Тема 5. Квантово-полевая картина мира

Революция в физике на рубеже XIX-XX вв. (открытие Х-лучей, радиоактивности, электрона и др.) и кризис классического естествознания.

Проблема теплового излучения и гипотеза квантов действия. Законы фотоэффекта и проблема их объяснения. Фотоны. Возврат к корпускулярной концепции описания явлений.

Проблема строения атома. Модели атома Томсона, Резерфорда, Резерфорда – Бора. Строение атома и атомные спектры.

Корпускулярно-волновой дуализм света. Волны де Бройля. Принцип дополнительности Бора. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Описание состояния и движения микрообъектов в квантовой механике. Уравнение Шредингера. Принцип суперпозиции. Статистический характер квантовой механики.

Тема 6. Структурные уровни организации материи

Структурность и системность материального мира.

Микромир, его границы. Фундаментальные взаимодействия, их характеристики. Классификация элементарных частиц. Фундаментальные частицы.

Макроскопические тела. Молекулярно-кинетическая теория вещества. Агрегатные состояния веществ, фазовые переходы. Особенности движения атомов и молекул в различных агрегатных состояниях.

Мегамир. Галактики и метагалактики. Звезды, их типы и эволюция. Солнечная система, ее состав.

Космологические модели Вселенной. Космогонические гипотезы. Гипотеза «большого» взрыва и модель «горячей» Вселенной. Сценарии эволюции Вселенной.

Раздел 3. Концепции химии и геологии

Тема 7. Химическая картина мира

Задача получения веществ искусственным путем. Алхимия. Проблема объяснения горения и идея флогистона. Химический элемент. Открытие количественных законов (постоянства состава, простых кратных отношений, простых объемных отношений и др.) и обоснование концепции атомизма в химии. Периодический закон Менделеева.

Молекулярное строение вещества. Теория химического строения Бутлерова. Виды химических связей. Органическая химия.

Учение о химических процессах. Катализ. Реакционная способность веществ.

Эволюционная химия. Химия и биология.

Тема 8. Геологические концепции

Гипотезы происхождения планеты Земля. Строение Земли, геосферные оболочки. Состав вещества планеты и его распределение.

Концепции развития геосферных оболочек. Литосфера, ее историческая динамика и экологические функции. Геохронологическая шкала.

Первичная атмосфера, ее состав. Изменение химического состава и строения атмосферы в истории Земли.

Гидросфера, ее роль в биосфере.

Географическая оболочка Земли как сфера взаимодействия лито-, гидро- и атмосферы с биосферой.

Раздел 4. Биологический уровень организации материи

Тема 9. Концепции происхождения и сущности жизни

Представления о сущности жизни в науке XVII-XIX вв. Механицизм и витализм.

Современная концепция сущности жизни. Химический состав живых организмов. Роль углеводов, белков, нуклеиновых кислот, жиров и других органических веществ. Автотрофный и гетеротрофный способы питания организмов, анаэробный и аэробный способы энергетического обмена.

Проблема происхождения жизни, основные варианты ее решения. Гипотеза академика Опарина об абиогенном происхождении жизни путем длительной биохимической эволюции органических веществ, ее достоинства и недостатки. Концепции голобиоза и генобиоза.

Основные этапы развития жизни.