Scoala Discovery - Chimie - Atomii: Elementele fundamentale ale materie

Atomul este cea mai mică particulă ce caracterizează un element chimic, respectiv este cea mai mică particulă dintr-o substanță care prin procedee chimice obișnuite nu poate fi fragmentată în alte particule mai simple. Acesta constă într-un nor de electroni care înconjoară un nucleu atomic dens. Nucleul conține sarcini electrice încărcate pozitiv (protoni) și sarcini electrice neutre (neutroni), fiind înconjurat de norul electronic încărcat negativ. Când numărul electronilor și al protonilor este egal, atunci atomul este neutru din punct de vedere electric; dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci atomul devine un ion, care poate avea sarcină pozitivă sau negativă. Atomul este clasificat după numărul de protoni și neutroni: numărul protonilor determină numărul atomic (Z) și neutronii izotopii acelui element.

Noțiunea de atom la începuturi

Termenul de atom apare pentru prima dată către anul 450 î.e.n. Filozoful grec Leucip dezvoltă teoria conform căreia materia nu este infinit divizibilă și introduce noțiunea de atomos, ceea ce nu poate fi divizat. Câțiva ani mai târziu, Democrit, un discipol al lui Leucip, definește materia ca fiind un ansamblu de particule indivizibile, invizibile și eterne: atomul. Această nouă concepție nu a fost rezultatul unor observații sau experiențe, ci mai degrabă al unor intuiții. Teoria a fost dezvoltată ulterior de Epicur, apoi de poetul latin Lucrețiu. Au trecut însă 2000 de ani până când teoria atomică a fost formulată științific.
În anul 1803, fizicianul și chimistul englez John Dalton a elaborat o teorie atomică proprie care explică Legea proporțiilor multiple, afirmând că din moment ce substanțele se combină numai în proporții integrale, atomii trebuie să existe la baza materiei.

Scurt istoric al teoriei atomice și descoperirea structurii atomice

Meditațiile filozofice atomiste datează încă de pe vremea vechilor gânditori greci și indieni ai secolelor al VI-lea și al V-lea î.d.Ch. Prima formulare filozofică a unei idei similare celei de atom a fost dezvoltată de Democrit în Grecia secolului al VI-lea î.d.Ch. Ideea s-a pierdut timp de secole, până la reaprinderea interesului științific din epoca Renașterii.
În secolul al XIX-lea, John Dalton a vrut să cunoască de ce se sparg substanțele în constituenți proporționali. În lucrarea Noul sistem al filozofiei chimice (1808), a introdus două postulate:

• atomii aceluiași element chimic sunt identici, dar diferiți între elemente;
• atomii diferitelor elemente se pot combina între ei, formând subtanțe complexe.

Așadar, fiecare element chimic a fost reprezentat printr-un tip de atom și invers.
În ultima parte a secolului al XIX-lea, William Crookes a inventat tubul cu raze catodice (denumit și tub Crookes) și a fost primul care a observat particule încărcate negativ într-un astfel de tub. Aproape de trecerea către secolul al XX-lea, J.J. Thomson, în urma cercetărilor sale privind razele catodice, a descoperit că atomii sunt divizibili (infirmând teoria lui Dalton), fiind parțial compuși din particule foarte ușoare încărcate negativ (dovedite a avea proprietăți identice indiferent de elementul chimic de la care proveneau), ce au fost numite mai târziu electroni. De altfel J.J. Thomson propune primul model de atom, în care electronii sunt incluși într-o bilă cu sarcină pozitivă precum „stafidele într-un cozonac”.
În 1911, Ernest Rutherford a descoperit că electronii orbitează un nucleu compact. Tot Rutherford a descoperit că hidrogenul posedă cel mai ușor nucleu, pe care l-a numit proton (în limba greacă, προτου înseamnă „primul”). Pentru a explica de ce electronii „nu cad, în spirală, pe nucleu”, Niels Bohr a dezvoltat un model al atomului în care, folosind rezultatele mecanicii cuantice, electronii nu pot să parcurgă decât orbite circulare fixate.
După descoperirea principiului de incertitudine al lui Werner Heisenberg, conceptul de orbită circulară a fost înlocuit cu cel de „nor”, în interiorul căruia distribuția electronilor a fost descrisă prin ecuații probabilistice. În sfârșit, după descoperirea în anul 1932 a neutronului (în urma experimentelor efectuate de Walther Bothe și Herbert Becker în 1928), particulă neutră din punct de vedere electric, nucleele atomice ale elementelor mai grele decât hidrogenul s-au găsit a fi formate din protoni și neutroni, aceste ultime rezultate completând concepția modernă despre structura atomică. Protonul și neutronul se mai numesc și nucleoni.

Scoala Discovery - Chimie - Atomii: Elementele fundamentale ale materie

Read more »

Scoala Discovery - Biologie - Materia si energia

Stiati ca doar aproximativ 4% din continutul total de materie si energie al Universului este format din atomi, adica forma obisnuita de materie din care suntem formati noi, plantele, stelele si gazul interstelar?

In schimb exista o noua forma de materie care este de aproximativ 26% din structura Universului.

Materia obisnuita nu interactioneaza cu aceasta noua forma de materie decat gravitational. Astfel, lumina trece prin aceasta materie neperturbata, iar materia este invizibila.

A fost denumita totusi nu materia invizibila, ci materia intunecata, ori materia neagra. Existenta ei este dedusa indirect din masurarile experimentale ale miscarilor stelelor in galaxii si ale galaxiilor in roiuri de galaxii.

Dar o particula elementara de materie intunecata nu a fost inca descoperita in laborator. Este insa una din prioritatile marelui accelerator Large Hadron Collider care a pornit in toamna lui 2009 la Geneva si la care participa si cercetatori din Romania.

Nu in ultimul rand, aproximativ 70% din Univers este constituuit dintr-o forma noua de energie, denumita si ea, la fel de misterios, energia intunecata, sau energia neagra. Este un fel de energie a vidului, adica este detinuta chiar si de spatiul absolut gol.

