Учение об основных направлениях эволюции было разработано. Эволюционное учение. Современное эволюционное учение

25.03.2020

В народном хозяйстве стали популярными диэлектрики, состоящие из неорганических и органических элементов.

Неорганические материалы – это соединения углерода с различными элементами. Углерод обладает высокой способностью к химическим соединениям.

Минеральные диэлектрики

Такой вид диэлектриков появился с развитием электротехнической промышленности. Технология производства минеральных диэлектриков и их видов значительно усовершенствована. Поэтому такие материалы уже вытесняют химические и натуральные диэлектрики.

К минеральным диэлектрическим материалам относятся:

Стекло (конденсаторы, лампы) – аморфный материал, состоит из системы сложных окислов: кремния, кальция, алюминия. Они улучшают диэлектрические качества материала.
Стеклоэмаль – наносится на металлическую поверхность.
Стекловолокно – нити из стекла, из которых получают стеклоткани.
Световоды – светопроводящее стекловолокно, жгут из волокон.
Ситаллы – кристаллические силикаты.
Керамика – фарфор, стеатит.
Слюда – микалекс, слюдопласт, миканит.
Асбест – минералы с волокнистым строением.

Разнообразные диэлектрики не всегда заменяют друг друга. Их сфера применения зависит от стоимости, удобства применения, свойств. Кроме изоляционных свойств, к диэлектрикам предъявляются тепловые, механические требования.

Жидкие диэлектрики

Нефтяные масла

Трансформаторное масло заливается в . Оно наиболее популярно в электротехнике.

Кабельные масла применяются при изготовлении . Ими пропитывают бумажную изоляцию кабелей. Это повышает электрическую прочность и отводит тепло.

Синтетические жидкие диэлектрики

Для пропитки конденсаторов необходим жидкий диэлектрик для увеличения емкости. Такими веществами являются жидкие диэлектрики на синтетической основе, которые превосходят нефтяные масла.

Хлорированные углеводороды образуются из углеводородов заменой в них молекул атомов водорода атомами хлора. Большую популярность имеют полярные продукты дифенила, в состав которых входит С 12 Н 10 -nC Ln.

Их преимуществом является стойкость к горению. Из недостатков можно отметить их токсичность. Вязкость хлорированных дифенилов имеет высокий показатель, поэтому их приходится разбавлять мене вязкими углеводородами.

Кремнийорганические жидкости обладают низкой гигроскопичностью и высокой температурной стойкостью. Их вязкость очень мало зависит от температуры. Такие жидкости имеют высокую стоимость.

Фторорганические жидкости имеют аналогичные свойства. Некоторые образцы жидкости могут долго работать при 2000 градусов. Такие жидкости в виде октола состоят из смеси полимеров изобутилена, получаемых из продуктов газа крекинга нефти, имеют невысокую стоимость.

Природные смолы

Канифоль – это смола, имеющая повышенную хрупкость, и получаемая из живицы (смола сосны). Канифоль состоит из органических кислот, легко растворяется в нефтяных маслах при нагревании, а также в других углеводородах, спирте и скипидаре.

Температура размягчения канифоли равна 50-700 градусов. На открытом воздухе канифоль окисляется, быстрее размягчается, и хуже растворяется. Растворенная канифоль в нефтяном масле используется для пропитки кабелей.

Растительные масла

Эти масла представляют собой вязкие жидкости, которые получены из различных семян растений. Наиболее важное значение имеют высыхающие масла, которые могут при нагревании отвердевать. Тонкий слой масла на поверхности материала при высыхании образует твердую прочную электроизоляционную пленку.

Скорость высыхания масла повышается при возрастании температуры, освещении, при использовании катализаторов – сиккативов (соединения кобальта, кальция, свинца).

Льняное масло имеет золотисто-желтый цвет. Его получают из семян льна. Температура застывания льняного масла составляет -200 градусов.

Тунговое масло изготавливают из семян тунгового дерева. Такое дерево растет на Дальнем Востоке, а также на Кавказе. Это масло не токсично, но не является пищевым. Тунговое масло застывает при температуре 0-50 градусов. Такие масла используются в электротехнике для производства лаков, лакотканей, пропитки дерева, а также в качестве жидких диэлектриков.

Касторовое масло используется для пропитки конденсаторов с бумажным диэлектриком. Получают такое масло из семян клещевины. Застывает оно при температуре -10 -180 градусов. Касторовое масло легко растворяется в этиловом спирте, но нерастворимо в бензине.

Диэлектрики - это вещества, которые не проводят электрический ток, до определенной поры. При определенных условиях проводимость в них зарождается. Этими условиями выступают механические, тепловые - в общем, энергетические виды воздействий. Кроме диэлектриков, вещества также классифицируются на проводники и полупроводники.

Чем отличаются диэлектрики от проводников и полупроводников

Теоретическую разницу между этими тремя видами материалов можно представить, и я это сделаю, на рисунке ниже:

Рисунок красивый, знакомый со школьной скамьи, но что-то практическое из него не особо вытянешь. Однако, в этом графическом шедевре четко определена разница между проводником, полупроводником и диэлектриком.

