ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ
Тепловое излучение. Равновесное тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Излучение абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон смешения Вина и его следствия. Формула Рэлея-Джинса. Гипотеза и формула Планка для излучения.
Фотоэффект. Опыт Боте. Фотоны. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновой дуализм.
Боровская теория атома. Спектральные закономерности. Опыты по рассеянию -частицы. Модель атома Резерфорда. Постулаты Бора. Боровская теория атома водорода. Опыты Франка и Герца.
Элементы квантовой механики. Гипотеза де Бройля. Дифракция электронов. Волновые свойства частиц. Принцип неопределенности. Волновая функция. Уравнения Шредингера. Квантование энергии. Квантовый гармонический осциллятор. Момент импульса и спин электронов. Квантование момента импульса. Опыт Штерна и Герлаха.
Электронная структура атома. Квантовые числа. Принцип Паули. Распределение электронов по энергетическим уровням атома. Периодическая система элементов Менделеева. Спонтанное и вынужденное излучение. Принцип работы лазера.
Состав и характеристика атомного ядра. Масса и энергия связи ядра. Модели атомного ядра. Ядерные силы. Радиоактивность. Ядерные реакции Деление ядер. Термоядерные реакции
Примерный перечень тем лабораторных работ по курсу физики
№
|
Цель работы
|
1
|
Определение момента инерции тел различной формы и проверка теоремы Штейнера
|
2
|
Изучение свободных, затухающих и вынужденных механических колебаний
|
3
|
Изучение законов вращательного движения твердого тела
|
4
|
Изучение зависимости коэффициента поверхностного натяжения раствора от его концентрации
|
5
|
Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса
|
6
|
Определение отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме
|
7
|
Изучение законов электрического поля
|
8
|
Изучение законов магнитного поля
|
9
|
Изучение интерференции света
|
10
|
Изучение дифракции света
|
11
|
Изучение основных явлений поляризации света
|
12
|
Изучение ядерного магнитного резонанса
|
13
|
Опыт Франка и Герца.
| ЛИТЕРАТУРА Основная
Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х т. - М.: Наука. 1973-1979.
Краткий курс общей физики. В 4-х ч./Под ред. Пустовалова Г.Е. -
М.: Изд-во Моск. ун-та. 1981-1983.
Белов Д.В. Механика. - М.: Физический ф-т МГУ им. М.В. Ломоносова. 1998.
Белов Д.В. Электромагнетизм и волновая оптика. - М.: Изд-во Моск. ун-та. 1994.
Антошина Л.Г., Короленко П.В., Скипетрова Л.А. Сборник задач по общей физике для нефизических специальностей. - М.: Изд-во Моск. ун-та. 1991.
Дополнительная
Детлаф А.А., Яворский В.М. Милковская Л.Б. Курс физики. В 3-х т. - М.: Высшая школа. 19673-1979.
Калашников С.Г. Электричество. - М.: Наука, 1977. 592 с.
Ландсберг Г.С. Оптика. - М.: Наука. 1976. 929 с.
Джанколи Д. Физика. В 2-х т. - М.: Мир. 1989.
Программу составили: проф. Струков Б.А., доц. Антошина Л.Г. (Московский университет)
ХИМИЯ
(полная программа)
Введение
Представление о дифференциации и интеграции естественных неаук. Химия – одна из фундаментальных наук о природе. Предмет и задачи химии. Химия и почвоведение. Роль химии как производительной силы общества. Химическое и сельскохозяйственное производства и проблема охраны биосферы.
Теоретические основы химии
Основные этапы развития химии. Атомно-молекулярное учение
Становление и развитие химии как науки. Основные понятия химии (атом, молекула, химический элемент). Развитие материалистических представлений в химии. Стехиометрические законы, их роль в утверждении атомно-молекулярного учения. Современное состояние атомно-молекулярной теории. Нестехиометрические соединения. Дальтониды и бертоллиды. Материя и движение. Законы сохранения. Взаимосвязь массы и энергии.
Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.Менделеева. Состав атомов. Атомные спектры. Уравнение .Планка. Постулаты .Бора. Корпускулярно-волновой дуализм. Уравнение де Бройля. Квантовомеханические представления о строении атома. Квантовые числа. Атомные орбитали. Форма граничных поверхностей s-,p-,d-, f- орбиталей. Электронное строение атомов. Принцип Паули. Правило Хунда. Правила Клечковского. Периодический закон Д.И.Менделеева. Графические формы периодической системы. Периодические и непериодические свойства элементов.
Химическая связь. Строение и свойства вещества. Характеристики взаимодействующих атомов: орбитальный и эффективный радиусы, ионизационный потенциал.,сродство к электрону. Электроотрицательность. Типы химической связи. Ковалентная (полярная и неполярная) связи. Дипольный момент связи. Основные характеристики химической связи (длина, энергия, кратность, валентный угол). Ионная связь. Свойства молекул с различным типом связи. Поляризация ионов. Метод валентных связей, сигма- и пи-связи. Гибридизация орбиталей. Метод молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). Энергетические диаграммы.
Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Комплексные соединения. Координационная теория Вернера. Типичные комплексооброазователи и лиганды. Моно- и полидентатные лиганды.
Хелатные комплексы, кластеры, клатраты. Классификация , номенклатура, изомерия комплексных соединений. Диссоциация комплексных соединений. Константа устойчивости. Двойные соли. Квантовомеханические теории координационной связи (метод ВС).
