Тема 5. Элементы современной физики

Понятие симметрии в естествознании, симметрии пространства, теорема о взаимосвязи с законами сохранения. Законы сохранения энергии, импульса, момента импульса и соответствующие симметрии пространства времени. Эволюция как цепочка нарушений симметрий.

Разнообразие звезд, их строение и устойчивость. Рождение звезд из газо-пылевых облаков космического пространства. Термоядерная жизнь звезд. Смерть звезд и звездные останки: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Солнце и солнечная система.

Принципы симметрии, законы сохранения, взаимодействие, состояние, принципы суперпозиции: неопределенности, дополнительности. Динамические и статистические закономерности в природе.

Концепция механического детерминизма; динамические теории, как детерминистическое описание природы, их примеры; системы с динамическим хаосом, отличие хаоса от беспорядка; статистические теории, описывающие системы с хаосом и беспорядком, их основные понятия и примеры; соответствие динамических и статистических теорий; причины несостоятельности механического детерминизма даже для динамических систем.

Описание состояний в динамических и статистических теориях. Законы термодинамики. Статистические распределения в молекулярно-кинетической теории. Хаос, беспорядок и порядок в природе. Энтропия и ее статистический смысл.

Тема 6. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы

Поиски принципов объективного описания природы. Модель дискретных объектов - физика частиц. Модель частицы (корпускула). От физики Аристотеля к физике Ньютона.

Мир непрерывных объектов – физика полей. Модель сплошной среды (континуума). От физики Декарта к физике Максвелла. Взаимодействие: концепции близко- и дальнодействия. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Физическое поле.

Двойственный (непрерывный и дискретный) мир классической физики. Две альтернативные сущности: вещество и электромагнитное поле, их взаимодействие. Мир микрообъектов – квантовая физика.

Корпускулярно-волновой дуализм как всеобщее свойство материи; соотношения неопределенностей: координата-импульс, энергия-время; формулировку принципа дополнительности в узком (квантовомеханическом) смысле; основные пары дополнительных величин: координата и импульс, энергия и время; философское значение дополнительности в узком смысле: неотделимость познающего субъекта от познаваемого объекта; примеры проявления принципа дополнительности в широком смысле: необходимость несовместимых точек зрения для полного понимания любого предмета или процесса; описание состояния в квантовой механике; статистический характер квантового описания природы; соответствие квантовой и классической механике.

Противоречия в классической теории излучения и появление концепции квантов. Особенности описания состояний в квантовой механике. Принципы квантовой механики. Дискретные уровни энергии электронов в атомах и принцип Паули.

Тема 7. Химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность веществ. Учение о системах

Развитие идей атомизма в химии. Химия и алхимия. Учение о составе вещества. Понятие о химических элементах. Периодическая система Д.И.Менделеева. Химические связи и строение молекул. Учение о структуре вещества. Органические и неорганические соединения. Понятие об энергетических зонах в кристаллах. Проводники, полупроводники и изоляторы. Энергетика химических процессов. Каталитическая и эволюционная химия. Открытие электрона. Появление первых моделей атома. Представления о строении ядра. Элементарные частицы. Химические связи и превращения молекул. Химические реакции и их скорость. Возможность управления химическими реакциями, реакционная способность и их зависимость от факторов. Свойства веществ и уровни научных химических знаний. Химия экстремальных состояний.

«Химический элемент», «атом», «изотопы», «молекула», «вещество»; представление о мономерах, полимерах, катализаторах, биокатализаторах, качественном и количественном составе вещества; современные представления о строении атома.

Химические экзо- и эндотермические процессы, химическая кинетика, энергия активации, катализ, автокатализе; свойства катализаторов; влияние различных факторов на скорость, закон действующих масс, правило Вант-Гоффа; состояние равновесия и условия его смещения; принцип Ле Шателье.

Химия и алхимия. Учение о составе вещества. Понятие о химических элементах. Периодическая система Д.И. Менделеева. Химические связи и строение молекул. Учение о структуре вещества. Органические и неорганические соединения. Понятие об энергетических зонах в кристаллах. Проводники, полупроводники и изоляторы. Энергетика химических процессов. Каталитическая и эволюционная химия.