1.7. Корпускулярно-волновой дуализм. Принцип дополнительности.

Волновые свойства света: интерференция, дифракция, поляризация . Корпускулярные свойства света: фотоэффект . Корпускулярно-волновой дуализм как всеобщее свойство материи . Де Бройль: общая идея и формула связи между импульсом частицы и ее длиной волны.

Волновые свойства частиц. Дифракция электронов. Электронный микроскоп.

Принцип дополнительности в квантовой механике. Измерение в квантовой механике как результат взаимодействия микрообъекта с макроприбором. Невозможность невозмущающих измерений. Принцип дополнительности в широком смысле как необходимость несовместимых, но взаимодополняющих точек зрения для полного понимания предмета или процесса.

1.8. Соотношения неопределенностей.

Соотношение неопределенностей координата-импульс (скорость). Соотношение неопределенностей энергия-время. Соотношения неопределенностей как следствие невозможности невозмущающих измерений. Соотношения неопределенностей как результат квантовых флуктуаций. Экспериментальные доказательства сложной структуры вакуума: эффект Казимира, рождение электрон-позитронных пар в электрическом поле.

2. Пространство, время, симметрия

2.1. Принципы симметрии, законы сохранения

Понятие симметрии в естествознании. Изотропность. Анизотропия. Инвариантность. Однородность.Простейшие симметрии (асимметрии) пространства и времени и связанные с ними законы сохранения (несохранения). Теорема Нетер. Виды симметрий. Нарушение симметрии и эволюция. Симметрия и асимметрия живого.

2.2. Эволюция представлений о пространстве и времени

Пространство и время в учении Аристотеля. Абсолютное и относительное пространство Ньютона. Абсолютное и относительное время Ньютона. Мировой эфир. Опыт Майкельсона-Морли. Инвариантность скорости света. Пространство и время в современной научной картине мира.

2.3. Специальная теория относительности

Принцип относительности Галилея. Принципы СТО (принцип относительности, инвариантность скорости света). Следствия СТО (относительность одновременности, длин и промежутков времени, инертная масса в движущейся системе координат, пространственно-временной интервал  между  событиями, его инвариантность, причинно-следственные связи между событиями, причинность, световой конус, пространственно-временной континуум)

2.4. Общая теория относительности

Общая теория относительности (ОТО): распространение принципа относительности на неинерциальные системы отсчета, ограничение применимости принципа постоянства скорости света 

Принцип эквивалентности гравитационного поля и сил инерции  

Эмпирические доказательства ОТО.

3. Структурные уровни и системная организация материи

3.1. Микро-, макро-, мегамиры

Критерии деления на микромир, макромир и мегамир. Структуры мегамира: звезды, планетные системы, галактики, скопления и сверхскопления галактик, квазары, Млечный Путь - наша Галактика Пространственные масштабы Вселенной. Единицы измерения расстояний в мегамире. Оценочное время существования Вселенной, явления, позволившие оценить время существования Вселенной. Характеристики звезд, определяемые из наблюдений. Виды звезд. Диаграмма Герцшпрунга-Рессела. Главная Последовательность. Источники энергии звезд: термоядерный синтез и энергия гравитационного сжатия. Этапы эволюции звезд при разных массах. Планетарные туманности. Красные гиганты. Сверхновые звезды. Пульсары (нейтронные звезды), белые карлики. Понятие гравитационного радиуса. Гравитационный коллапс. Черные дыры.

Состав Солнечной системы: планеты, спутники планет, астероиды, кометы, метеороиды, магнитные поля, пылевая материя, солнечный ветер и космические лучи. Планета земной группы. Планеты-гиганты. Пояс астероидов. Облако Оорта. Пояс Койпера. Гипотезы о происхождении Солнца и планет: гипотеза Канта – Лапласа, гипотеза О.Ю. Шмидта.

Солнце как звезда главной последовательности, основные характеристики. Модель строения Солнца: конвективная зона, зона излучения, фотосфера, хромосфера. Циклы солнечной активности, признаки усиления солнечной активности и причины. Солнечное излучение, солнечный ветер, солнечно-земные связи. Магнитные поля Солнца и планет. Оценка возраста Солнца, Земли и планет.

Крупномасштабная структура Вселенной. Знать: Однородность и изотропность Вселенной в зависимости от масштабов. Движение Солнца в Галактике.

Космологическая модель Фридмана. Эволюционирующая Вселенная. Различные сценарии развития Вселенной: открытая, пульсирующая и закрытая модели эволюции. Проблема измерения средней плотности Вселенной. Теория Большого Взрыва.

Фундаментальные константы и антропный принцип.