Водородная связь. Металлическая связь. Понятие о зонной теории тваердого тела. Проводники, полупроводники, диэлектрики, ионные кристаллы. Межмолекулярное взаимодействие ((силы Ван-дер-Ваальса).Агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное. Кристаллическое состояние. Атомные, ионные, молекулярные, металлические решетки.Аморфное состояние вещества.
Энергетика и направление химических процессов. Внутренняя энергия и энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. Закон Гесса. Движущие силы химического процесса. Понятие об энтропии. Направление самопроизвольного протекания химической реакции. Энергия Гиббса химической реакции.
Стандартное состояние вещества.
Химическая кинетика. Катализ. Химическое равновесие. Классификация реакций в химической кинетике.Скорость химической реакции. Основной закон химической кинетики (закон действия масс). Константа скорости. Кинетическое уравнение, порядок и молекулярность реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Представление о теории активных столкновений. Уравнение Аррениуса. Энергия активации.
Цепные и фотохимические реакции.
Каталитические реакции. Гомогенный и гетерогенный катализ. Представление о механизме катализа. Автокатализ. Ферментативный катализ.Ингибиторы химического процесса.
Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия. Принцип Ле Шателье. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния.
Растворы. Дисперсные системы. Истинные и коллоидные растворы. Общие свойства растворов. Растворимость.веществ. Растворимость как физико-химическийй процесс. Химическая(гидратная) теория растворов Д.И.Менделеева. Энтальпия растворения. Физическая теория растворов. Понятие об идеальном растворе. Законы Рауля. Криоскопия и эбулиоскопия. Явление осмоса. Осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа. Осмос в природе.
Растворы электролитов. Изотонический коэффициент. Электролитическая диссоциация в водных растворах. Сильные и слабые электролиты. Константа и степень диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Равновесие в растворах сильных электролитов. Кажущаяся степень диссоциации. Активность и коэффициент активности иона. Ионная сила раствора .Термодинамическая константа равновесия.
Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). Методы определения рН.Буферные растворы.
Гидролиз солей. Ионные уравнения реакций гидролиза. Константа и степень гидролиза. Необратимый гидролиз.
Труднорастворимые электролиты. Равновесие осадок-раствор. Произведение растворимости.
Представление о современных теориях кислот и оснований. Протолитическая теория Бренстеда и Лоури. Понятие о кислотах и основаниях Льюиса.
Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические процессы.
Окслительно-восстановительные реакции. Степень окисления. Важнейшие окислители и восстановители. Редокс-потенциалы. Уравнение Нернста. Направление окислительно-восстановительных реакций.
Равновесие на границе металл-раствор. Электродный потенциал. Ряд напряжений металлов. ЭДС гальванического элемента. Электролиз расплавов и водных растворов солей. Инертные и активные электроды. Потенциал разложения. Явление перенапряжения. Электрохимическая коррозия металлов. Химические источники электрического тока.
Химия элементов
Водород. Нахождение в природе, физические и химические свойства, применение. Соединения с металлами и неметаллами. Гидриды. Вода, строение молекулы, аномалии физических свойств. Диаграмма состояния воды. Вода в природе. Пероксид водорода. Получение, строение молекулы, свойства.
Элементы главной подгруппы VП группы. Галогены, общая характеристика (строение атомов, нахождение в природе, степени окисления, методы получения, физические и химические свойства). Галогены как окислители. Соединения с водородом. Кислородные кислоты галогенов. Гидролиз хлора. Реакции диспропорционирования. Характер изменения свойств в ряду кислородных кислот хлора. Применение простых веществ и соединений галогенов.
Элементы главной подгруппы VI группы (халькогены). Общая характеристика, аллотропия халькогенов. Кислород, строение атома и молекулы, получение и свойства кислорода. Озон, получение и биологическая роль. Оксиды и гидроксиды, закономерности в изменении кислотно-основных свойств в периодах и группах периодической системы элементов. Сера. Взаимодействие с водородом. Сероводородная кислота, сульфиды, их растворимость в воде и минеральных кислотах. Получение и свойства оксидов серы. Кислородные кислоты серы, их получение в технике, кислотно-основная активнсть. Селен и теллур как аналоги серы. Практическое применение халькогенов и их соединений. Соединения серы как важнейшие загрязнители биосферы.
Элементы главной подгруппы V группы. Общая характеристика элементов подгруппы. Азот. Соединения с металлами и неметаллами. Нитриды. Проблема фиксации атмосферного азота. Промышленный синтез, свойства и применение аммиака. Равновесие в водном растворе аммиака, соли аммония. Оксиды азота, строение, получение и химические свойства. Азотистая кислота, ее окислительно-восстановительная активность. Нитриты. Азотная кислота, получение и свойства, взаимодействие с металлами и неметаллами. Нитраты. Азотные удобрения. Применение азота и его соединений. Фосфор. Кристаллические модификации фосфора. Соединения фосфора с металлами и неметаллами. Фосфиды, фосфин. Оксиды фосфора. Фосфорные кислоты, их соли. Растворимость и гидролиз фосфатов. Фосфорные удобрения. Элементы подгруппы мышьяка. Соединения с водородом, оксиды и гидроксиды. Кислородные соединения мышьяка и сурьмы. Токсичнсть соединений элементов подгруппы мышьяка. Ядохимикаты.
