Революции 20-21 века в физике

Аннотация дисциплины по выбору 5.3.35
Революции 20-21 века в физике
Кафедра теоретической и вычислительной физики
Дисциплина может быть предложена в качестве курса по выбору общеуниверситетского
модуля “Естественнонаучная картина мира и безопасный образ жизни”.
Трудоемкость дисциплины: 2 зач.ед.; форма оценки: зачет.
Дисциплина может быть предложена для изучения в 4 семестре.
Знания, умения и навыки, которыми должен обладать обучающийся для изучения
данной дисциплины: базовые знания, которыми обладают студенты второго курса
университета после изучения основных естественнонаучных курсов по профилю
обучения, базовые знания, умения, навыки, получаемые учащимися средней
общеобразовательной школы.
Компетенции, в формировании которых должна участвовать изучаемая дисциплина.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих общекультурных
компетенций:
- обладать способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);
- иметь представление о специфике современного научного познания мира, обладание
системным взглядом на предмет и объект исследования; умение использовать
междисциплинарные методы и подходы в научном исследовании (ОК-10).
В результате изучения курса “Революции 20-21 века в физике” студенты должны
ориентироваться в проблемах, решаемых современной физикой, знать и уметь объяснить
слушателям применяемые для решения этих проблем модели и методы, учиться находить
нерешенные проблемы и ставить задачу их решения, определять границы применимости
используемых в научной работе моделей и развивать их на основании сравнения
предсказаний теории с экспериментом, пополнять свои знания, определять место новых
знаний в физической картине мира в течение всей профессиональной деятельности.
Содержание дисциплины.
Модуль 1. Революция в представлениях о строении материи и физических полей,
фундаментальных взаимодействиях и элементарных частицах, пространствевремени. (Развитие квантовой механики и квантовой теории поля, физики
элементарных частиц и теории гравитации.)
1. Особенности модели квантовой механики, порождающие проблемы ее интерпретации.
2. Экспериментальные основания квантовой механики. 3. Достижения квантовой
механики, лежащие в основе квантовой теории поля. 4. Отличие модели квантовой
механики и квантовой теории поля. Физический вакуум. 5. Интерпретации квантовой
механики и проблемы телепортации. 6. Значение симметрий и законов сохранения в
физике элементарных частиц. 7. Кварковая структура адронов. Асимптотическая свобода
и конфайнмент. 8. Особенности слабого взаимодействия. 9. Концепция спонтанного
нарушения симметрии. Бозон Хиггса. 10. Теория великого объединения. Суперсимметрия.
11. Стадии эволюции Вселенной. 12. Изменение представлений о пространстве – времени
с развитием СТО и ОТО. 13. Развитие и проблемы теории гравитации после ОТО.
Модуль 2. Революции в физике конденсированного состояния. Революция,
связанная с исследованием и использованием особенностей наносистем.
Исследования самоорганизации материи, функционирования и эволюции живых
организмов.
1. Квантовые жидкости и явления сверхпроводимости металлов и сверхтекучести жидкого
гелия.
2.
Модель
Бардина-Купера-Шриффера
сверхпроводимости
металлов.
3. Высокотемпературная сверхпроводимость сложных оксидов – экспериментальные
факты и модели. 4. Сегнетоэлектрики, ферромагнетики, мультиферроики. 5. Системы
пониженной размерности и наноструктуры. 6. Самоорганизация и самосборка.
Исследование физических основ функционирования живых организмов.