РЕЗЮМЕ
В данной статье рассматривается применение векторов при изучении некоторых предметов естественнонаучного цикла.
Ключевые слова: вектор, применение векторов, механика, генная инженерия, химия.
С уверенностью можно сказать, что мало кто из людей задумывается о том, что векторы окружают нас повсюду и помогают нам в повседневной жизни. Я обратила внимание, что векторы, помимо точных наук, встречаются нам и на улице. Так, например, во время прогулки в парке, я заметила, что ель, оказывается, можно рассматривать как пример вектора в пространстве: нижняя ее часть - начало вектора, а верхушка дерева является концом вектора. А вывески помогают нам найти местонахождение нужного магазина, службы или другого необходимого объекта.
Цель: Проследить важность понятия «Вектор» в предметах естественно-научного цикла;
Рассмотреть вопросы происхождения развития понятия «вектор» при изучении спецпредметов моей будущей профессии; Углубить знания по естественно-научным предметам; Научиться применять векторы при решении задач физического, биологического и химического содержания;
Поискав материал в интернете, я узнала, что понятие «Вектор» - относительно новое математическое понятие и его изучает раздел математики «Векторная алгебра». Мы на занятиях математики изучили следующие темы: Система декартовых прямоугольных координат в пространстве; Скалярные и векторные величины; Действия над векторами; Скалярное произведение двух векторов; Векторное и смешанное произведение векторов, которые необходимы мне в будущей профессии инженера-технолога. Возникновение векторного исчисления тесно связано с потребностями механики и физики. Известно, что такие физические величины, как сила, ускорение, скорость характеризуются не только численным значением, но и направленностью. Как будущему инженеру, изучение векторов дает мне возможность более глубокого понимания формул, законов,чаще всего заданных уравнениями и математическими символами, векторами. Любая сила, например F тяжести, раскладывается по векторам. В основном, это используется при строительстве различных конструкций (построение моста), расчетах летательных аппаратов (вектор скорости для круговых орбит), в навигации морского и воздушного флота.
Интересно, но понятие «вектор» встречается даже в биологии и имеет два определения. В первом случае вектором называется организм, переносящий паразита от одного организма-хозяина к другому. Например, клещи являются векторами, переносящими вирус, вызывающий энцефалит.
Во втором случае вектор - автономная молекула ДНК, используемая в генной инженерии, для переноса генов от организма-донора в организм-реципиент, а также для клонирования нуклеиновых последовательностей (клонирующий вектор).
Вектором, например, является бактериальная плазмида. Плазмиды дают бактериям большие преимущества, например способность синтезировать вещества опасные для других бактерий- антибиотики, а также быть устойчивыми к антибиотикам своих собратьев. Человек научился использовать эти свойства в медицине. Например, был получен антибиотик против бактерии, вызывающей туберкулез, но эта бактерия эволюционировала и приобрела к нему невосприимчивость. Поэтому необходимо снова искать средство, чтобы справиться с этой болезнью,для этого люди также создают искусственные векторы.
С помощью векторов синтезируются различные лекарства, антибиотики и даже необходимые человеку ферменты, например, инсулин. В генной инженерии недавно зародилось новое развивающееся направление- генотерапия, где векторы позволяют исправлять генетические дефекты. Также векторы используют при клонировании.
Свое широкое применение векторы получили в химии. Например, рассмотрим обратимость реакций. Обратимыми называются реакции, протекающие в двух взаимно противоположных направлениях. Такие реакции не доходят до конца и заканчиваются установлением химического равновесия, при котором скорости прямой и обратной реакций равны между собой.
JVj + 3HS~2NH- + Q
Обратимые реакции не доходят до конца. Концентрации реагентов уменьшаются, что приводит к уменьшению скорости прямой реакции ‘ . Скорость же обратной реакции постоянно возрастает, поскольку i увеличиваются концентрации продуктов. Когда скорости прямой и обратной реакций станут одинаковыми (1 = ■ ■■' , наступает состояние химического равновесия. Человек научился направлять
обратимые химические реакции в нужную для себя сторону, используя действие таких факторов, как температура, давление, концентрация.
Электролиз. Электролиз- это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электропроводах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита. Знаком вектора обозначается осадок, то есть нерастворимое вещество, которое выпало на дно сосуда, или газ, который уходит вверх, в атмосферный воздух.
Рассмотрим реакцию взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой.
CaCO3+2HCl= - - - і + - Л + '
Происходит бурная реакция с выделением углекислого газа, это записывается с помощью вектора, направленного вверх.
CuSj. - :Xr.CP: = 1:,(3.¾ - +.V-2Si;
Здесь мы видим выпадение в осадок гидроксида меди.
Выводы. Пройдясь по улицам нашего города, понимаю, что понятие вектора встречается на каждом шагу: в тех же самых рекламных плакатах, баннерах, светофорах. Это понятие помогает не только для передвижения или нахождения какого-либо объекта, но и в моей будущей профессии, при построении графиков, чертежей. Базовое понятие «вектор», рассмотренное на занятиях математики, является основой для дальнейшего изучения спецпредметов. Так, например, если применять векторы в физике, то можно решить многие задачи механики; в биологии - векторы позволяют исправлять генетические дефекты, а в химии -выпадение в осадок или выделение газа в атмосферу обозначаются знаком вектор.
Литература
Беклемишев Д. В., Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. Москва; Наука, 1988г.
Лидин Р. А., Аликберова Л. Ю., Химия. Справочник для старшеклассников и поступающих в ВУЗы; М.: «АСТ-ПРЕСС ШКОЛА», 2006г. - 512 с.
Глинка Н. Л., Общая химия: Учебное пособие для вузов; М.: «Интеграл-Пресс», 2008 г. - 728 с.
Уиллет Э., Генетика без тайн; М.: «Эксмо», 2008г. - 224с.