Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Развитие Земли. — М.: Изд-во МГУ, 2002. — 506 с.
Философский энциклопедический словарь. – М., 1989.
Хромов С.П., Петросянц М.А. - Метеорология и климатология – 2001 – 528 с.
Энциклопедия физики и техники. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.femto.com.ua/
Философский энциклопедический словарь. – М., 1989.
Кунафин М. С. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. Изд-е . – Уфа, 2003.
Мутации. Мутагены. Классификация мутагенов // Сайт «Планета здоровья» Электронный ресурс. Режим доступа: http://medicalplanet.su/Patfiz/44.html
Мутагенные факторы // Сайт «Генетика». Электронный ресурс. Режим доступа: http://genetics.prep74.ru/mutagenniye%20factory.html
Генная инженерия: методы, общие сведения // Сайт «Биология и медицина». Электронный ресурс. Режим доступа: http://medbiol.ru/medbiol/genexp/0004dedb.htm
Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Развитие Земли. — М.: Изд-во МГУ, 2002. — 506 с.
Короновский Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. Историческая геология : Учебник. — М.: Академия, 2006.
Концепции Современного Естествознания, Н.М. Кожевников. http://www.nimiko.euro.ru
Концепции Современного Естествознания, Н.М. Кожевников. http://www.nimiko.euro.ru
Концепции Современного Естествознания, Н.М. Кожевников. http://www.nimiko.euro.ru
Хромов С.П., Петросянц М.А. - Метеорология и климатология – 2001 – 528 с.
Энциклопедия физики и техники. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.femto.com.ua/












19