Scoala Discovery - Biologie - Materia si energia


Aceasta energie este cauza pentru care Universul nu doar ca este in expansiune, asa cum se stia de la Hubble din anii 1930, ci este in expansiune accelerata. Universul se extinde din ce in ce mai repede si stim asta de aproximativ 20 de ani, cand a avut loc o revolutie in cosmologie, datorita satelitilor performanti lansati special cu acest scop, de a studia Universul la distante cat mai mari.

Astfel, fiecare galaxie din Univers se indeparteaza de noi, mai putin galaxiile din grupul local de galaxii, care sunt tinute la un loc de forta gravitationala. De exemplu, galaxia noastra si galaxia Andromeda se vor ciocni cam peste 7 miliarde de ani.

Universul este, iata, mai fascinant si misterios decat se credea acum 20 de ani. Doar 4% din Univers este inteles si explicat de legile curente ale stiintei, anume Modelul Standard al particulelor elementare si interactiilor intre ele. Restul de 96% cum se explica?

Iata asadar scopul principal al fizicienilor teoreticieni si experimentatori din fizica particulelor elementare.

Read more »

Scoala Discovery - Alte stiinte - Daca Luna n-ar exista

Scoala Discovery - Alte stiinte - Daca Luna n-ar exista

Luna este singurul satelit natural al Pământului, și al cincilea cel mai mare satelit din Sistemul Solar. Este, totodată, cel mai mare satelit natural al unei planete din Sistemul Solar raportat la mărimile dintre acesta și planeta Pământ, având un sfert din diametrul Pământului și 1/81 din masă. Luna este al doilea cel mai dens satelit după Io, unul dintre sateliții lui Jupiter. În rotația sa sincronă în jurul Pământului, Luna prezintă aceeași față a sa, cu mici schimbări. Priveliștea selenară este prevăzută cu conuri vulcanice întunecate și de zone de pământ și cratere de impact luminate de lumina solară.

Luna mai este și al doilea cel mai luminos obiect de pe cerul înstelat, după Soare, în ciuda faptelor că suprafața sa este în totalitate neagră; luna se vede strălucitoare datorită faptului că reflectă lumina primită de la Soare. Schimbarea Lunii în multitudinea de faze și de forme semicirculare au adus mari influențe, încă din cele mai vechi timpuri, în dezvoltarea limbilor, calendarelor, artei și a mitologiei.

Luna are o foarte mare importanță în viața de pe Terra; influențele gravitaționale ale acesteia produc fluxul și refluxul mărilor și oceanelor și alungirea timpului (Luna influențează 2 ms odată la 100 de ani).
Distanța orbitală curentă a Lunii, ce reprezintă în jur de treaizeci de ori diametrul Pământului, cauzează asemănarea de mărime dintre Lună și Soare pe cer.
De aceea, Soarele este înlocuit aproape complet în timpul unei eclipse solare.


Luna este singurul obiect extraterestru pe care omul a reușit să aterizeze. În timp ce programul sovietic Union's Luna a fost primul apt în 1959 să trimită sonde fără oameni pe Lună, programul Apollo al NASA a realizat prima misiune cu oameni. NASA a început cu o misiune în 1968 cu Apollo 8 și cu altele între 1969 și 1972, cu Apollo 11. Aceste misiuni au adus peste 380 de Kg de roci lunare, ce au ajutat la dezvoltarea înțelegerii originii geologice a Lunii (se crede că s-au format acum aproximativ 4,5 milioane de ani într-un impact cu Terra), a structurii interne și a istoriei sale.

După misiunea lui Apollo 17 din 1972, Luna a fost vizitată numai de sonde fără personal. Din 2004, Japonia, China, India, Statele Unite ale Americii și Agenția Spațială Europeană au trims sonde pe Lună. Rezultatul misiunilor a dus la confirmarea descoperirii apei lunare înghețate în craterele umbrite de la poli și legate în regolitul lunar. Viitoarele misiuni spațiale cu personal omenesc sunt deja planificate. Luna rămâne, după cum spune Outer Space Treaty, liberă în explorare pentru toate națiunile, în condiții pașnice.

Scoala Discovery - Alte stiinte - Daca Luna n-ar exista


Luna are o rază medie de 1.737 km, de 4 ori mai mică decât a Pământului, și orbitează în jurul acestuia la o distanță medie de 384.403 km; pentru a ajunge pe Pământ lumina Lunii are nevoie de ceva mai mult decât o secundă. Viteza medie pe orbită este de 3.700 km/h. Atracția gravitațională la suprafața Lunii este de 6 ori mai slabă decât cea terestră.

Luna realizează o rotație în jurul Pământului în aproximativ 4 săptămâni, aceasta fiind luna pământească (27 zile, 7 ore, 43 min și 11,6 sec).
În acest interval fazele Lunii sunt: lună nouă, primul pătrar, lună plină, ultimul pătrar; ele se repetă în 29 zile 12 h 44 min 2,8 s (durată numită o lună lunară).

Masa satelitului nostru este de 7,35 × 1022 kg, de 81 de ori mai mică decât masa Pământului, densitatea medie este de 3.400 kg/m3, iar excentricitatea orbitală este de 0,0549.


Perioada de rotație a Lunii este egală cu cea de revoluție în jurul Pământului, astfel încât Luna ne arată mereu aceeași față. Mai exact însă, dacă se iau în considerare fluctuațiile orbitei lunare și posibilitatea de a observa acest satelit din diferite locații de pe Pământ, suprafața vizibilă este ceva mai mare decât jumătate, și anume de 59%.

Luna este al doilea obiect ceresc ca strălucire (magnitudine aparentă), după Soare. De asemenea, Luna și Soarele au aproximativ același diametru angular, lucru ce face posibile eclipsele solare totale.

Luna se îndepărtează de Pământ cu 3,78 cm pe an.