И отличие это в величине энергетического барьера между валентной зоной и зоной проводимости.

В проводниках электроны находятся в валентной зоне, но не все, так как валентная зона - это самая внешняя граница. Точно, это как с мигрантами. Зона проводимости пуста, но рада гостям, так как у неё полно для них свободных рабочих мест в виде свободных энергетических зон. При воздействии внешнего электрического поля, крайние электроны приобретают энергию и перемещаются в свободные уровни зоны проводимости. Это движение мы еще называем электрическим током.

В диэлектриках и проводниках всё аналогично, за исключением того, что имеется “забор” - запрещенная зона. Эта зона расположена между валентной и зоной проводимости. Чем больше эта зона, тем больше энергии требуется для преодоления электронами этого расстояния. У диэлектриков величина зоны больше, чем у полупроводников. Этому есть даже условие: если дЭ>3Эв () - то это диэлектрик, в обратном случае дЭ

Виды и типы диэлектриков

Классификация диэлектриков довольна обширная. Тут встречаются жидкие, твердые и газообразные вещества. Далее они делятся по определенным признакам. Ниже приведена условная классификация диэлектриков с примерами в форме списка.

газообразные

- полярные
- неполярные (воздух, )

жидкие

- полярные (вода, аммиак)

- жидкие кристаллы

- неполярные (бензол, )

твердые

- центросимментричные

- аморфные

- смолы, битумы (эпоксидная смола)
- стекла
- неупорядоченные полимеры

- поликристаллы

- нерегулярные кристаллы
- керамика
- упорядоченные полимеры
- ситаллы

- монокристаллы

- молекулярные
- ковалентные
- ионные

- параэлектрики смещения
- параэлектрики „порядок-беспорядок”

- дипольные

- нецентросимментричные

- монокристаллы

- пироэлектрики

- сегнетоэлектрики смещения
- сегнетоэлектрики „порядок-беспорядок”
- линейные пироэлектрики

- пьезоэлектрики

- с водородными связями
- ковалентные
- ионные

- текстуры

- электронных дефектов
- ионных дефектов
- полярных молекул
- макродиполей
- сегнетоэлектрических доменов
- кристаллов в матрице

Если брать жидкие и газообразные диэлектрики, то основная классификация лежит в вопросе полярности. Разница в симметричности молекул. В полярных молекулы несимметричны, в неполярных - симметричны. Несимметричные молекулы называются диполями. В полярных жидкостях проводимость настолько велика, что их невозможно использовать в качестве изоляционных веществ. Поэтому для этих целей используют неполярные, тоже трансформаторное масло. А наличие полярных примесей даже в сотых долях значительно снижает планку пробоя и негативно сказывается на изоляционных свойствах неполярных диэлектриков.

кристаллы представляют собой нечто среднее между жидкостью и кристаллом, как следует из названия.

Еще популярным вопросом о свойствах и применении жидких диэлектриков будет следующий: вода - диэлектрик или проводник? В чистой дистиллированной воде отсутствуют примеси, которые могли бы вызвать протекание тока. Чистую воду можно создать в лабораторных, промышленных условиях. Эти условия сложны и трудновыполнимы для обычного человека. Есть простой способ проверить проводит ли дистиллированная вода ток.

Создать электрическую цепь (источник тока - провод - вода - провод - лампочка - другой провод - источник тока), в которой одним из участков для протекания тока будет сосуд с дистиллированной водой. При включении схемы в работу, лампочка не загорится - следовательно ток не проходит. Ну а если загорится, значит вода с примесями.

Поэтому любая вода, которую мы встречаем: из крана, в озере, в ванной - будет проводником за счет примесей, которые создают возможность для протекания тока. Не купайтесь в грозу, не работайте влажными руками с электричеством. Хотя чистая дистиллированная вода - полярный диэлектрик.

Для твердых диэлектриков классификация в основном лежит в вопросе активности и пассивности что ли. Если свойства постоянны, то диэлектрик используют в качестве изоляционного материала, то есть он пассивен. Если свойства меняются, в зависимости от внешних воздействий (тепло, давление), то этот диэлектрик применяют для других целей. Бумага является диэлектриком, если вода пропитана водой - то ток проводится и она проводник, если бумага пропитана трансформаторным маслом - то это диэлектрик.

Фольгой называют тонкую металлическую пластину, металл - как известно является проводником. В продаже имеется например ПВХ-фольга, тут слово фольга для наглядности, а слово ПВХ - для понимания смысла - ведь ПВХ это диэлектрик. Хотя в википедии - фольгой называется тонкий лист металла.

Аморфные жидкости - это и смола, и стекло, и битум, и воск. При повышении температуры этот диэлектрик тает, это замороженные вещества - это дикие определения, которые характеризуют лишь одну грань правды.

Поликристаллы - это, как бы сросшиеся кристаллы, объединенные в один кристалл. Например, соль.