Элементы главной подгруппы IV группы. Углерод. Кремний. Круговорот углерода в природе. Неорганические соединения углерода. Карбиды металлов. Оксиды углерода. Угольная кислота и ее соли. Карбонаты и бикарбонаты, их растворимость и гидролиз. Карбонилы металлов. Соединения углерода с галогенами, серой, азотом. Фреоны. Цианистоводородная кислота, цианиды. Сероуглерод, карбамид.
Кремний. Соединения с водородом и кислородом. Силаны. Галогенилды кремния, их применение. Кремниевые кислоты, силикаиты. Силикагель. Силикаты в природе. Понятие о неорганических полимерах..
Элементы главной подгруппы III группы. Бор, ээлектронная структура атома. Соединения бора с кислородом, галогенами, водородом. Бораны. Борные кислоты и их соли. Бура. Бориды металлов. Соединения бора с азотом. Боразон. Алюминий. Соединения с галогенами, кислородом. Оксид и гидроксид алюминия, их свойства. Гидролиз солей.. Природные алюмосиликаты. Глины, полевые шпаты.
Элементы главной подгруппы II группы. Бериллий. Оксид, гидроксид, их получение и свойства. Гидролиз солей. Бериллаты, фторобериллаты. Магний. Получение и свойства оксида и гидроксида. Магнезиальный цемент. Щелочноземельные элементы. Получение и свойства оксидов и гидроксидов кальция, стронция и бария. Вяжущие материалы. Гашеная известь. Гипс, алебастр. Жесткость воды, методы ее устранения. Биологическая роль соединений магния и кальция.
Элементы главной подгруппы I группы. Щелочные металлы. Оксиды, пероксиды, надпероксиды. Гидриды. Биологическая роль соединений натрия и калия. Получение и применение щелочных металлов и их соединений. Калийные удобрения.
Химия переходных (3-d) элементов Степени окисления, физические свойства простых веществ. Закономерности в изменении свойств простых веществ и соединений в периодах и группах. Переходные элементы как комплексообразователи. .Обзор химии переходных элементов по группам. Микроэлементы.
Подгруппа титана и ванадия. Общая характеристика простых веществ
и важнейших соединений элементов подгруппы. Характер изменения кислотно-основных свойств оксидов в зависимости от степени окисления. Соединения титана, циркония, ванадия. Титанаты и ванадаты. Применение простых веществ и соединений.
Подгруппа хрома. Общая характеристика элементов подгруппы. Соединения хрома(Ш). Окислительная активность соединений хрома((VI). Хроматы и дихроматы. Сравнительная химия молибдена и вольфрама. Применение простых веществ и соединений элементов подгруппы хрома.
Подгруппа марганца. Общая характеристика элементов подгруппы, важнейшие соединения. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов марганца в зависимости от степени окисления элемента. Влияние кислотности среды на окислительную активность соединений марганца. Марганцовистая, марганцовая кислоты, их соли.
Элементы VIII группы. Общая характеристика. Железо., его сплавы. Чугун, сталь. Оксиды и гидроксиды железа. Ферриты. Комплексные соединения железа, никеля, кобальта.
Элементы подгрупп меди и цинка. Общая характеристика, свойства оксидов и гидроксидов. Комплексные соединения меди, золота, серебра.
Примерный перечень лабораторных работ
Определение атомной массы элемента.
Определение теплоты реакции нейтрализации.
Скорость химической реакции.
Определение константы скорости. реакции 1 порядка.
Окислительно-восстановительные реакции.
Равновесие в растворах электролитов (константа и степень диссоциации, рН раствора).
Равновесие в растворах электролитов (гидролиз солей, произведение растворимости).
Соединения галогенов.
Соединения серы.
Соединения азота и фосфора.
Комплексные соединения.
Литература
Общая химия. Учебник под ред.Е.М.Соколовской и Л.С.Гузея. Изд.3-е,. МГУ.1989.
Гузей Л.С., Кузнецов В.Н.,Гузей А.С. Общая химия. М., МГУ, 1999.
Практикум по общей химии (ред.Е.М.Соколовская и О.С.Зайцев).Изд. 3-е МГУ. 1981
Задачи и упражнения по общей химии. Л.М.Витигг, Л.А.Резницкий. Изд. 3-е. МГУ.1995.
Дополнительная:
Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М., Высшая.школа.,1988.
Глинка Н.Л. Общая химия. Л., Химия. 1980.
3.Зайцев О.С. Общая химия. Состояние веществ и химические реакции. М., 1990.
Резницкий Л.А. Химическая связь. МГУ. 1988.
Трошкина В.А. Химия. Методические указания. МГУ. 1988.
Автор программы – проф. Л.М.Витинг , отв. редактор – проф. С.Ф.Дунаев.
БОТАНИКА С ОСНОВАМИ ГЕОБОТАНИКИ
(полная программа)
Геоботаника как комплекс дисциплин о растительном покрове Земного шара, предмет ее исследования, содержание и задачи. Место геоботаники с системе естественных наук.
Основные понятия и представления геоботаники. Биогеоценоз, его компоненты, взаимоотношения между ними. Биогеоценоз и экосистема. Представление о консорциях. Понятие о флоре, растительности и растительном покрове.