Read more »

Scoala Discovery - Fizica - Electricitatea si Magnetismu

Scoala Discovery - Fizica - Electricitatea si Magnetismu

Electricitatea este totalitatea fenomenelor produse de sarcinile electrice. Cuvântul electric provine din cuvântul elin „elektron” care semnifica chihlimbar, adică acel material pe care s-a observat fenomenul electrizării în primele experiențe. Sarcinile electrice sunt energii punctuale posedate de componentele atomului situate în nucleul acestuia numite protoni și în componentele atomului numite electroni, situate în învelișul atomului. Sarcinile protonice au o orientare complementară sarcinilor electronice și considerate câte una din fiecare ele au valori egale dar de sens contrar. Din acest motiv în mod convențional sarcinile protonilor sunt considerate pozitive iar sarcinile electronilor sunt considerate negative. Din această cauză între ele apare fenomenul de atracție.

Electricitatea se manifestă static în echilibrul dintre sarcina electrică pozitivă (a protonului) și sarcina electrică negativă (a electronului). Se manifestă dinamic în dezechilibrul dintre sarcinile electronilor din învelișul atomic și sarcinile protonilor din nucleu. Acest dezechilibru este cauzat de inegalitatea dintre electronii și protonii atomului. În cazul în care atomii unui corp sunt supraîncărcați cu electroni prin raport cu protonii, corpul este încărcat electric negativ atomii corpului respectiv având surplus de electroni, fiind numiți ioni negativi.


În cazul în care atomii unui corp sunt subîncărcați electronic, numărul protonilor fiind mai mare decât numărul electronilor din învelișul atomic, atomii respectivi sunt încărcați electric pozitiv și poartă numele de ioni pozitivi, corpul însuși fiind încărcat electric pozitiv. Diverși factori (termici, mecanici, etc.) determină eliberarea electronilor din învelișul electronic al atomilor unui corp și plasarea lor fie în stare liberă, fie în învelișul atomilor altui corp.

Scoala Discovery - Fizica - Electricitatea si Magnetismu

Electricitatea este o ramură a fizicii care se ocupă cu studiul fenomenelor electrice. Are doua părți principale : electrostatica și electrocinetica. Deși anumite fenomene electrice erau cunoscute încă din antichitate (exemplu: electrizarea chihlimbarul, orientarea acului magnetic în câmpul magnetic al Terrei etc.), studiul științific al acestora a început abia în secolul al XVII-lea. Odată cu revoluția industrială, au fost făcute o serie de noi descoperiri care au dus la inventarea a numeroase mașini și aparate pentru folosirea practică a fenomenelor electrice.

Au urmat numeroase studii asupra electricității.

Magnetitul (sau magnetita) este un mineral din grupa oxizilor de fier cu proprietăți feromagnetice, fiind oxidul de fier cel mai rezistent față de acizi și baze, cristalizează în sistemul cubic, cu formula chimică Fe3O4. Ionul de fier din mineral poate fi fier bivalent sau trivalent, de aceea magnetita este prezentată ca oxid de fier(II,III); duritatea mineralului pe scara lui Mohs este 5,5 - 6,5, culoarea neagră, urma neagră cu un luciu mat, metalic.

Magnetita este unul dintre mineralele cu cele mai puternice caractere feromagnetice. La temperatura Curie (TC pragul de temperatură de la care dispar proprietățile feromagnetice) de 578 °C magnetizarea se orientează în mare parte ca magnetizarea terestră, astfel i-a naștere un magnet remanent polarizat cu 500 nT (unități Tesla; \mathrm{1\, T = 1\,\frac{V\, s}{m^2}}). Astfel cristalele de magnetită pot conserva în această formă orientarea magnetică terestră. Studiul orientării (polarizării) magnetice a rociilor de lavă vulcanică (bazalt) de către geologi a dus la idea că la intervale mari de timp în perioadele geologice îndepărtate polii magnetici ai Pământului s-au inversat. Datorită proprietății sale magnetice, magnetita este folosită și azi ca magnet-pigment la busolă.

Read more »

Scoala Discovery - Fizica - Miscarea, forta, gravitatia

Scoala Discovery - Fizica - Miscarea, forta, gravitatia

Mișcarea este în fizică, o schimbare de poziție a unui corp în raport cu timpul. Sunt două domenii ale fizicii care se ocupă cu studiul mișcării:

Dinamică, parte a fizicii care studiază mișcarea și forțele de mișcare, inclusiv cauzele lor.
Cinematică, parte a fizicii care studiază mișcarea fără a lua în considerare cauzele forțelor de mișcare.

Mișcările sunt definite în fizică prin mai mulți parametri:

Deplasare, este deosebirea dintre poziția ințială și cea finală a unui corp mișcat.
Traiectorie, este calea urmată de un corp în mișcarea sa, reprezentată prin linia descrisă de centrul său de greutate.

În mișcarea rectilinie, traiectoria este o linie dreaptă.
În mișcarea curbilinie, traiectoria este o linie curbă, eventual un cerc.

Drum, (spațiu) este lungimea segmentului de pe traiectorie, segment definit de punctul inițial și punctul final al deplasării corpului.
Viteză, este măsura schimbării poziției și direcției de mișcare a unui corp în raport cu timpul.
Accelerație, este măsura schimbării vitezei unui corp în raport cu timpul.

Forta

În fizică, o forță este o mărime fizică care exprimă cantitativ o acțiune ce determină la un obiect cu masă o modificare de viteză, de direcție, sau de formă (aspect). Forța este o mărime vectorială ce are atât modul (valoare scalară sau intensitate) cât și direcție. A doua lege a lui Newton afirmă că un obiect cu masă constantă va fi accelerat proporțional cu forța rezultantă ce acționează asupra sa și invers proporțional cu masa sa. Echivalent, forța rezultantă ce acționează asupra unui obiect este egală cu viteza cu care i se modifică impulsul.