Монокристалл - это цельный кристалл, в отличие от вышеупомянутого поликристалла имеющий непрерывную кристаллическую решетку.

Пьезоэлектрики - диэлектрики, у которых при механическом воздействии (растяжении-сжатии), возникает процесс ионизации. Применяется в зажигалках, детонаторах, УЗИ-обследовании.

Пироэлектрики - при изменении температуры в этих диэлектриках происходит самопроизвольная поляризация. Также она происходит при механическом воздействии, то есть пироэлектрики являются еще и пьезоэлектриками, но не наоборот. Примерами служат янтарь и турмалин.

Физические свойства диэлектриков

Чтобы оценить качество и степень пригодности диэлектрика, необходимо как-то описать его параметры. Если следить за этими параметрами, то можно вовремя предотвратить аварию, заменив элемент на новый с допустимыми параметрами. Этими параметрами выступают: поляризация, электропроводность, электрическая прочность и диэлектрические потери. Для каждого из этих параметров существует своя формула и постоянная величина, в сравнении с которой производится заключение о степени пригодности материала.

Главными электрическими свойствами диэлектриков являются поляризация (смещение зарядов) и электропроводность (способность проводить электрический ток) Смещение связанных зарядов диэлектрика или их ориентация в электрическом поле называется поляризацией. Это свойство диэлектрических материалов характеризуется относительной диэлектрической проницаемостью ε . При поляризации на поверхности диэлектрика образуются связанные электрические заряды.

В зависимости от типа диэлектрика поляризация может быть: электронной, ионной, дипольно-релаксационной, спонтанной. Более подробно про их свойства на инфографике ниже.

Под электропроводностью понимают способность диэлектрика проводить электрический ток. Ток, протекающий в диэлектрике называется током утечки. Ток утечки состоит из двух составляющих - тока абсорбционного и тока сквозного. Сквозные токи обусловлены наличием свободных зарядов в диэлектрике, абсорбционный ток - поляризационными процессами до момента установления равновесия в системе.

Величина электропроводности зависит от температуры, влажности и количества свободных носителей заряда.

При увеличении температуры электропроводность диэлектриков увеличивается, а сопротивление падает.

Зависимость от влажности вновь возвращает нас к классификации диэлектриков. Ведь, неполярные диэлектрики не смачиваются водой и на изменение влажности им нет дела. А у полярных диэлектриков при увеличении влажности повышается содержание ионов, и электропроводность увеличивается.

Проводимость диэлектрика состоит из поверхностной и объемной проводимостей. Известно понятие удельной объемной проводимости, обозначается буквой сигма σ. А обратная величина называется удельное объемной сопротивление и обозначается буквой ро ρ .

Резкое увеличение проводимости в диэлектрике при возрастании напряжения может привести к электрическому пробою. И аналогично, если сопротивление изоляции падает, значит изоляция не справляется со своей задачей и необходимо применять меры. Сопротивление изоляции состоит из поверхностного и объемного сопротивлений.

Под диэлектрическими потерями в диэлектриках понимают потери тока внутри диэлектрика, которые рассеиваются в виде тепла. Для определения этой величины вводят параметр тангенс дельта tgδ . δ - угол, дополняющий до 90 градусов, угол между током и напряжением в цепи с емкостью.

Диэлектрические потери бывают: резонансные, ионизационные, на электропроводность, релаксационные. Теперь подробнее поговорим про каждый тип.

Электрическая прочность это отношение пробивного напряжения к расстоянию между электродами (или толщина диэлектрика). Эта величина определяется минимальной величиной напряженности электрического поля, при которой произойдет пробой.

Пробой может быть электрическим (ударная ионизация, фотоионизация), тепловым (большие диэлектрические потери, следовательно много тепла, и обугливание с оплавлением может произойти) и электрохимическим (в результате образования подвижных ионов).

И в конце таблица диэлектриков, как же без нее.

В таблице выше приведены данные по электрической прочности, удельному объемному сопротивлению и относительной диэлектрической проницаемостью для различных веществ. Также тангенс угла диэлектрических потерь не обошли стороной.

Последние статьи

Самое популярное

5.8.2. Жидкие диэлектрики

Подразделяются на 3 группы:

1) нефтяные масла;

2) синтетические жидкости;

3) растительные масла.

Жидкие диэлектрики используют для пропитки кабелей высокого напряжения, конденсаторов, для заливки трансформаторов, выключателей и вводов. Кроме этого они выполняют функции теплоносителя в трансформаторах, дугогасителя в выключателях и др.

Нефтяные масла

Нефтяные масла представляют собой смесь углеводородов парафинового (С n Н 2 n+ 2 ) и нафтенового (С n Н 2 n ) рядов. Они широко применяются в электротехнике в качестве трансформаторного, кабельного и конденсаторного масел. Масло, заполняя промежутки и поры внутри электротехнических установок и изделий, повышает электрическую прочность изоляции и улучшает теплоотвод от изделий.

