Didaktika fyziky

skupina pro výuku Ústavu fyzikální elektroniky PřF MU
2019

Fyzikální víkend Prudká 2019

Letošní rok jsme opět uspořádali soustředění studentů učitelství fyziky z PřF, tentokrát v Prudké, v hlubokém údolí řeky Svratky nedaleko Dobravníku. Hlavním tématem soustředění – přednášek i dílny – byla zemská atmosféra. Celkem na akci dorazilo patnáct současných a budoucích učitelů fyziky.

Pátek

Páteční večer byl věnován přednášce Zdeňka Navrátila s názvem Výboje v atmosféře. Obsahem přednášky bylo povídání o elektrickém poli Země, bouřkových mracích, jejich elektrifikaci a blescích jako mohutných elektrických výbojích za atmosférického tlaku. Po setmění byla přednáška doplněna experimenty ukazujícími výboje za sníženého a za atmosférického tlaku.

Po přednášce se studenti rozdělili do výzkumných skupin a vybrali si témata, která měli během soboty řešit.

Sobota

Po sobotní snídani začala fyzikální dílna. Úkoly vymysleli Jana Jurmanová a Luboš Poláček.

Seznam pokusů ze studentské dílny

Měření hustoty plynu – měření vztlakové síly pod recipientem vývěvy, při teplotních změnách a určování hmotnosti plynu v závislosti na jeho tlaku
Měření vlhkosti vzduchu – měření absolutní vlhkosti pohlcené zeolitem, nalezení rosného bodu na podchlazeném křemíkovém waferu, měření relativní vlhkosti Asmannovým psychrometrem a digitálními čidly
Měření spojené s člověkem – měření produkce CO2 lidským organizmem, měření krevního tlaku a tepu při výkonu, měření vitální kapacity plic a výdechové rychlosti
Měření vlastností vzduchu v závislosti na nadmořské výšce – expedice do výšin Nedvědické hornatiny s monitoringem tlaku, teploty a aerostatické vztlakové síly moderními  čidly se schopností záznamu.

Studenti také slepili z termálních fólií horkovzdušné balóny a všichni jsme s úzkostí sledovali, zda nám vývoj povětrnostních podmínek (nikoliv však klimatických) dovolí večerní start.

Během odpoledne jsme vyrazili na výlet obdivovat krásy a divokost hlubokého kaňonu řeky Svratky. Pro jistotu jsme výlet zaznamenali pomocí digitálních čidel. Je skutečně pravda, že v lese bylo v atmosféře CO2 nejméně.

Před západem slunce nastalo úplné bezvětří a ochladilo se. Okamžitě jsme využili optimální podmínky pro vypuštění horkovzdušných balónů. Záznam vzletu jsme nasnímali i v střední IR oblasti pomocí termokamery. Balóny jsou očividně hot & cool (viz níže). Akce vyvolala bouřlivé nadšení neznámých nehlídaných dětí. Bylo prakticky ověřeno, že echolokace netopýrů má omezenou rozlišovací schopnost a nezachytí tenký provázek, kterým byl balón držen při zemi. Létající savec se nakonec naštěstí osvobodil sám.

Hluboký kaňon také naplnil svist dusíkových raket Pavla Konečného, stoupajících až k nebi, z nichž některé téměř překročily i druhou únikovou rychlost. Jiné však explodovaly za ohlušujícího třesku rezonujícího kaňonem.

Konec dne zakončil táborák s opékáním špekáčků a zpěvem, doprovázený senzačním strunným kvartetem v podobě dvou šestistrunných kytar, jedné dvanáctistrunné kytary a jednoho čtyřstrunného ukulele. Celkem tedy hrálo dlouho do noci až 28 strun.


Neděle

Neděle začala přednáškou Pavla Konečného s názvem Počasí. Tématem byla atmosféra z pohledu vycvičeného meteorologa. Poté následovala přednáška Zdeňka Bochníčka s názvem Optické jevy v atmosféře. Dozvěděli jsme se, jak vzniká duha, boční slunce, zelený záblesk či Brockenský přízrak.

Poslední aktivitou byla vědecká konference prezentující výsledky dílny jednotlivých studentských týmů. Nejkvalitnější příspěvky budou publikovány na červnové Fyzikální kavárně už 20. 6. 2019.

Po obědě jsme se rozjeli domů.

Zúčastnili jste se tohoto soustředění? Letos vám to nevyšlo, ale příště byste rádi jeli? Jak by podle vás měl vypadat příští ročník? Napište nám seminare(at)physics.muni.cz!

2018

Fyzikální víkend Zubří 2018

V letošním roce jsme poprvé, ve spolupráci s Katedrou fyziky, chemie a odborného vzdělávání PdF MU, uspořádali v Zubří u Nového Města na Moravě společné soutředění studentů učitelství fyziky z PřF a PdF MU. Protože v této lokalitě se nachází rozlehlý a hluboký rybník, stala se tématem fyzikálního soustředění voda.

A čím se tedy devatenáct budoucích a sedm stávajících učitelů fyziky zabývalo?

Pátek

Protože do experimentování se nelze pustit bez teoretické průpravy, začali jsme v pátek večer přednáškou. Před publikum předstoupil docent Zdeněk Bochníček a promluvil – podle očekávání – o struktuře a vlastnostech vody. Přednášku ocenili jak studenti prvních a druhých ročníků, kteří se dozvěděli leccos nového, tak i studenti ročníku čtvrtého, kteří si většinou již známé informace seřadili do nových souvislostí.

Po přednášce se studenti rozdělili do výzkumných skupin a vybrali si výzkumné úkoly, které měli během soboty řešit.

Sobota

Po sobotní snídani začal fyzikální ruch. Vzduchem létaly kameny, na vodu byly spouštěny lodě a citlivější části experimentálního vybavení byly baleny do nepromokavých obalů. Skupiny studentů se rozešly plnit následující úkoly:

Seznam pokusů ze studentské dílny

  1. Torricelliho pokus s vodou a realizace záporného tlaku vody
  2. Měření měrné elektrické vodivosti vody
  3. Měření teploty vody termočlánkem železo-měď
  4. Měření optické propustnosti vody
  5. Měření rychlosti zvuku a rychlosti světla ve vodě a ve vzduchu
  6. Sestavení batymetrické mapu rybníka s užitím sonaru
  7. Kvantitativní posouzení rybníka

Nejen prací živ je člověk, a proto sobotní odpoledne bylo věnováno vlastivědné vycházce a večer pak posezení u táboráku. Počasí nám neuvěřitelně přálo – v okolí pršelo, my zůstali suší. A proč byla vycházka vlastivědná? Protoľe jsme navštívili a nafotili řadu smírčích kamenů a památníků, na které je okolí Zubří opravdu bohaté.

Neděle

Nedělní odborný program začal přednáškou doktora Tomáše Miléře o místech, kde je vody nedostatek – o afrických vesnicích a projektech, které mají zajistit dostatek pitné vody pro ně. Tomáš Miléř hovořil z vlastní zkušenosti, protoľe sám učil v jedné africké škole a zkoumal, jak nejlépe jednoduchými metodami zbavit vodu nečistot a bakterií.

Poté proběhla malá konference, na které studenti prezentovali výsledky sobotního experimentování. Po obědě jsme se rozjeli domů.