Cu alte cuvinte, forța rezultantă ce acționează la un moment dat asupra unui corp este derivata temporală a impulsului.

Forțele ce acționează asupra obiectelor tridimensionale le pot determina pe acestea să se și rotească sau să se deformeze, sau pot cauza o schimbare a presiunii. Tendința unei forțe de a cauza modificarea vitezei de rotație în jurul unei axe se numește moment. Deformarea și presiunea sunt rezultatele forțelor de tensiune din cadrul unui obiect.

Din antichitate, oamenii de știință au folosit conceptul de forță în studiul obiectelor staționare și în mișcare. Studiul forțelor a progresat odată cu descrierile date de filozoful Arhimede în secolul al III-lea î.e.n., privind interacțiunea forțelor în mecanisme simple.[5] Înainte de aceasta, descrierea forțelor de către Aristotel conținea unele greșeli și neînțelegeri fundamentale. În secolul al XVII-lea, Sir Issac Newton a corectat aceste greșeli și a enunțat o teorie ce a rămas neschimbată timp de aproape trei sute de ani. La începutul secolului al XX-lea, Einstein, în teoria relativității generale, a prezis cu succes eșecul modelului lui Newton pentru gravitație, lansând conceptul de continuum spațiu-timp.

Scoala Discovery - Fizica - Miscarea, forta, gravitatia


Teoria mai recentă cunoscută sub numele de Modelul Standard din fizica particulelor asociază forțe la nivelul mecanicii cuantice. Modelul Standard prezice că unele particule de schimb sunt mijlocul fundamental prin care sunt emise și absorbite forțele. Sunt cunoscute doar patru interacțiuni principale generatoare de forțe: tare, electromagnetică, slabă, și gravitatională. Observațiile din fizica particulelor de energii înalte, efectuate în anii 1970 și 1980 au confirmat că forțele slabe și cele electromagnetice sunt de fapt expresia aceleiași interacțiuni fundamentale.

În sistemul internațional, forța se măsoară în newtoni, dar alte sisteme de unități de măsură definesc și alte unități, dintre care multe sunt în strânsă legătură cu unitățile de măsură pentru masă.

Gravitatia

Gravitația este fenomenul fizic natural prin care corpurile fizice se atrag reciproc, cu o forță a cărei intensitate depinde de masele acestora și de distanța dintre ele. Este una din cele patru interacțiuni fundamentale din natură cunoscute, alături de interacțiunea electromagnetică, interacțiunea nucleară tare și interacțiunea nucleară slabă.
În fizica modernă gravitația este descrisă de teoria relativității generalizate, dar în cele mai multe situații practice (la scara macroscopică) se poate aplica cu mare exactitate și legea atracției universale a lui Sir Isaac Newton, din mecanica clasică.

Aceasta spune că oricare două corpuri acționează unul asupra celuilalt cu o forță de atracție, numită forța gravitațională, direct proporțională cu masele celor două corpuri și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele.

Natura și motivul existenței forței gravitaționale nu sunt teoretic încă deplin elucidate.

În viața de zi cu zi fenomenul este observat pretutindeni ca forță de atracție exercitată de Pământ asupra tuturor corpurilor terestre, forță numită greutate. Valoarea greutății unui corp este direct proporțională cu masa lui și este orientată spre centrul Pământului. Coeficientul de proporționalitate se numește accelerație gravitațională și este egal cu accelerația unui corp care cade liber în cîmpul gravitațional al Pământului.

La nivel astronomic gravitația este responsabilă de faptul că Luna se rotește în jurul Pământului și că sistemul Pământ-Lună se rotește în jurul Soarelui. De asemenea gravitația este forța care a dus la apariția tuturor planetelor și sateliților naturali ai acestora, prin atracția reciprocă dintre particulele de materie care se roteau în jurul Soarelui. În cadrul unei galaxii, diferitele stele și sisteme stelare sunt menținute împreună tot prin fenomenul gravitației, iar evoluția întregului univers (de exemplu modul în care acesta se dilată în timp) este la rândul ei dictată de forțele de gravitație dintre toate particulele de materie existente.

Interacțiunea gravitațională est produsă (generată) de întâlnirea (interferența) câmpurilor gravitaționale ale corpurilor (maselor) cosmice. Câmpul gravitațional (gravific) este generat de anumite particule din substanța corpului și se manifestă prin câmpul de accelerație normală (perpendiculară) la suprafața corpului. Poate fi măsurat de exemplu direct la suprafața Pământului sau a Lunii.

Read more »

Scoala Discovery - Fizica - Energia si lucrul mecanic

Scoala Discovery - Energia si lucrul mecanic

La nivelul actual de cunoștințe și dezvoltare tehnologică, se consideră că universul care ne înconjoară există sub două forme: de substanță (materie) și câmp de forțe. Materia este caracterizată prin două mărimi fundamentale: masa și energia. Masa este măsura inerției și a gravitației, iar energia este măsura scalară a mișcării materiei. Cuvântul energie are o răspândire foarte largă, dar, cu toate acestea, conținutul concret al noțiunii nu este la fel de răspândit sau riguros analizat, datorită îndeosebi unor particularități mai subtile, caracteristice anumitor forme de transfer energetic. Cea mai generală definiție, prezintă energia ca măsură a mișcării materiei. Această formulare, deși corectă, prezintă inconvenientul unei exprimări mai puțin explicite, având în vedere diversitatea mare a formelor de mișcare a materiei.

Energia definește calitatea schimbărilor și proceselor care au loc în univers, începând cu deplasarea în spațiu și terminând cu gândirea.
Unitatea și legătura formelor de mișcare a materiei, capacitatea lor de transformare reciprocă a permis măsurarea diferitelor forme ale materiei printr-o măsură comună: energia.Energia este unul dintre cele mai importante concepte fizice descoperite de om. Înțelegerea corectă a noțiunii de energie constituie o condiție necesară pentru analiza sistemelor energetice și a proceselor energetice.