Трансформаторное масло получают из нефти путем перегонки. Электрические свойства трансформаторного масла в значительной степени зависят от качества очистки масла от примесей, содержания в нем воды и степени обезгаживания . Диэлектрическая проницаемость масла 2,2, удельное электрическое сопротивление 10 13 Ом· м .

Назначение трансформаторных масел – повышать электрическую прочность изоляции; отводить тепло; способствовать дугогашению в масляных выключателях, улучшать качество электроизоляции в электротехнических изделиях: реостатах, бумажных конденсаторах, кабелях с бумажной изоляцией, силовых кабелях - путем заливки и пропитки.

Трансформаторное масло в процессе эксплуатации стареет, что ухудшает его качество. Старению масла способствуют: контакт масла с воздухом, повышенные температуры, соприкосновение с металлами (Сu , Рb , Fе ), воздействие света. Для увеличения срока службы масло регенерируют очисткой и удалением продуктов старения, добавлением ингибиторов.

Кабельное и конденсаторное масла отличаются от трансформаторного более высоким качеством очистки.

Синтетические жидкие диэлектрики

Синтетические жидкие диэлектрики по некоторым свойствам превосходят нефтяные электроизоляционные масла.

Хлорированные углеводороды

Совол – пентахлордифенил С 6 Н 2 Сl 3 – С 6 Н 3 Сl 2 , получают при хлорировании дифенила С 12 Н 10

С 6 Н 5 – С 6 Н 5 + 5 Сl 2 → С 6 Н 2 Сl 3 – С 6 Н 3 Сl 2 + 5 НСl

Совол применяется для пропитки и заливки конденсаторов. Обладает более высокой по сравнению с нефтяными маслами диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость совола 5,0, удельное электрическое сопротивление 10 11 ¸ 10 12 Ом · м.Применяется совол для пропитки бумажных силовых и радиоконденсаторов с повышенной удельной емкостью и невысоким рабочим напряжением.

Совтол – смесь совола с трихлорбензолом . Используется для изоляции взрывобезопасных трансформаторов.

Кремнийорганические жидкости

Наибольшее распространение имеют полидиметилсилоксановые , полидиэтилсилоксановые , полиметилфенилсилоксановые жидкости.

Полисилоксановые жидкости – жидкие кремнийорганические полимеры (полиорганосилоксаны ), обладают такими ценными свойствами как: высокая нагревостойкость , химическая инертность, низкая гигроскопичность, низкая температура застывания, высокие электрические характеристики в широком интервале частот и температур.

Жидкие полиорганосилоксаны представляют собой полимерные соединения с низкой степенью полимеризации, молекулы которых содержат силоксанную группировку атомов

где атомы кремния связаны с органическими радикалами R : метилом CH 3 , этилом C 2 H 5 , фенилом C 6 H 5 . Молекулы полиорганосилоксановых жидкостей могут иметь линейную, линейно-разветвленную и циклическую структуру.

Жидкие полиметилсилоксаны получают при гидролизе диметилдихлорсилана в смеси с триметилхлорсиланом .

Образующиеся жидкости бесцветны, растворяются в ароматических углеводородах, дихлорэтане и ряде других органических растворителей, не растворяются в спиртах и ацетоне. Полиметилсилоксаны химически инертны, не оказывают агрессивного действия на металлы и не взаимодействуют с большинством органических диэлектриков и резин. Диэлектрическая проницаемость 2,0 ¸ 2,8, удельное электрическое сопротивление 10 12 Ом · м , электрическая прочность 12 ¸ 20 МВ/м

Формула полидиметилсилоксан а имеет вид

– Si (СН 3 ) 3 – О – [ Si (СН 3 ) 2 – О ] n – Si (СН 3 ) = О

Жидкие кремнийорганические полимеры находят применение как:

Полидиэтилсилоксаны – получают при гидролизе диэтилдихлорсилана и триэтилхлорсилана . Имеют широкий интервал температур кипения. Строение выражается формулой:

Свойства зависят от температуры кипения. Электрические свойства совпадают со свойствами полидиметилсилоксана .

Жидкие полиметилфенилсилоксаны имеют строение, выражаемое формулой

Получают гидролизом фенилметилдихлорсиланов и др. Масло вязкое. После обработки NаОН вязкость повышается в 3 раза. Выдерживает нагрев в течение 1000 час до 250 °С. Электрические свойства совпадают со свойствами полидиметилсилоксана .

При γ – облучении вязкость кремнийорганических жидкостей сильно возрастает, а диэлектрические характеристики резко ухудшаются. При большой дозе облучения жидкостипревращаются в каучукоподобную массу, а затем в твердое хрупкое тело.

Фторорганические жидкости

Фторорганические жидкости – С 8 F 16 – негорючи и взрывобезопасны, высоконагревостойки (200 °С), обладают малой гигроскопичностью. Пары их имеют высокую электрическую прочность. Жидкости имеют низкую вязкость, летучи. Обладают лучшим теплоотводом , чем нефтяные масла и кремнийорганические жидкости. –) n ,

представляет собой неполярный полимер линейной структуры. Получается полимеризацией газа этилена С 2 Н 4 при высоком давлении (до 300 МПа), либо при низком (до 0,6 МПа). Молекулярная масса полиэтилена высокого давления – 18000 – 40000, низкого – 60000 – 800000.

