Kvanttimekaniikkaa ja suhteellisuusteoriaa yleissivistävästi

Modernin fysiikan tuntemus kuuluu yleissivistykseen. Se on nyky-yhteiskunnan teknologisen kehityksen perusta ja sen pohjalta voidaan ratkoa energiankulutuksen ja -tuotannon sekä ilmaston lämpenemisen haasteita. Silti lukion opetussuunnitelmassa modernin fysiikan sisältöjä on perin vähän. Tämä kurssi täydentää lukion fysiikan opintojen yleissivistävyyttä ja tukee ylioppilaskirjoituksiin valmistautumista modernin fysiikan osalta. Kurssi painottuu kvanttimekaniikan ja suhteellisuusteorian käsitteiden havainnollistamiseen simulaatioiden ja yksinkertaisten matemaattisten mallien avulla.

Kvanttimekaniikan sisältöjä

• Kvanttimekaaninen tila ja sen liikeyhtälö

• Sidotut tilat, epätarkkuusperiaate ja tunneloituminen

• Tilojen superpositio ja lomittuminen

• Schrödingerin kissa ja kvanttilaskenta

Suhteellisuusteorian sisältöjä

• Einsteinin suhteellisuusperiaate

• Liikkeen ja ajan suhteellisuus

• Pituuden kutistuminen ja ajan venyminen

• Yleinen suhteellisuusteoria, gravitaatioaallot ja mustat aukot