Din punct de vedere științific, energia este o mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca stare de referință. Energia este o funcție de stare.

Scoala Discovery - Fizica - Energia si lucrul mecanic



Când un sistem fizic trece printr-o transformare, din starea sa în starea de referință, rămân în natură schimbări cu privire la poziția sa relativă și la proprietățile sistemelor fizice din exteriorul lui, adică:

schimbarea poziției, vitezei,
schimbarea stării termice,
schimbarea stării electrice, magnetice,

atât ale lui cât și ale sistemelor din exteriorul său. Efectele asupra sistemelor externe se numesc acțiunile externe ale sistemului în cursul transformării.

Dacă acțiunile sunt exclusiv sub forma efectuării de lucru mecanic, acesta este echivalentul în lucru mecanic al acțiunilor externe. Suma echivalenților în lucru mecanic al tuturor acțiunilor externe care se produc când un sistem fizic trece, prin transformare, dintr-o stare dată într-o stare de referință este energia totală a sistemului fizic în starea dată față de cea de referință și reflectă capacitatea sistemului de a produce lucru mecanic.

Conform legii conservării energiei, diferența de energie a unui sistem fizic la o transformare între două stări este independentă de calea de transformare dintre cele două stări, ea depinzând numai de cele două stări. Alegând arbitrar valoarea energiei de referință, energia din orice altă stare are o valoare bine determinată. Ca urmare, energia este o funcție de starea sistemului fizic pe care o caracterizează, adică este o funcție de potențial. În funcție de starea de referință, energia poate fi pozitivă, negativă sau nulă.

Se numește formă de energie fiecare termen aditiv din cea mai generală expresie a energiei totale a sistemelor fizice, care depinde exclusiv de o anumită clasă de mărimi de stare (de exemplu: mărimi mecanice, electrice, magnetice etc.).

Lucru mecanic

Lucrul mecanic este o mărime fizică definită ca produsul dintre componenta forței care acționează asupra unui corp în direcția deplasării punctului ei de aplicație și mărimea acestei deplasări. E o mărime ce caracterizează schimbarea stării dinamice a sistemului.

Read more »

Scoala Discovery - Biologie - In cautarea vietii

Scoala Discovery - Biologie - In cautarea vietii

Viața este starea caracteristică organismelor ce au ca trăsături specifice autodezvoltarea, autoconservarea și autoreproducerea, sau, la organismele superioare, cu posibilitatea de a urmări un țel.

Știința care studiază viața organismelor este biologia. Ea sistematizează toate organismele în primul rând după regnuri, care la rândul lor sunt și ele subdivizate pe mai multe nivele.

Viața sau durata existenței unei specii de organisme (filogeneză) poate cuprinde milioane de ani, în multe generații succesive, dar viața fiecărui organism în parte (ontogeneză) încetează după un timp mult mai scurt, de ordinul a cel mult câtorva sute de ani, prin survenirea morții. Vezi și articolul Moarte (mitologie).

Scoala Discovery - Biologie - In cautarea vietii

Elevii se vor documenta despre cercetarile intreprinse de oamenii de stiinta pentru a afla daca a existat vreodata viata pe Marte.

Vor discuta variabilele necesare pentru aparitia vietii, motivul pentru care cercetatorii se concentreaza asupra planetei Marte si instrumentele pe care le folosesc acestia pentru a investiga planeta rosie.
Prin vizionarea materialului video si discutii la clasa, elevii se vor familiariza cu proiectul-simulare Darwin IV.


Viața extraterestră este la ora actuală (2012) doar o ipoteză, conform căreia în Univers ar putea să existe și viață al cărei mediu natural nu este Pământul. Acest concept se referă la orice tip sau formă de viață, de la cele mai simple sisteme biologice (de ex. virusuri și procariote) până la cele mai complexe forme de viață cu inteligență proprie și organizare socială. Totuși, existența vieții în afara Terrei, fie ea orișicât de primitivă sau evoluată, nu a putut fi dovedită cu certitudine nici până în ziua de azi.

Read more »

Scoala Discovery - Biologie - Evolutia

Scoala Discovery - Biologie - Evolutia

Biologia evoluționistă studiază domeniul legat de evoluția lumii vii, dezvoltă și testează teorii care să-i explice mecanismul. Studiind fosilele și biodiversitatea formelor de viață existente, oamenii de știință și-au dat seama, mai ales pe la jumătatea secolului al XIX-lea, că speciile se modifică în timp. Totuși, mecanismul care dirijează aceste schimbări a rămas necunoscut până în 1859, când Charles Darwin publică Originea speciilor, explicând această teorie prin intermediul conceptului de selecție naturală. Deși a provocat controverse aprinse, teoria lui Darwin a fost acceptată de majoritatea lumii științifice. Prin anii 1930' are loc combinarea dintre teoria selecției naturale a lui Darwin cu legile lui Mendel privind ereditatea și se obține teoria sintetică a evoluției, în cadrul căreia se realizează legătura dintre unitățile evolutive (gene) și mecanismul evoluției (selecția naturală). Fiind mai vizionară și mai explicită, aceasta nouă teorie se confruntă cu succes cu noile probleme ridicate de biologia modernă, furnizând o explicație unificatoare a existenței diversității vieții pe Pământ

În biologie, teoria evoluției descrie fenomenul prin care caractere noi, utile speciei, apărute la un individ și transmise descendenților acestuia ajung să fie adoptate de o populație.
Evoluția stă la baza speciației (adică apariția unor specii noi din specii existente).

Evoluția biologică se referă la faptul că organismele complexe rezultă din precursori mai simpli, deși acest mod de abordare implică o puternică simplificare a unui proces complex.

O discuție completă despre evoluția biologică necesită explicații detaliate din domeniul geneticii. De asemenea necesită investigarea diferențelor care caracterizează speciile, genurile și întreg arborele vieții, deoarece aceste fenomene încearcă să fie explicate de teoria evoluției.