Молекулы полиэтилена обладают способностью образовывать участки материала с упорядоченным расположением цепей (кристаллитов), поэтому полиэтилен состоит из двух фаз (кристаллической и аморфной), соотношение которых определяет его механические и тепловые свойства. Аморфная придает материалу эластичные свойства, а кристаллическая – жесткость. Аморфная фаза имеет температуру стеклования +80 °С. Кристаллическая фаза обладает более высокой нагревостойкостью .

Агрегаты молекул полиэтилена кристаллической фазы представляют собой сферолиты с орторомбической структурой. Содержание кристаллической фазы (до 90 %) в полиэтилене низкого давления выше, чем в полиэтилене высокого давления (до 60 %). Благодаря высокой кристалличности полиэтилен низкого давления имеет более высокую температуру плавления (120 -125 °С) и более высокую прочность при растяжении. Структура полиэтилена в значительной степени зависит от режима охлаждения. При его быстром охлаждении образуются мелкие сферолиты, при медленном охлаждении – крупные. Быстро охлажденный полиэтилен отличается большой гибкостью и меньшей твердостью.

Свойства полиэтилена зависят от молекулярного веса, чистоты, посторонних примесей. Механические свойства зависят от степени полимеризации. Полиэтилен обладает большой химической стойкостью. Как электроизоляционный материал широко применяется в кабельной промышленности и в производстве изолированных проводов.

В настоящее время изготовляются следующие виды полиэтилена и полиэтиленовых изделий:

1. полиэтилен низкого и высокого давления - (н.д.) и (в.д.);

2. полиэтилен низкого давления для кабельной промышленности;

3. полиэтилен низкомолекулярный высокого или среднего давления;

4. пористый полиэтилен;

5. полиэтиленовый специальный шланговый пластикат;

6. полиэтилен для производства ВЧ кабеля;

7. электропроводящий полиэтилен для кабельной промышленности;

8. полиэтилен, наполненный сажей;

9. хлорсульфированный полиэтилен;

10. пленка полиэтиленовая.

Фторопласты

Существует несколько видов фторуглеродных полимеров, которые могут быть полярными и неполярными.

Рассмотрим свойства продукта реакции полимеризации газа тетрафторэтилена

(F 2 С = СF 2 ).

Фторопласт – 4 (политетрафторэтилен) – рыхлый порошок белого цвета. Структура молекул имеет вид

Молекулы фторопласта имеют симметричное строение. Поэтому фторопласт является неполярным диэлектриком

Симметричность молекулы и высокая чистота обеспечивают высокий уровень электрических характеристик. Большая энергия связи между С и F придает ему высокую холодостойкость и нагревостойкость . Радиодетали из него могут работать от-195 ÷ +250°С. Негорюч , химически стоек, негигроскопичен, обладает гидрофобностью, не поражается плесенью. Удельное электрическое сопротивление составляет 10 15 ¸ 10 18 Ом · м , диэлектрическая проницаемость 1,9 ¸ 2,2, электрическая прочность 20 ¸ 30 МВ/м

Радиодетали изготавливают из порошка фторопласта холодным прессованием. Отпрессованные изделия спекают в печах при 360 - 380°С. При быстром охлаждении изделия получаются закаленными с высокой механической прочностью. При медленном охлаждении – незакаленные. Они легче обрабатываются, менее тверды, имеют высокий уровень электрических характеристик. При нагреве деталей до 370° из кристаллического состояния переходят в аморфное и приобретают прозрачность. Термическое разложение материала начинается при > 400°. При этом образуется токсичный фтор.

Недостаток фторопласта – его текучесть под действием механической нагрузки. Имеет низкую стойкость к радиации и трудоемок при переработке в изделия. Один из лучших диэлектриков для техники ВЧ и СВЧ. Изготовляют электро - и радиотехнические изделия в виде пластин, дисков, колец, цилиндров. Изолируют ВЧ кабели тонкой пленкой, уплотняющиеся при усадке.

Фторопласт можно модифицировать, применяя наполнители – стекловолокно, нитрид бора, сажу и др., что дает возможность получать материалы с новыми свойствами и улучшить имеющиеся свойства.

Эволюционное учение – это раздел биологии изучающий общие закономерности и движущие силы исторического развития органического мира.

В вопросе о происхождении жизни существуют два взгляда:

ü идеализм (от греческого idea – идея) – учение, утверждающие, что первичным является дух, сознание, а все физические тела и природа – вторичны.

ü материализм (materialis - вещественный) – мир материален и существует независимо от сознания.

Идеалистические взгляды в биологии называются – креационизмом (от латинского creator – творец). Материализм утверждает, что все организмы произошли естественным путём, а их приспособления к среде – результат длительной биологической эволюции.