Предмет и задачи фитоценологии. Роль фитоценоза в биогеоценозе. Понятие о фитоценозе, его важнейшие особенности. Растительные сообщества и растительные группировки. Агроценозы. Две парадигмы современной фитоценологии.
Организация фитоценозов, их конституционная, морфологическая и функциональная структура. Состав фитоценозов: а) флористическое богатство и флористическая насыщенность фитоценозов в разных условиях; б) количественные соотношения между видами в фитоценозе (численность, проективное покрытие, весовые соотношения и т.д.); в) понятие о ценотипах (типах стратегии жизни) растений; типы стратегий жизни Раменского—Грайма; г) ценотические популяции растений и их онтогенетическая структура; д) жизненные формы растений и подходы к их классификации (Раункиер, Браун-Бланке, Уиттекер и др.)..
Морфологическая структура фитоценозов. Горизонтальная структура растительного покрова. Мозаичность и комплексность. Вертикальная структура фитоценозов. Ярусы и биогеоценотические горизонты. Представление о синузиях.
Динамика растительного покрова. Виды изменчивости фитоценозов во времени: суточная, сезонная и разногодичная (флуктуационная) изменчивость. Первичные сукцессии. Вторичные сукцессии. Коренные и производные фитоценозы.
Формы взаимоотношений между растениями в фитоценозах. Контактные взаимоотношения между растениями в сообществе. Трансабиотические и трансбиотические взаимоотношения между растениями в сообществе.
Классификация и ординация фитоценозов. Принципы классификации фитоценозов и единицы классификации. Ординационные подходы в работах отечественных (Сукачев, Погребняк) и зарубежных (Гудалл, Уиттекер) ученых..
Экологические факторы и их классификация. Закономерности действия на растения экологических факторов. Ведущие (лимитирующие) экологические факторы. Влияние экологических факторов на жизненные процессы растений. Закон Либиха. Аутэкологические и синэкологические ареалы и оптимумы. Влияние экологических факторов на географическое распространение растений. Тепло, свет, вода и воздух как абиотические климатические экологические факторы.
Эдафические экологические факторы. Содержание питательных веществ в почве как экологический фактор. Химические и физические свойства почвы как экологические факторы.
Биотические экологические факторы. Воздействие животных на фитоценозы. Формы воздействия человека на фитоценозы и их последствия.
Рельеф как экологический фактор. Зональность и высотная поясность растительного покрова нашей стран и факторы, их обусловливающие.
Природные зоны России и сопредельных территорий, их растительный покров и его подразделение их на подзоны. Зональные, экстразональные, интразональные и азональные сообщества. Зона тундр (особенности флоры и растительности). Зона тайги (особенности лесных фитоценозов, главнейшие лесообразующие породы деревьев). Зона широколиственных лесов. Степная зона (основные подзоны и их характеристика). Зона пустынь и основные эдафические типы пустынь. Луга и их классификация. Мелколиственные леса (первичные и вторичные). Болота, их классификация. Закономерности вертикальной поясности растительности в горах России и сопредельных территорий; типы высотной поясности.
Литература
Основная:
Петров В.В., Абрамова Л.И., Баландин С.А., Березина Н.А. Общая ботаника с основами геоботаники — М.: Высшая школа, 1994.— 271 с.
или
Абрамова Л.И., Петров В.В., Культиасов И.М. Экология растений и фитоценология. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. — 80 с.
Петров В.В. Растительные зоны СССР. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. — 56 с.
Дополнительная:
Агаханянц О.Е. Ботаническая география СССР. — Минск, Вышэйшая школа, 1986. — 175 с.
Алехин В.В. Растительность СССР в основных зонах. — М.: Наука, 1951. — 512 с.
Горышина Т.К. Экология растений. — М.: Высшая школа, 1979. — 368 с.
Культиасов И.М. Экология растений. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. — 384 с.
Работнов Т.А. Фитоценология. — 2-е изд., М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983. — 296 с. ; 3-е изд., М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992. — 352 с.
Автор программы – к б н С. А. Баландин
ЭКОЛОГИЯ
АННОТАЦИЯ
Определение предмета экология. Экология как одна из фундаментальных биологических дисциплин и как часть современного мировоззрения. Уровни организации живой материи и структура экологии. Аутэкология и синэкология. Популяционный и экосистемный подходы. Методы экологических исследований. Математическое моделирование в экологии. Соотношение экологии с другими биологическими дисциплинами. Значение общей экологии для почвоведения и его развития. Почвы как важнейшая часть наземных экосистем. Экология почв. Прикладная экология. Значение общей и прикладной экологии для сохранения окружающей среды и существования человечества.
Курс содержит разделы: история экологии, экология организмов, экология популяций, экология сообществ, экосистема, биосфера, прикладная экология.
Современные проблемы экологии.
ГЕОЛОГИЯ
(полная программа)
В курсе изучения геологии с основами герморфологии студенты должны узнать о строение земной коры, ее состав и структуры, основные эндогенные и экзогенные процессы, геохронологические и стратиграфические подразделения; уметь определять основные породообразующие минералы и типы пород, генетические типы четвертичных отложений, объяснить происхождение форм рельефа.
