1 Содержание курса ксе

1.1 Требования Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по курсу «Концепции современного естествознания»

Естественнонаучная и гуманитарная культуры; научный метод; история естествознания; панорама современного естествознания и тенденции его развития; корпускулярная и континуальная концепции описания природы; порядок и беспорядок в природе; хаос; структурные уровни организации материи; микро-, макро- и мегамиры; пространство, время; принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения; близкодействие; дальнодействие; состояние; принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности; динамические и статистические закономерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических процессах; принцип возрастания энтропии; химические системы; энергетика химических процессов; реакционная способность веществ; особенности биологического уровня организации материи; принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем; многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы; генетика и эволюция; человек: физиология, здоровье, эмоции, творчество, работоспособность; биоэтика; человек, биосфера и космические циклы; ноосфера; необратимость времени; самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсального эволюционизма; путь к единой культуре.

1.2 Программа курса

1 Введение

Естественнонаучная и гуманитарная культуры. Научный метод. Естествознание и физическая картина мира. История естествознания. Панорама современного естествознания и тенденции его развития. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро- и мегамиры.

Путь к единой культуре.

2 Основные концепции современной физики

Пространство и время. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна. Преобразования Лоренца и следствия из них. Принципы симметрии. Симметрия пространства и времени. Необратимость времени. Замкнутые системы. Импульс материальной точки и твердого тела. Однородность пространства и закон сохранения импульса. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса как следствие изотропности пространства. Энергия. Однородность времени и закон сохранения энергии. Законы сохранения энергии в макроскопических процессах.

Поля. Близкодействие и дальнодействие. Гравитационное и электромагнитное поля. Электростатическое поле. Принцип суперпозиции. Основные характеристики электростатического поля. Электростатическое поле в веществе. Магнитное поле и его основные характеристики. Магнитное поле в веществе. Диа-, пара- и ферромагнетики. Теория Максвелла.

Волны. Электромагнитные волны. Волновые свойства света: интерференция, дифракция, поляризация. Корпускулярные свойства света: тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона. Гипотеза де Бройля. Соотношение неопределенностей. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Универсальность корпускулярно-волнового дуализма.

Атом, его строение. Атомарные спектры. Принцип действия лазера. Принцип Паули. Периодическая система элементов. Строение атомного ядра и его превращения. Элементарные частицы. Кварки. Виды физических взаимодействий. Теория Великого объединения.

Термодинамика. Равновесная термодинамика. Законы термодинамики. Статистические закономерности. Энтропия. Принцип возрастания энтропии. Неравновесная термодинамика. Хаос и порядок. Возникновение порядка из хаоса. Фракталы. Самоорганизация. Синергетика. Теория катастроф.

Гипотезы происхождения Галактики, Солнечной системы и Земли. Эволюция звезд. Будущее планеты Земля.