Эволюция – развитие с течением времени сложных организмов из предшествующих более простых.

Биологической эволюцией (от лат evolution – разворачиваю) – называется, процесс исторического развития живой природы от появления жизни на Земле до наших дней.

Впервые термин «эволюция» был использован швейцарским натуралистом Шарлем Боннэ в 1762г.

Биологическая эволюция – необратимый ненаправленный процесс, т.е., хотя общая линия развития живого на Земле заключается в усложнении организации, приспособленность живых организмов к условиям среды может достигаться разными путями, в том числе приобретением частных адаптаций и упрощением их строения.

Результат эволюции:

ü Многообразие видов;

ü Возникновение приспособлений (адаптаций);

ü Усложнение организации живых существ (прогрессивный характер эволюции);

ü Изменение сообществ организмов (биоценозов);

ü Возникновение биосферы;

ü Появление предпосылок развития человека.

Изучение общих закономерностей и движущих сил исторического развития живой природы составляет предмет эволюционного учения.

Основные этапы эволюционного учения

(история эволюционных идей).

Додарвиновский период.

Древний Китай.

Конфуций – жизнь возникла из одного источника, путем постепенного развёртывания и ветвления.

Античная эпоха.

Диоген – все существа результат дифференциации одного и того же существа и подобны ему.

Эмпедокл – воздух, земля, огонь, вода, четыре корня всего сущего. Жизнь возникла в результате сил притяжения и отталкивания этими четырьмя элементами.

Демокрит – живые существа возникли на земле из ила путём самозарождения.

Анаксагор – организмы возникли из зародышей, носившихся в воздухе.

Фалес (640-546 н.э.) – всё живое произошло из воды.

Анаксимандр – животные и человек возникли из тины на формировавшейся Земле.

Аристотель (384-322 н.э.) – сформировал теорию непрерывного и постепенного развитие живого из неживой материи.

Средневековье (400-1400 н.э.). Теории основаны на более ранних концепциях, или признание креационизма.

Возрождение. Феодализм и ранний капитализм (господство христианской церкви).

Подъём науки и искусства, время Великих открытий: Васко да Гама открыл морской путь вокруг Африки в Индию, Христофор Колумб открыл Америку и т.д. В результате торговли и мореплавания растут знания о многообразии органического мира.

Джон Рей (1627-1705) – создал концепцию вида. Применил понятия систематических единиц родов и видов .

Карл Линней (1707-1778) – создал «Систему природы» (1735) – в которой классифицировал все природные тела по иерархическому принципу (низшие уровни входили в состав высших). Выделял 3 царства: минералы, растения и животные. Классификация приобрела следующий вид: царство, класс, отряд, род, вид, разновидность.

Современная классификация выглядит следующим образом: надцарство – царство – подцарство – тип (отдел у растений) – класс – отряд (порядок у растений) – семейство – род – вид.

Линней ввел биноминальную (бинарную) систему номенклатуры – двойное название организма на латинском языке, где первое слово означало род, а второе вид.

Felis leo – лев;

Felis tigris – тигр;

Felis domestica – домашняя кошка.

Человека Линней поместил в царство животных, класс млекопитающих и отряд приматов.

Недостатки теории К.Линнея:

ü Искусственность классификации: она базировалась на произвольно взятых признаках, а не на родстве организмов. Пример: по строению клюва он поместил в один отряд страуса и курицу.

ü Линней исповедовал метафизический подход: считая каждый вид результатом акта творения Бога, полагал неизменность видов.

Рассвет капитализма (18 –19вв.).

Бюффон (1707-1788) – высказал мнение, что разные типы животных имеют разное происхождение и возникли в разное время. Признавал влияние внешней среды и наследования приобретённых признаков. Стоял на позициях трансформизма – представления об изменяемости организмов под влиянием естественных причин, приводящий к превращению одних форм растений и животных в другие.

В дальнейшем взгляды об изменяемости видов развивали многие учёные:Вальтер (1694-1778), П. Гольбах (1723-1729), Н. Руссо (1712-1778)

Д. Дидро (1713-1784) – мелкие изменения всех существ и детальностей времени существования на Земле могут вполне объяснить возникновение разнообразных организмов мира.

Идеи материализма природы содержится в трудах ученых.

М.В. Ломоносов (1711-1765) – природа изменяется под действием естественных факторов, горообразовательных процессов, воды и др.

А.Н. Радищев (1749-1802) – описал наличие в природе круговорота веществ , связывающих воедино растения, животных и неживую природу.

К. Вольф (1734-1794) – показал постепенное развитие зародыша в яйце (теория эпигенеза ), опровергнув преформизм – зародыш находится в яйце в уже сформировавшимся виде.

А. Каверзнев (1778) – книга « О перерождение животных».

Жорж Кювье (1769-1838) – основал науку – сравнительную анатомию систематических единицу; основал палеонтологию . Считал, что ископаемые остатки результаты «катастроф», после которых возникли новые виды.

