Anda vajalikud alusteadmised looduses toimuvast ja oskused nende praktiliseks kasutamiseks merendusvaldkonna erialastes töödes ja enesetäiendamisel. Arendada erialaliselt rakendatavaid oskuseid, kasutades selleks tõenduspõhiseid loodusteadusteadlike uurimismeetodeid.
Anda oskus lahendada keskkonnakaitsealaseid probleeme lähtudes oma loodusteaduste alastest teadmistest.

To give the basic knowleges about the law-governed processes in nature and their practical application in marine related activities and in self-perfection.
The aim of lecture course is to provide the students with scientific world outlook to simplify the self-involing the professional knowleges and skills.
To give the persons acquired with the course the know-how to solve problems accrue from the worsening conditions of environment.

Üliõpilane:
• teab ja saab aru looduse ja loodusnähtuste täpse kirjeldamise ja mõõtmise olulisest, mõõtmisvigade hindamist ja mõõtmistulemuste usalduspiire,
• tunneb kvantmehhaanika üldprintsiipe, mis määravad aine ehituse ja omadused, ainete klassifitseerimise aluseid k.a. elementide perioodilisussüsteem,
• omab põhiteadmisi atmosfääri ja mere keemiast ning seal toimuvate keemiliste muutuste mõjust kliimale ja selle teisenemisele,
• omab ettekujutust mehaanikast, molekulaarfüüsikast ja molekulaarjõududest, termodünaamikast, elektrodünaamikast, võnkumistest ja lainete käitumisest, kvantoptika seadustest ja mudelitest ning nende rakendatavuse piiridest.
• Oskab kasutada füüsikas ja keemias ning keskkonnakaitses rakendatavaid suurusi ja ühikuid, tunneb vektoralgebrat, diferentsiaalarvutust mehaanikas ja suudab neid rakendada termodünaamika, elektrodünaamika ja hüdrodünaamika probleemide analüüsil ning lahendamisel. Oskab anda oma loodusteaduste alastest arusaamadest tulenevat hinnangut keskkonnaseisundit mõjutavatele nähtustele.
• Tunneb füüsikakatsete läbiviimise põhialuseid ja oskab hinnata katsetulemusi, oskab rakendada tulemuste mõõtemääramatust ja sealt tulenevalt mõõtmistulemuste usaldatavust.
• Oskab kasutada loodusteaduste alaseid teadmisi eriala rakendustega seotud probleemide analüüsil ja iseseisva töö korral kirjandusega.
• Oskab seostada looduseadusi tehnika toimimise ja ümbritseva elukeskkonna nähtuste kirjeldamisel ning analüüsil.

Having completes the the study the subject:
• is aware about the importance of the correct and precise describing and measurement of natural phenomenons;
• is aware of basic principles of quantum mechanics, the fundamental ideas determing the structure and properties of matter; is aware about the principes on classiffication of different forms of expressions of matter. The lecture course includs also the materials about the principes of building up the periodic system of elements:
• is aware about the main principes of marine and atmopheric chemistry and about the influence in their chemical compositions to climate;
• is aware of the main principes on mechanics, molecular physics, thermodynamics, electrodynamics, hydrodynamics, wave-particle duality conception, quantum optics laws and about the limits of their application;
• knows how to use the units of measurement in describing the nature and also appling these units for describing the indicators featuring the conditions of environment. Knows the main principles on higher mathematics and is prepeared to use these methods to analysing the thermodynamic, electrodynamic and hydrodynamic problems and solving them. Is able to give a profesional opinion to the different phenomenons in nature according the knowleges obained in present course;
• is aware of main principles to experimental work in physics and knows how to estimate the results of measurement uncertanty, is aware of how to applay the uncertanty of experiments and deriving from this the probability of results;
• is able to use the knowleges obtained to analyse and solve the problems in their practical work. Is able to analyse the special literatuure;
• is able to see connections in between the influence of technology to environment and the climate changes.