Введение
Геология как наука и ее взаимосвязанные направления. Основной объект и методы геологических исследований. Геоморфология. Связь геологии и геоморфологии с почвоведением и другими естественными науками. Значение пограничных наук -геохимии, биохимии, геофизики, кристаллохимии в изучении земной коры. Влияние геологических и геоморфологических условий на строение и эволюцию почв. Общие сведения о строении и развитии земного шара и земной коры как планеты.
Место Земли в Солнечной системе. Форма, размеры, масса и плотность Земли. Гравитационное поле. Земной магнитизм. Геотермический градиент и тепловой поток Земли. Гидросфера, атмосфера и биосфера. Земная кора,мантия и ядро Земли, их состав и агрегатное состояние вещества. Понятия о литосфере, аотеноофере, тектоносфере. Методы познания строения оболочек и ядра Земли.
Вещественный состав земной коры. Понятие о минералах и принципах их классификации. Главнейшие породообразующие минералы. Основные типы горных пород и условия их образования.
Строение земной коры. Структурные элементы земной коры и их выражение в рельефе. Континентальные массивы и океанические впадины, переходные между ними зоны. Типы строения земной коры – континентальный, океанический, субконтинентальный и субокеаничеожий. Особенности строения земной коры в рифтовых зонах срединноокеаничеоких хребтов.
Геологические процессы и их рельефообразующая роль
Общий обзор геологических процессов. Геологические процессы внутренней динамики (эндогенные) и внешней динамики (экзогенные). Энергии, определяющая их проявление. Связь и взаимная обусловленность геологических процессов. Понятие о принципе актуализма и сравнительно-историческом методе: их значение в изучении геологических процессов развития земной коры. Рельеф земной поверхности как результат взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов.
Процессы внешней динамки (экзогенные) и связанные с ними формы рельефа
Выветривание. Сущность процессов выветривания горных пород и факторы их определяющие. Типы выветривания. Физическое выветривание. Роль органического мира в процессах выветривания. Стадийность и зональность процессов выветривания. Элювий и кора выветривания. Площадные и линейные, автоморфные и гидроморфные коры выветривания и приуроченные к ним полезные ископаемые.
Геологическая деятельность ветра и эоловый рельеф. Ветер как один из агентов денудации суши. Эоловые процессы. Дефляция (выдувание и развевание), корразия, перенос обломочного материала и его аккумуляций. Типы пустынь: песчаные, глинистые и каменные. Эоловые отложения. Пески и лёссы. Формы эолового рельефа в пустынях и на побережьях морей. озер и рек. Движущиеся формы песчаного рельефа и меры борьбы с ними. Такыры, шоры и их происхождение.
Геологическая деятельность поверхностных,текучих,вод и формирование эрозионно-аккумулятивного рельефа. Плоскостной смыв, образование делювия и шлейфов. Деятельность временных потоков. Линейный размыв (эрозия), перенос обломочного материала и аккумуляция. Овраги и балки. Области интенсивного проявления овражной зрозии. Овражно-балочный аллювий. Временные горные потоки. Пролювий, строение конусов выноса временных потоков и сухих дельт постоянных водотоков. Пролювиальные равнины.
Деятельность постоянных потоков (рек). Эрозия, перенос, аккумуляция. Формирование продольного профиля реки от устья к истокам. Понятие о главном и местном базисах зрозии. Выработка поперечного профиля реки. Излучины (меандры) реки, причины их возникновения, особенности развития. Образование стариц. Формирование поймы реки в равнинных и в горных районах. Влияние структурных форм и их новейшего тектонического развития на морфологию русла и поймы. Микрорельеф поймы. Аллювий и его фации: русловая, пойменная, старичная, их состав и соотношения в поймах равнинных и горных рек. Речные террасы, их строение, типы и причины образования. Возраст террас. Цикличность и направленность в развитии речных долин. Речные перехваты,значение их в формировании долинных систем. Строение устьев рек. Дельты, эстуарии, лиманы. Генетические типы отложений в дельтах. Аллювиальные и аллювиально-дельтовые равнины. Россыпные и другие месторождения полезных ископаемых. Задачи рационального использования водных ресурсов рек и их охрана.
Геологическая деятельность подземных вод. Происхождение подземных вод и их типы, Классификация подземных вод по гидродинамическим особенностям. Почвенные воды. Верховодка. Грунтовые воды. Межпластовые ненапорные и напорные (артезианские) воды. Области питания, движения и разгрузки (дренирования) подземных вод. Минеральный и химический состав подземных вод. Зональность и режим грунтовых вод. Артезианские бассейны России. Понятие о балансе и ресурсах подземных вод. Минеральные воды, их состав и свойства. Народнохозяйственное значение подземных вод и их охрана.
Карстовые процессы. Основные закономерности развития карста. Значение подземных и поверхностных вод в его развитии. Типы карста. Поверхностные и подземные формы карстового рельефа. Отложения в пещерах. Влияние карстовых процессов на поверхностный сток. Суффозия и формы её проявления. Проселочные формы в областях распространения лёссовых пород. Практическое значение изучения геоморфологии карстовых областей при проектировании и строительстве различных сооружений.
Геологическая деятельность ледников и формы ледникового и водноледникового рельефа. Климатическая и орографическая снеговые границы. Условия формирования ледников. Современные ледники, их географическое распространение и типы. Движение ледников. Области питания и области стока. Экзарации и акзарационные формы рельефа. Перенос ледниками обломочного материала, его аккумуляция. Типы морен. Моренные ландшафты. Неоднократность оледенений в истории геологического развития.