Э. Жофруа Сент-Илэр (18 век) – те же факты, которые Кювье использовал для подтверждения креационизма, он рассматривал, как доказательства трансформизма; единство организмов животных – показатель общности происхождения; наличие отличающихся от ископаемых современных форм, как доказательство изменяемости организмов под влиянием внешних и внутренних естественных причин.

Жан-Батист Ламарк (1744-1829) – первое эволюционное учение . Наследование приобретённых признаков (воздействие внешней среды на организм и передача фенотипических изменений потомкам).Концепция упражнения и неупражнения органов.

Ламарк ввёл в употребление термин «биология» (от латинского bios – жизнь, Logos – наука) и «биосфера» (от греческого sfera – шар).

Основные положения эволюционного учения Ламарка.

ü Группы организмов можно расположить по степени сложности их организации (принцип градации).

ü Виды изменяются во времени, но относительно постоянны.

ü Движущая сила эволюции (или причина усложнения организмов) – это внутреннее стремление к прогрессу, заложенное у организмов от природы (Творцом).

ü Среда оказывает непосредственно (на растения и низших животных) и косвенное (на высших животных через нервную систему) влияние на организм, результатом чего является разнообразие видов в пределах ступени. При изменение среды меняются привычки животных, они начинают больше упражнять или не упражнять какие-то органы и эти органы развиваются или наоборот, утрачиваются.

o Пример: у крота из-за жизни под землёй обратное развитие глаза (уменьшились); утки, гуси, лягушки, морские черепахи раздвигали пальцы при плавание, и между ними образовались перепонки. У змей из-за привычки ползать исчезли конечности, а тело стало длинным и гибким и др.

ü Благоприятные признаки передаются по наследству, т.е. происходит наследование модификационной изменчивости.

Недостатки теории:

ü в основе мировоззрения Ламарка лежал деизм – религиозно-философское учение, считавшие первопричиной Мира – Творца;

ü все происходящие изменения с животными являются направленными, т.е. происходят в направлении «нужном» животным. В этом состоит главное отличие учение Ламарка, от современного (сначала закрепляются различные изменения и потом, в процессе естественного отбора, закрепляются самые нужных в данных условиях);

ü изменениям подвергается каждая особь.

Учение Ч. Дарвина.

Чарльз Дарвин (1809-1882) – сформировал теорию эволюции в результате естественного отбора.

Предпосылки возникновения Дарвинизма .

I. Кругосветное путешествие Дарвина на корабле «Бигль» в качестве натуралиста, позволившее собрать обширные коллекции ценные наблюдения.

II. Достижения селекции свидетельствовали о том, что человек может изменять породы и сорта, приспосабливать их, к своим потребностям, путем искусственного отбора, бессознательного – выбирают лучшую особь; или

методического – с целью улучшить свойство или признак.

III. Интенсивное развитие естественных наук.

ü Сравнительная анатомия: установление общего плана строения крупных групп животных (Ж. Кювье, 1817)

ü Эмбриология: обнаружение явления рекапитуляции – жаберные щели в глотке эмбрионов кур.

ü Общая биология: создание клеточных теорий (Т. Шванн, 1839).

ü Сравнительный анатом и эмбриолог Ж. Сент-Илер и Г. Оуэн разработали учения о гомологичных и аналогичных органах.

ü Русский эмбриолог К.М. Бэр открыл закон зародышевого сходства .

ü Геология: получены факты о постепенном изменении поверхности Земли (Ч. Лайель 1797-1875). Книгу Ч. Лайеля использует Дарвин при создании своей теории эволюции.

ü Химия: продемонстрировано единство материальной основы живой и неживой природы (Ф. Велер в 1828г.синтезировал мочевину – продукт биогенного происхождения).

IV. Немецкий философ И. Кант и французский астроном П. Лаплас разработали гипотезу о постепенном образовании Солнечной системы – Солнца, Земли и всех планет – из газообразной туманности под действием естественных причин: сил вращения, притяжения и отталкивания.

V. Социально-экономические предпосылки:

ü утверждение английской политической экономики (А. Смит, Д. Рикардо) о том, что конкуренция есть «естественный закон» общественных отношений.

ü трактат о перенаселении (1792) Т. Мальтуса, английского священника, о необходимости снижения численности населения, которое опережает производство продуктов питания.

— определенную, направленную, приспособительную или же неопределенную, ненаправленную и оказывающуюся приспособительной только случайно.

Первая группа концепций и гипотез традиционно связывается с именем Ж. Б. Ламарка. В 1809 г. предположил, что все живые организмы целесообразно приспосабливаются к условиям среды. Так он объяснял одну из особенностей органического мира — приспособляемость. Прогрессивную , появление форм, более сложных и совершенных, он объяснял «законом градаций» — стремлением живых существ усложнять свою структуру. Раз возникнув, приспособительные изменения далее, по мнению Ламарка, способны передаваться по наследству (концепция «наследования благоприобретенных признаков»). Так возникла система взглядов на эволюционный процесс, названная ламаркизмом. Нетрудно видеть, что концепция Ламарка ничего не объясняет. Согласно ей, виды эволюционируют, приспособляясь и усложняясь, потому что у них такие свойства — приспособляться и усложняться. Ламаркистские взгляды имеют сторонников и в наши дни, хотя те не всегда согласны называться ламаркистами. Причины направленных изменений разные авторы объясняют различно, но их можно свести к двум: направленное влияние внешней среды (например, белый медведь побелел от снега) или же способность самого организма.