Evoluția biologică poate fi explicată în mai multe moduri, dar, pentru a surprinde cele două fațete ale ei (aspectele genetice și diferențele dintre organisme) vom prezenta două dintre definiții:

1) Evoluția este modificarea compoziției genetice a unei populații de la o generație la alta.

2) Evoluția reprezintă modificarea gradată a organismelor în decursul timpului, apariția de specii și linii evolutive pornind de la forme ancestrale, precum și generarea de diversitate.

Prima definiție subliniază modificările genetice, iar termenul utilizat frecvent este de microevoluție. Cu alte cuvinte, evoluția are loc la cea mai mică scală atunci când frecvențele alelelor dintr-o populație se modifică într-o succesiune de generații. Microevoluția reprezintă de fapt modificarea genofondului unei populații. Cea de a doua definiție se referă la apariția de noi forme de viață, care pot fi grupate la un loc cu alte forme de viață apărute întro ierarhie taxonomică. În mod obișnuit este denumită macroevoluție și privește schimbările evolutive peste nivelul speciei. Spre exemplu, apariția penelor în timpul evoluției păsărilor dintr-un grup de dinozauri reprezintă o noutate evolutivă care poate fi folosită pentru a defini un taxon superior speciei.

Scoala Discovery - Biologie - Evolutia



Teoria evoluției este unul din elementele fundamentale ale teoriei biologice. Este o teorie în biologie care explică apariția diferitelor tipuri de plante și animale (ca și a altor forme de viață ale Terrei) prin pre-existența altor tipuri, diferențele între acestea fiind datorate unor modificări produse în generații succesive. Ca teorie a biologiei, teoria evoluției este o teorie științifică. Asta înseamnă că ea este considerată a fi o ipoteză testabilă naturalistă care a fost dovedită. Primele dovezi în sprijinul teoriei evoluției au fost acelea provenind din studiile comparative de morfologie ale speciilor existente și din studiul fosilelor (paleontologie). De atunci, dovezile provenind din aceste surse s-au acumulat pe măsură ce înțelegerea fenomenului a fost adâncită, în timp ce discipline ale biologiei recent apărute (ca genetica, biochimia, fiziologia, etologia și în special biologia moleculară) au furnizat puternice dovezi adiționale, care au confirmat primele concluzii. Cantitatea de informație despre istoria evoluționară stocată în ADN-ul viețuitoarelor este virtualmente nelimitată, savanții fiind capabili să reconstruiască orice detaliu al istoriei evoluționare a vieții în măsura în care investesc suficient timp și resurse de laborator. Biologii nu mai sunt însă interesați să obțină dovezi suplimentare care să sprijine faptul evoluției, ci, mai degrabă, sunt preocupați a răspunde la întrebarea "ce tip de cunoștințe pot fi obținute din fiecare dintre sursele diverselor dovezi?".

Teoria evoluției prezintă o explicație științifică a dualului fenomen al diversității și ordinii biologice. Ea explică variația ordonată constatată de biologi ca fiind produsul unor procese naturale care s-au repetat de numeroase ori în istoria vieții și care continuă să se manifeste și azi.

Diversitatea formelor de viață este marcată de o ordine fundamentală, un "motiv" (model), prin care speciile apropiat înrudite partajează între ele mai multe trăsături comune decât o fac cu organismele mai distant înrudite.

Evoluția, în sens biologic, poate fi descrisă ca procesul prin care speciile se schimbă prin transformări succesive pornind de la alte organisme și nu prin generare spontană sau creație divină. Ideea evoluției s-a dezvoltat începând cu secolul XIX.

Scopul teoriei evoluției este de a explica originea speciilor, formarea lor pe parcursul timpului prin evoluția dintr-un strămoș comun. Această teorie a început prin a descrie evoluția ca un aspect al existenței ființelor vii (Lamarck și Darwin).

Read more »

Scoala Discovery - Biologie - Biomul

Scoala Discovery - Biologie - Biomul

Biomul reprezintă un complex de ecosisteme, având un teritoriu mare, factori abiotici specifici și o floră și o faună specifică.

Exemple de biomuri

Biomuri terestre:
Tundră;
Taiga;
Pădure de foioase:
Pădure de foioase temperată;
Pădure de foioase subtropicală;
Pădure de foioase tropicală;
Pădure ecuatorială;
Pădure musonică;
Pădure de conifere:
Pădure de conifere temperată;
Pădure de conifere subtropicală;
Pădure mixtă:
Pădure mixtă temperată;
Pădure mixtă subtropicală;
Biomuri, a căror vegetație este ierboasă:
Stepă;
Silvostepă;
Savană;
Preerie;
Pampas;
Deșert;
Semideșert;
Mangrovă;
Biom montan.
Biomuri acvatice:

Scoala Discovery - Biologie - Biomul



Ecosistem este o noțiune introdusă în 1935 de botanistul Arthur Tansley în domeniul ecologiei, pentru a desemna o unitate de funcționare și organizare a ecosferei alcătuită din biotop și biocenoză și capabilă de productivitate biologică. Ecosistemul cuprinde și relațiile dintre biotop și biocenoză și relațiile dintre organismele biocenozei. Pentru ca un ecosistem să fie funcțional este necesar să conțină trei elemente de bază: producenții, consumenții și reducenții (cu unele excepții ultimul element poate să lipsească în unele ecosisteme).

Biotopul reprezintă totalitatea factorilor abiotici (apa, vântul, energia solară, clima, umiditatea) și relațiile dintre ei.

Biocenoza reprezintă un nivel de organizare a materiei vii format din populații legate teritorial, și pe studiul interacțiunii acestor populații.

Un ecosistem nu are granițe definite, astfel el poate avea dimensiuni foarte mari (deșertul Sahara), sau dimensiuni foarte mici (un iaz).


După locul în care se găsesc, ecosistemele sunt în general clasificate în:

Ecosisteme acvatice;
Ecosisteme terestre.