Геологические п роцессы и особенности формирование рельефа (криолитосфера). Географическое распространение многолетнемерзлых горных пород и изменение их мощности. Типы подземных льдов. Подземные воды в условиях постоянной мерзлоты и их режим. Физико-геологические явления. Термокарстовые формы рельефа. Криогенные склоновые процессы. Солифлюкционные формы.
Формы рельефа, связанные с пучением грунтов и вымораживанием. Полигонально-структурные формы рельефа. Народнохозяйственное значение областей распространения многолетнемерзлых горных пород в связи с освоением месторождений полезных ископаемых.
Озера и болота, их геолого-геоморфологические особенности. Озера. Проточные и бесточные озера. Соленость и химический состав озерных вод в различных климатических зонах. Разрушительная работа озер. Типы осадков пресных озер. Образование озерных руд. Сапропели. Садка солей в соленых озерах. Озерные террасы. Влияние новейших тектонических движений земной коры на рельеф озерных котловин и их побережий. Болота, условия их образования. Различные типы болот. Образование торфа.
Геологическая деятельность моря и рельеф дна океанов и морей. Мировой океан, его размеры и подразделения, континентальный склон и континентальное подножье. Рельеф ложа Мирового океана. Глубоководные желоба. Срединно-океанические хребты и рифтовые долины. Моря окраинные и внутриконтинентальные. Основные элементы рельефа морских бассейнов. Физические и химические свойства морской воды. Планктонные, бентосные и нектонные организмы. Движения воды: волновые, приливы и отливы, океанические течения. Разрушительная (абразионная) работа моря. Перемещение в пределах акватории осадочного материала, его дифференциация и аккумуляция. Поперечное и вдольбереговое перемещение осадочного материала и образование прибрежных аккумулятивных форм. Морские террасы. Генетические типы морских осадков, их климатическая и вертикальная зональность. Закономерности площадного распространения осадков в Мировом океане. Литоральные, неритовые, батиальные и абиссальные серии осадков. Рифы и условия их образования. Железисто-марганцовые конкреции в ложе океана и их практическое значение. Осадки в опресненных и засоленных лагунах. Понятие о фациях и их значение в восстановлении палеогеографичеоких условий прошлого. Диагенез осадков. Преобразование рыхлых осадков в осадочные породы.
Последиагенетичеокие изменения осадочных горных пород. Основные причины изменений. Катагенез, метагенез, гипергенез.
Условия преобразования различного органического вещества в уголь, нефть и газ. Главнейшие угольные и нефтегазоносные бассейны России.
Гравитационные процессы на склонах. Значение силы тяжести и воды в развитии склоновых процессов. Формирование коллювия (осыпи, обвалы, оползни). Факторы, вызывающие оползание склонов. Различные типы оползней и рельеф оползневых склонов. Распространение оползней на территории России и методы борьбы с ними.
Процессы внутреней динамики
Магматизм. Различные формы проявления магматизма. Эффузивный магматизм (вулканизм). Вулканы, их деятельность, географическое распространение и рельефообраэующее значение вулканических извержений. Продукты извержения вулканов. Классификация вулканов по характеру извержения и строению вулканических (зруптивных) аппаратов. Трещинные, синвулканичеокие и поствулканические явления: фумаролы, сольфатары, морффеты, гейзеры, грязевые вулканы, гидротермы. Практическое использование горячих терм и пара.
Интрузивный магматизм. Различные формы внедрения магмы в земную кору и их соотношение с вмещающими породами: согласные и несогласные интрузивы. Магматические очаги мантийные и коровые. Дифференциация магмы. Пневматолитовые и гидротермальные процессы. Связь важнейших полезных ископаемых с магматическими породами и гидротермальными жилами.
Метаморфизм. Общие понятия о метаморфизме. Факторы, вызывающие метаморфизм. Основные типы и фации метаморфизма. Главнейшие метаморфические горные породы и связанные с ними полезные ископаемые.
Тектонические движения земной коры и деформации горных пород. Общие понятия о тектонических движениях земной коры. Вертикальные и горизонтальные движения и их взаимосвязь. Классификация движений по времени их проявления. Современные движения земной коры, их направленность и скорость в различных структурных зонах. Новейшие неоген-четвертичные вертикальные движения и значение их в формировании рельефа земной поверхности. Качественные и количественные методы изучения современных и новейших тектонических движений. Тектонические движения прошлых геологических периодов и методы их установления. Анализ геологического разреза, перерывов и несогласий, изменений мощностей и фаций.
Складчатые нарушения горных пород (пликативные дислокации) Первичное ненарушенное и нарушенное залегание горных пород. Складки и их элементы. Классификация складок, их типы и формы. Диапировые складки. Понятие о сиклинориях и антиклинориях в горных областях, синеклизах и антиклизах в равнинных.
Разрывные нарушения горных пород (дизъюнктивные дислокации).
Механизм образования разрывных нарушений. Классификация разрывных нарушений и их типы. Сбросы, взбросы, грабены,горсты, надвиги, покровы или шарьяжи. Сдвиги и раздвиги. Понятие о глубинных разломах и их роди в эндогенных процессах и развитии земной коры.