Такие гипотезы называют телеологическими (от греческих слов teleos — результат и logos — учение). Телеологический взгляд на протекающие в природе процессы имеет давнюю историю, впервые его высказал античный философ Аристотель. Согласно Аристотелю, причина развития — будущая цель. Так и в по Ламарку — большая приспособленность потомков возникает в результате целенаправленной предков.

Идеалистические телеологические учения об нарушают основной закон современного естествознания — закон причинности, согласно которому будущее не может влиять на настоящее, так же как и настоящее не может влиять на прошлое. Экспериментальная проверка «законов» Ламарка показала их несостоятельность. Строго говоря, достаточно понять, что система взглядов Ламарка нарушает закон причинности, и нужда в таких экспериментах отпадает. Не строят же сейчас вечные двигатели, чтобы лишний раз убедиться в правоте закона сохранения энергии. Согласно ламаркизму, предполагается, что живые организмы способны сами находить верное решение, как себя улучшить, и, более того, сами же способны свое решение осуществлять. Зная, как сложно устроен организм, легко понять, что ни то ни другое невозможно.

Концепция Ламарка бессильна объяснить подавляющее большинство эволюционных приспособлений, например кубаревидную форму яиц морской птицы кайры, не скатывающихся с выступа скалы, все формы и структуры цветков, направленные на повышение вероятности опыления, образование плаценты и млечных желёз у млекопитающих и многое другое. Если ее принять, то придется допустить, что живая природа обладает даром предвидения на много поколений вперед.

А как же направленная , описанная у всех живых организмов, от до человека? Например, способность синтезировать специальный в ответ на появление в среде субстрата для этого . Так, в ответ на, появление в среде сахара лактозы у появляется — галактозидаза, расщепляющая этот сахар. Летний загар у светлокожих людей появляется в ответ на действие лучей солнца. Направленная не причина, а всегда результат эволюционного процесса. Способность к ней — такое же приспособление, возникающее на протяжении многих поколений. Поэтому она не может быть доказательством правоты ламаркизма, скорее, наоборот, подтверждает его несостоятельность. имеют в ДНК галактозидазы, приобретенный в , так же как и механизм, обеспечивающий включение именно этого при появлении в среде лактозы. В кожи человека также уже имеются синтеза черного — меланина, и лучи солнца лишь активируют этот процесс.

Другое эволюционное учение, разделяемое и развиваемое сейчас подавляющим большинством ученых, ведет начало от теории Ч. (см. ). исходит из неопределенной, ненаправленной , которую доказывать не нужно, она видна всем, кто хоть раз наблюдал несколько особей одного вида (коров в стаде, щенят одного помета, растения в лесу и на ). Эта неприспособительна, она возникает независимо от условий внешней среды, с которыми сталкивались предки или встретятся потомки. Нам хорошо известен и механизм этой : это , происходящие в ДНК. Очевидно, что не могут быть приспособительными, так как причины, их вызывающие, никак не связаны с тем, за что этот отвечает. Но иногда некоторые случайные изменения оказываются благоприятными для и в данных конкретных условиях. Носители этих изменений имеют большую вероятность оставить потомство и становятся победителями в . и оказывается главной движущей силой , придающей ей направленность. Так возникает целесообразность, приспособленность.

Дальнейшее развитие эволюционного учения связано с успехами генетики, и особенно исследованиями . говорил лишь об общей категории неопределенной . Теперь ее подразделяют на мутационную (см. ) и комбинационную, или комбинативную. С момента разделения на эти две категории возникают предпосылки для создания новой, синтетической теории . Ее так называют потому, что она является синтезом , классической генетики и теории . Суть ее в следующем: вновь образующиеся изменения , а также появляющиеся при этом в результате полового процесса комбинации подвергаются отбору под действием факторов внешней среды.

Много новых данных получено и об отборе. Теперь различают как индивидуальный отбор наиболее приспособленных особей, так и семейный, групповой (отбор семей муравьев, пчел, стад копытных, стай обезьян и т. д.).

Немаловажную роль в играют чисто случайные процессы, происходящие в малых

Учение об основных направлениях эволюции было разработано. Эволюционное учение. Современное эволюционное учение

Читайте также

Свойства диэлектриков

P/E=X=const

Пироэлектрики

Группы сегнетоэлектриков

Первая группа

Вторая группа

Третья группа

Пьезоэлектрический эффект

ΔX1=ΔX2

Пьезокерамика

Пьезоэлектрические двигатели

Пьезоэлектрические трансформаторы

Классификация диэлектриков