O altă clasificare a ecosistemelor:

ecosistem autotrof - ecosistem în care predomină activitatea plantelor verzi, și care se poate autosusține.
ecosistem heterotrof - ecosistem în care predomină activitatea organismelor consumatoare.
ecosistem tânăr - ecosistem în care producția plantelor verzi întrece consumul organismelor heterotrofe.
ecosistem matur - ecosistem în care producția plantelor verzi este aproximativ egală cu cea a organismelor consumatoare.
ecosistem natural - ecosistem care a apărut spontan, prin lupta pentru existență a speciilor vegetale și animale, în care omul nu a avut nici un rol în modificarea densității, abundenței și diversității organismelor.
ecosistem antropogen - ecosistem în care intervenția omului este parțială sau totală.
ecosistem uman - ansamblul planetar în interacțiune al populațiilor umane, împreună cu factorii de mediu.

Zona de întrepătrundere a două ecosisteme, de exemplu o pășune naturală și un ecosistem agricol, se numește ecoton.

Totalitatea ecosistemelor formează ecosfera, sau biosfera.

Read more »

Scoala Discovery - Matematica - Algebră - 2

Matematica - Algebră - 2

Algebra constituie o ramură a matematicii, derivată din aritmetică, ca o generalizare sau extensie a acesteia din urmă. Are ca domeniu studiul regulilor operațiilor și relațiilor matematice, a conceptelor derivate din acestea, cum ar fi: polinoame, ecuații, structuri algebrice.

Împreună cu geometria, analiza matematică, combinatorica și teoria numerelor, algebra este una din ramurile principale ale matematicii pure.

Algebra elementară este studiată începând cu învățământul gimnazial, când este introdus conceptul de variabilă matematică ce ține locul numărului.

Operațiile care se efectuează cu aceste variabile au regulile asemănătoare cu cele efectuate cu numere, dar sunt mai generale.


Algebra modernă o include pe cea elementară și studiază operațiile în cazul general, când în locul numerelor apar simboluri, urmărind câteva reguli care pot să fie diferite de cele aplicate numerelor, exemplu fiind algebra vectorială sau matriceală sau în cazul studiului structurilor algebrice (grupuri, inele, corpuri).

Scoala Discovery - Matematica - Algebră - 2

Scoala Discovery este un proiect realizat de Discovery Networks, compania care detine posturile Discovery Channel, Animal Planet sau Discovery Science, in colaborare cu Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului din Romania.

Ceea ce ne propunem prin aceasta initiativa este sa aducem lumea Discovery in sala de clasa, stimuland curiozitatea fireasca a elevilor fata de stiinta, dar si sa integram resursele audio-video si new media in procesul de educatie.


Discovery Channel a stiut intotdeauna sa prezinte lumea din jurul nostru intr-un mod captivant, asadar vrem sa ne folosim de acest avantaj pentru a creste interesul elevilor fata de materiile stiintifice studiate in scoala.

Read more »

Scoala Discovery - Matematica - Algebră - 1

Matematica - Algebră - 1

Algebra constituie o ramură a matematicii, derivată din aritmetică, ca o generalizare sau extensie a acesteia din urmă. Are ca domeniu studiul regulilor operațiilor și relațiilor matematice, a conceptelor derivate din acestea, cum ar fi: polinoame, ecuații, structuri algebrice.

Împreună cu geometria, analiza matematică, combinatorica și teoria numerelor, algebra este una din ramurile principale ale matematicii pure.

Algebra elementară este studiată începând cu învățământul gimnazial, când este introdus conceptul de variabilă matematică ce ține locul numărului.

Operațiile care se efectuează cu aceste variabile au regulile asemănătoare cu cele efectuate cu numere, dar sunt mai generale.


Algebra modernă o include pe cea elementară și studiază operațiile în cazul general, când în locul numerelor apar simboluri, urmărind câteva reguli care pot să fie diferite de cele aplicate numerelor, exemplu fiind algebra vectorială sau matriceală sau în cazul studiului structurilor algebrice (grupuri, inele, corpuri).

Scoala Discovery - Matematica - Algebră - 1

Scoala Discovery este un proiect realizat de Discovery Networks, compania care detine posturile Discovery Channel, Animal Planet sau Discovery Science, in colaborare cu Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului din Romania.

Ceea ce ne propunem prin aceasta initiativa este sa aducem lumea Discovery in sala de clasa, stimuland curiozitatea fireasca a elevilor fata de stiinta, dar si sa integram resursele audio-video si new media in procesul de educatie.


Discovery Channel a stiut intotdeauna sa prezinte lumea din jurul nostru intr-un mod captivant, asadar vrem sa ne folosim de acest avantaj pentru a creste interesul elevilor fata de materiile stiintifice studiate in scoala.

Read more »

Scoala Discovery - Matematica - Rezolvarea problemelor

Matematica - Rezolvarea problemelor

Matematica este în general definită ca știința ce studiază relațiile cantitative, modelele de structură, de schimbare și de spațiu. În sens modern, matematica este investigarea structurilor abstracte definite în mod axiomatic folosind logica formală.

Structurile anume investigate de matematică își au deseori rădăcinile în științele naturale, cel mai ades în fizică. Matematica definește și investighează și structuri și teorii proprii, în special pentru a sintetiza și unifica multiple câmpuri matematice sub o teorie unică, o metodă ce facilitează în general metode generice de calcul. Ocazional, matematicienii studiază unele domenii ale matematicii strict pentru interesul abstract exercitat de acestea, ceea ce le transformă într-o abordare mai degrabă legată de artă decât de știință.

Scoala Discovery - Matematica - Rezolvarea problemelor

Scoala Discovery este un proiect realizat de Discovery Networks, compania care detine posturile Discovery Channel, Animal Planet sau Discovery Science, in colaborare cu Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului din Romania.

Ceea ce ne propunem prin aceasta initiativa este sa aducem lumea Discovery in sala de clasa, stimuland curiozitatea fireasca a elevilor fata de stiinta, dar si sa integram resursele audio-video si new media in procesul de educatie.