Землетрясения (сейсмические явления). Сущность землетрясений как отражение современных тектонических движений. Понятие об очаге, гипоцентре и эпицентре. Сейсмические волны и скорости их распространения. Методы изучения землетрясений. Интенсивность, магнитуда и энергия землетрясений. Географическое распространение землетрясений. Сейсмоопаоные зоны России и прилегающих стран. Сейсмическое районирование и его практическое значение. Проблема прогноза землетрясений.
Рельефообразующее значение тектонических движений земной коры. Образование гор, равнин, крупных прогибов. Прямое отражение в рельефе складчатых структур в молодых горных сооружениях. Эволюция горного рельефа. Разрушение гор различными экзогенными процессами, образование денудационных поверхностей выравнивания. Яруснооть рельефа как показатель изменений тектонического развития горной страны. Влияние разломов на морфологии мега-, и мезорельефа.
Элементы исторической геологии
Основные документы, по которым восстанавливается история развития земной коры. Задачи исторической геологии. Относительный возраст горных пород и методы его определения. Абсолютный возраст горных пород и методы его определения. Геохроно-логическая и стратиграфическая шкалы. Краткая характеристика докембрия, палеозоя, мезозоя и кайнозоя.
Основные структурные элементы земной коры
и главнейшие этапы ее развития Общая направленность развития. Геосинклинали (как историкогеологическое понятие). Основные этапы эволюции геосинклиналей. Эпигеосинклинальные складчатые (орогенные) пояса (Альпы, Кавказ), главнейшие черты их строения.
Эпохи складчатости и горообразования. Добайкальские. Байкальская, каледонская, герцинская (вариоская), мезозойская (киммерийская), альпийская
Примеры складчатых горных сооружений, созданных в различные эпохи. Платформы, их строение и развитие. Древние и молодые платформы. Тектоническая активизация платформ и образование эпиплатформенных орогенных поясов (Тянь-Шань, Алтай).Структура дна океанов и особенности развития. Рифтовые зоны океанов и континентов. Современные тектонические гипотезы о закономерностях развития структуры.
Четвертичный (антропогеновый) период развития земли
Самостоятельность четвертичного (антропогенового) периода, его продолжительность и нижняя граница. Основные события четвертичного периода. Изменения климата. Материковые оледенения, их причины. Ледниковые и межледниковые эпохи. Эвстатические колебания уровня Мирового океана. Гляциоизостатические движения. Особенности развития органического мира. Этапы развития человека. Формирование современной структуры земной коры, рельефа и покрова четвертичных отложений. Современная климатическая зональность и связь ее с рельефом.
Четвертичные (антропогеноные) отложения. Классификация четвертичных отложений. Основные генетические типы четвертичных отложений, их фации и парагенетичеокие сочетания. Влияние новейших тектонических движений на строение и развитие отдельных генетических типов четвертичных отложений. Сравнительная оценка генетических типов четвертичных отложений по их роли в процессе почвообразования. Методы стратиграфии четвертичных отложений
Общая стратиграфическая схема четвертичных отложений Европейской части России и ее связь о Западно-Европейской схемой.
Региональная характеристика четвертичного покрова. Районирование территории России и прилегающих стран по строению четвертичного покрова.
Еропейская часть России. Закономерности распределения четвертичных отложений на Европейской части России. Роль климата и новейших тектонических движений в формировании четвертичного покрова.
Ледниковая область Русской равнины. Основные центры древних оледенений. Разновозрастные ледниковые покровы и их границы. Зональность рельефа ледниковых областей. Зоны экзарации и аккумуляции, четвертичные отложения и основные формы рельефа.
Строению четвертичного покрова и рельеф областей развития ранне-, средне-, и позднечетвертичных оледенений. Ледниковые и межледниковые отложения. Основные опорные разрезы.Голоценовые отложения и условия современного осадконакопления.
Четвертичные отложения и рельеф внеледниковой области. Перигляциальная зона. Лёссы, погребенные почвы. Аллювий и террасы крупных рек Волги, Дона и их притоков. Морские отложения Черного и Каспийского морей. Роль климата и тектоники в колебаниях уровня морей.
Азиатская часть России, Западная Сибирь. Ледниковая об— ласть,области бореальных трансгрессий и приледниковых бассейнов. Внеледниковая область. Основные типы четвертичных отложений и их характеристика. Четвертичные отложения и рельеф Восточной Сибири,Северо-Востока и Дальнего Востока. Особенности строения ледниковых и межледниковых отложений: аллювий и террасы крупных рек.
Горные и предгорные районы. Строение четвертичных отложений в горах и во впадинах на примере Урала, Кавказа, Алтая.
Лабораторные занятия по геологии
Формы нахождения минералов в природе и их физические свойства. Главнейшие породообразующие минералы.
Магматические, осадочные и метаморфические горные породы.
Знакомство с основными группами руководящих ископаемых организмов фанерозоя. Геохронологическая и стратиграфическая шкалы.
Складки и разрывы. Элементы залегания слоев и горный компас. Геологические карты (территорий) с горизонтальным и складчатым залеганием пород. Построение геологического профиля.
Карты четвертичных отложений. Составление разрезов четвертичных отложений различных районов. Геоморфологические карты и принципы их составления.
Геоморфологический анализ различных типов рельефа по азро-фотоснимкам. Рельефообразующая роль климатического фактора. Формы рельефа широтных и вертикальных зон.