Looduse mõõtmine ja uurimine. Loodusteaduste süsteem ja selle kujunemine. Loodusteaduste osa kultuuriloos. Kvantmehhaanika alused. Aine ja elementide tekkimine. Aatomid ja elemendid. Fundamentaalsed jõud looduses. Elementaarosakesed ja nende süstematiseerimine. Aine fundamentaalsete omaduste kujunemine, massidefekt. Lainete omadused. Interferents ja difraktsioon kui teejuhid kvantmehhaanika juurde. Elementide perioodilisussüsteem ja selle aatomifüüsikast tulenevad alused. Elektronkihid aatomites ja sellest johtuvad ainete omadused. Pauli printsiip ja Hundi reegel ehk miks me ei saa minna läbi seina. Keemilised sidemed. Keemiliste sidemete olemus tulenevalt aatomite ehitusest, selle kvantmehhaanilised alused. Ainete elektrijuhtivus, sepistatavus, mehhaaniline tugevus. Ainete käitumine erinevatel temperatuurirežiimidel ja nende omaduste tulenevus neid moodustavate aatomite ehitusest. Molekulidevahelised jõud ja sidemed kui elukeskkonna kujundajad. Gaasid, vedelikud, tahksed. Osakeste vahelised tõmbe ja tõukejõud, nende jõudude kujunemine ja selle füüsikalised põhjused. Gaaside seadused. Vesi. Jää moodustumise mehhanismid ja sellega kaasnevad soojusefektid, nende kliimat kujundav roll. Termodünaamika põhialused, soojusmasinad ja Carnot tsükkel. Korrastatus looduses ja selle allikad. Biosfäär kui negentroopia allikas. Soojussurm ja aja pöördumatus, ajanool ehk pöörduvad ja pöördumatud protsessid.
Keemiline kineetika ja katalüüs. Reaktsioonikiiruste mõõtmine, reaktsiooni kiiruse konstandid, reaktsiooni järk ja nende leidmine. Pöörduvad ja mittepöörduvad reaktsioonid. Katalüüs ja katalüüsi mehhanismid, katalüüs elusorganismides. Tööstusliku heitgaaside osa osoonikihi katalüütilisel lagundamisel. Vedelikud ja pindpinevus. Lahused. Lahustumine ja selle mehhanismid. Lahuste kontsentratsioonid. Pindpinevus ja merendus. Atmosfääri keemia ja atmosfääri tekkimine, selle komponentide päritolu ning viibeajad atmosfääris.

1. The measuring and research of nature. The system on natural sciences, the formation of it. The role on natural science in cultural history.
2. The basic principles of quantum mechanics. Origin of matter. Atoms and elements. Elementary (fundamental) fundamental particles, their systematics. Fundamental forces and the formation of fundamental properties of matter. Properties of waves. Interference and diffractions as the guides to quantum mechanics.
3. Periodic table of elements and the principles of it’s „construction“ as a derivative of the principles on atomic physic pro structure of atoms. Electronic confurations in atoms and the properties of elements derived from it. Pauli exclusion principle and or why we cant pass through the wall.
4. Chemical bonds as the derivative of the „construction“ of atoms, the quantum mechanics laws determining the character of chemical bonds. The electric conduction of different matters, malleability and mechanical firmness of materials. Behaving the matter in different temperatures anti it’s connection with the features of their atoms.
5. The forces in between the molecules, their role in creating our habitable environment. Gases, liquids, solids. The attractive and repulsive forces in between the particles and the physical-chemical nature of it. The gas laws. Water. Ice and the mechanism of formation of it. The heat transfer in changing the aggregate condition of water and the formation of climate due to changing the water phases.
6. The basic principles of thermodynamics, and ideal thermal power engine (die Wärmekraftmaschine) and Carnot cycle. Arrangement (negentropy) in nature – biosphere as the sorce of negentropy. Unreversability of time and the „time arrow“.

.

.

Kohustuslike kirjandusallikate läbitöötamine.
Täiendava informatsiooni hankimine kirjandusest, internetist, intranetist (Moodlist) jne.
Kontrolltöödeks ja eksamiks ettevalmistumine.
Kodused kontrolltööd

Work with special literatuure recommended by lectures.
Work with materials from Moodle (intranet) prepeared by lecturer.
Obtaining additional information from literature, va´ia internet etc.
Preparations to control tests and preparations to exam

.

-