Discovery Channel a stiut intotdeauna sa prezinte lumea din jurul nostru intr-un mod captivant, asadar vrem sa ne folosim de acest avantaj pentru a creste interesul elevilor fata de materiile stiintifice studiate in scoala.

Read more »

Scoala Discovery -- Chimie -- Compusi si reactii

Scoala Discovery -- Chimie -- Compusi si reactii

Compusul chimic este o substanță chimică pură, formată din două sau mai multe elemente chimice ce au între ele un raport de atomi și de mase bine stabilit (spre deosebire de amestecuri), și care pot fi separate prin reacții chimice.

Un compus chimic are are o structură chimică unică și bine definită.
Definiția nu poate fi aplicabilă pentru câteva excepții. Anumiți compuși cristalini se numesc non-stoichiometrici, deoarece compoziția lor este modificată prin prezența în structura cristalului a unor elemente străine. Un alt caz este cel al prezenței izotopilor care face schimbă raportul dintre elemente.
Așadar, un compus nu poate fi considerat complet omogen, dar aproximăm acest lucru în scopuri teoretice.

Şcoala Discovery -- Compusi si reactii

Mai puțin de o sută de elemente se combină pentru a forma milioanele de substanțe care compun universul. Elevii vor studia diverse reacții chimice, inclusiv noțiuni de electrochimie, se vor familiariza cu compoziția chimică a unor substanțe comune, vor invăța despre schimbările fizice, chimice si nucleare la nivelul materiei, legăturile ionice si covalente, procesele de oxidare și combustie, dar și alte lucruri noi.
Structura chimică reprezintă alcătuirea din elemente chimice unei molecule ce aparține de o substanță omogenă din punct de vedere chimic. Formula chimică ne furnizează de asemenea informații asupra raportului și felul de legătură dintre elementele chimice, care sunt reprezentate prin simboluri chimice.

Read more »

Scoala Discovery - Chimie - Sistemul periodic al elementelor

Scoala Discovery - Chimie - Sistemul periodic al elementelor

1Actinidele și lantanidele se numesc împreună "pamânturi rare."

2Metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase, metalele de tranziție și de post-tranziție, actinidele și lantanidele se numesc împreună "metale."

3Halogenii și gazele nobile sînt și ele nemetale.

Starea de agregare la condițiile normale de temperatură și presiune

cele cu numărul atomic scris în roșu sunt gaze;
cele cu numărul atomic scris în albastru sunt lichide;
cele cu numărul atomic scris în negru sunt solide.


Scoala Discovery - Chimie - Sistemul periodic al elementelor

Tabelul periodic al elementelor, numit și "tabelul periodic al lui Mendeleev", cuprinde într-o formă tabelară toate elementele chimice, aranjate în funcție de proprietățile lor fizice și chimice.
Pe 6 martie 1869, Mendeleev a prezentat Societății Ruse de Chimie o lucrare denumită Dependența între proprietățile masei atomice a elementelor, care propunea folosirea masei și a valenței pentru a descrie elementele.
Dmitri Ivanovici Mendeleev (în limba rusă Дми́трий Ива́нович Менделе́ев Sunet pronunție, n. 27 ianuarie 1834 (S.N. 8 februarie), Tobolsk, Imperiul Rus – d. 20 ianuarie 1907 (S.N. 2 februarie), Sankt Petersburg, Imperiul Rus) a fost un chimist rus, recunoscut a fi unul din cei doi chimiști ce au creat independent unul de altul prima varianta a tabelului periodic al elementelor.

Pe de o parte, tabloul lui Mendeleev era o reprezentare mai completă a relației complexe dintre elementele chimice, și, pe de altă parte, cu ajutorul acelui tabel, Mendeleev a fost capabil să prezică atât existența altor elemente (pe care le-a numit eka-elemente) nici măcar bănuite a exista pe vremea sa, precum și a proprietăților generale ale lor. Aproape toate previziunile sale au fost confirmate în proporții covărșitor de apropiate de 100% de descoperirile ulterioare din chimie.

Scoala Discovery - Chimie - Sistemul periodic al elementelor

Read more »

Viata si Natura – Scoala Discovery - Chimie

Viata si Natura – Scoala Discovery - Chimie

Şcoala Discovery

Scoala Discovery este un proiect realizat de Discovery Networks, compania care detine posturile Discovery Channel, Animal Planet sau Discovery Science, in colaborare cu Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului din Romania.

Scoala Discovery - Chimie

Atomul este cea mai mică particulă ce caracterizează un element chimic, respectiv este cea mai mică particulă dintr-o substanță care prin procedee chimice obișnuite nu poate fi fragmentată în alte particule mai simple. Acesta constă într-un nor de electroni care înconjoară un nucleu atomic dens. Nucleul conține sarcini electrice încărcate pozitiv (protoni) și sarcini electrice neutre (neutroni), fiind înconjurat de norul electronic încărcat negativ. Când numărul electronilor și al protonilor este egal, atunci atomul este neutru din punct de vedere electric; dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci atomul devine un ion, care poate avea sarcină pozitivă sau negativă. Atomul este clasificat după numărul de protoni și neutroni: numărul protonilor determină numărul atomic (Z) și neutronii izotopii acelui element.

Atomii: Elementele fundamentale ale materiei

Lecţia prezintă elementele fundamentale ale atomului şi analizează modul în care cunoştinţele noastre despre acesta ne-au modificat perspectiva asupra universului. Elevii vor învăţă despre atom, structura şi compoziţia sa, vor fi familiarizaţi cu numele şi contribuţiile celor mai importanţi oameni de ştiintă din domeniu, de la Planck şi Einstein la Schrodinger si Heisenberg, precum şi cu energia nucleară, istoria descoperirii bombei nucleare si implicatiile acesteia. De asemenea, modulul prezintă noţiunile de baza ale mecanicii cuantice.

Read more »