Генетические типы развития и формы рельефа: древние и молодые ледниковые равнины. Флювиогляциальные и озерно-ледниковые раввины перигляциальных областей. Морские, дельтовые и др. равнины. Рельеф речных долин и сопряженных склонов равнинных и горных областей.
Учебная практика по геологии
Основные задачи практики. Познакомить студентов с геологическим строением района: стратиграфией коренных и четвертичных отложений, литологией и формами залегания. Особое внимание обратить на четвертичные отложения, их состав, особенности распространения и генетические типы, являющиеся главнейшими материнскими породами для почв. По данным буровых скважин, дать представление о древних породах, подстилающих четвертичные и залегающие на глубине.
Познакомить студентов с геоморфологией района, с морфологией и возрастом основных генетических комплексов рельефа. Обратить внимание на строение водоразделов, террас, пойм как форм, определяющих особенности развития почвенного покрова.
Познакомить студентов с основными современными геологическими процессами, особенно влияющими на развитие и сохранность почвенного покрова.
Познакомить студентов с деятельностью человека, меняющей ход некоторых геологических процессов и, таким образом, влияющей на окружающую среду, и мерами, направленными на охрану и восстановление окружающей среды.
В процессе практики познакомить студентов с методами полевых и камеральных геологических и геоморфологических исследований, обучить правилам безопасной полевой работы на основе "Инструкции по технике безопасности".
Основная цель практики – научить студентов понимать геологическое строение и геоморфологию района, показать в природной обстановке влияние геологического строения (возраст и состав отложений, характер рельефа, современные геологические процессы) на формирование, развитие н сохранность почвенного покрова. В ходе проведения практики выделяется три этапа: I. Лекции о геологическом строении и геоморфологии района практики. 2. Полевые исследования (маршруты). 3. Камеральные работы (обработка материалов, составление карт, семинарские и лабораторные занятия, написание отчета и его защита).
Содержание учебной практики
1. Лекции. Читаются в первые два дня практики.
2. Полевые исследования (маршруты). Предусматривается 9-10 маршрутов: вводный, обзорные, съемочные, самостоятельные. В коротком вводном маршруте преподаватель объясняет порядок проведения маршрутных исследований.
Обзорные маршруты(1-2) проводятся за пределами района практики для показа, коренных пород и форм рельефа, отсутствующих на территории практики.
Съемочные маршруты (5-6) имеют целью изучение и картирование всех геологических и геоморфологических объектов, изучение современных геологических процессов.
Самостоятельные маршруты (2) являются зачетными, проводятся на участках, не охваченных съемочными маршрутами. Они имеют целью увязать полученные данные, уточнить границы некоторых типов рельефа, дополнить характеристики отдельных генетических типов четвертичных отложений.
3. Камеральные работы. В течение камеральных работ студенты должны научиться приемам обработки полевых наблюдений: приведению в порядок записей и рисунков в полевых дневниках, обработка собранных образцов, составлению стратиграфических колонок, геолого-геоморфологических профилей, разрезов четвертичных отложений, дешифровать аэрофотоснимки.
В камеральный период студенты составляют и оформляют графику и пишут отчет, включающий карты, стратиграфические колонки коренных пород и четвертичных отложений, геолого-геоморфологические профили через долины рек. В отчет входит: введение, орогидрография, геологическое строение (стратиграфия коренных и четвертичных отложений, тектоника, основные черты истории геологического развития), типы материнских пород для почв, геоморфология (типы рельефа и история его развития), подземные воды, современные геологические процессы, охрана окружающей среды, заключение (влияние геологического строения, рельефа, современных геологических процессов на условия развития и сохранности почвенного покрова). Отчет иллюстрируется текстовой графикой и альбомом карт.
Литература
Основная
Якушева А.Ф. Геология с элементами геоморфологии, Изд-во МГУ, 1978. 373 с.
Макарова Н.В., Якушева А.Ф. Основы четвертичной геологии. Изд-во МГУ, 1993г. 102 с.
Иванова М.Ф., Сычева-Михайлова А.М., Чернов В.Г. и др. Руководство по общей геологии с основами палеонтологии беспозвоночных и элементами геоморфологии. Изд-во МГУ, 1980. 173 с.
Сычева-Михайлова А.М., Макарова Н.В., Костенко Н.П. Руководство по геолого-геоморфологической практике. Изд-во МГУ, 1986, 97 с.
Макарова Н.В., Вихерт А.В. Методика геоморфологического картирования и описания геологических маршрутов Чашниковского полигона. Изд-во МГУ, 1988, 72 с.
Дополнительная
Иванова М.Ф. Общая геология. Изд-во ИГУ, 1980, 400 с. Лебедева Н.Б. Пособие к практическим занятиям по общей геологии. Изд-во МГУ, 1986, 97 с.
Сычева-Михайлова А.М. ,Наймарк А.А., Макарова Н.В. Организация и методика проведения полевой геолого-геоморфологической практики, Изд-во МГУ, 1975, 34 с.
Апродов В.А., Апродова А.А. Движения земной коры и геологическое прошлое Подмосковья. Учебные геологические экскурсии в окрестностях Москвы. М., 1963, 265 с.
Геологический словарь, т.1, 1973, т.1, 485 с, т.2, 455 с. Составители; проф. А.Ф. Якушева, доц. Н.В. Макарова.
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
|
