O předmětu

Členové předmětové komise

O předmětu

Obsahové zaměření fyzikálního semináře pro studenty 3. ročníků na školní rok 2010-2011

Hodinová dotace: 2 hodiny (rozložit  po 1 hodině)

Náplň semináře: 

Seminář bude obsahově rozdělen do 3 části se zaměřením na studium lékařských fakult, přírodních a technických věd

• 1. část: Teorie elektrického a magnetického pole, Mechanické vlastnosti pevných látek
• a) 1/3 teoretická část + 2 exkurze, + l fyzikální měření

Základní pojmy:

• Ø Popis trajektorie elektricky nabité částice v elektromagnetickém poli, analogie Fermatův princip - princip nejmenší akce
• Ø Elektrostatické čočky (imersní, symetrické, , elektronová zrcadla)
• Ø Magnetické čočky (dlouhá mg. čočka, krátká mg. čočka)
• Ø Určování elektrických a magnetických polí (fluxmetr, elektrolytická vana, gumová membrána)
• Ø Aplikace částicové optiky ( historie mikroskopu, elektronová mikroskopie - TEM, SEM, porovnání s STM a AFM)
• Ø Mechanické vlastnosti PL (relativní prodloužení, Youngův modul pružnosti, napětí ve smyku, Hookův zákon)
• Ø Experimentální metody (Braggův zákon, RTG difrakce, metoda otáčivého krystalu, Laueho metoda,Laueho seismické vlny, prášková metoda, elektronová a neutronová difrakce)

• b) 2/3 experimentální část (laboratorní měření a frontální pokus

• 2. část: Meteorologie
• Ø Vnímání světa kolem sebe na základě pozorování a chování našich předků
• Ø Příklady starých pranostik předpovědí počasí a návaznost na vědecké metody, kterými lze velmi "přesně" předpovídat počasí.
• Ø Pozorování oblačnosti a oblak, změny tlaku, teploty,
• Ø Sestavení vlastní předpověďi počasí podle aktuálních synoptických map
• Ø Hlediska a paramentry stanovení bio indexu pro daný den.
• Ø Práce s dalšími meteorologickými přístroji než teploměr a barometr (např. slunoměr, srážkoměr - nemůže existovat i kapkoměr nebo mlhoměr?)
• Ø Charakteristika větrnosti, jejich směru a intenzity ( větry musí dodržovat směr i rychlost, podrobovat se určitým silám a překonávat překážky)
• Ø Principy vzniku ledovky a náledí
• Ø Co předpovídají červánky na večerní nebo ranní obloze, proč je obloha modrá, proč duha je částí kružnice, co je to modrý měsíc, haló jevy atd.
• Ø Návštěva meteorologické stanice a ČHMÚ
• Ø Výroba jednoduchého modelu meteorologické stanice

• 3. část: Lékařská diagnostická technika + 2 exkurze Nemocnice Děčín
• a) standardní vyšetřovací metody - SONOGRAF , ULTRAZVUK, RTG
• b) současné metody zobrazovací techniky
• 1) PET - pozitron.emisní tomograf

Pozitronová emisní tomografie (PET) je metoda, kdy po nitrožilně podaném malém množství radioaktivní látky značené pozitronovým zářičem získáme tomografické řezy různých tkání celého těla v různých rovinách. PET umožňuje detekci a následnou registraci změn metabolizmu v patologicky změněné tkáni, jedná se tedy o tzv. molekulární zobrazování.

• 2) SPECT - tomografická digitální scintilační trojrozměrná vyšetřovací metoda s vysokou

            rozlišovací schopností

• 3) CT 4) LASER 5) GAMA nůž 6) NUKLEÁRNÍ MEDICÍNA + exkurze

      7) NANOTECNOLOGIE a NANOMATERIÁLY

• Ø Externí kryty ran a popálenin
• Ø Interní kryty ran, tkáňové separační materiály a dočasné záplaty
• Ø Různé materiály pro tkáňové inženýrství, vprvé řadě jako náhrada kůže, chrupavky a kostí, ale i jako náhrada různých funkčních tkání některých orgánů (např. jater spankreasu), nervových vláken apod.
• Ø Nosiči různých léků pro jejich cílenou distribuci na bázi nanočástic a liposomů
• Ø Nanosystémy pro přenos genetických informací a genovou terapii
• Ø Biosenzory a diagnostické systémy

Vzhledem k tomu, že nanomateriály vykazují vysoce specifické a jedinečné vlastnosti, které materiály s rozměry, na které jsme běžně zvyklí nemají, lze předpokládat, že  systémy postavené na takovýchto materiálech budou mít v medicíně velkou budoucnost. Na základě marketingového průzkumu lze říci, že medicína na takovéto materiály a výrobky z nich doslova čeká a v podstatě je na počátku jejich užívání.

Předmět fyzika     Avomet

Vyučující fyziky postupují při výuce podle Výchovně vzdělávacího plánu.

V návaznosti na nový dokument ŠVP (Školní vzdělávací program) probíhá podle jeho obsahového zaměření vyučování v některých ročnících  primě a sekundě - již od r. 2007. Od letošního roku 2009/2010 začne výuka dle ŠVP  v tercii, kvintě a prvních ročnících.

Součástí výuky fyziky jsou v každém ročníku velmi zajímavé a hodnotné exkurze jako například do:

a) mladoboleslavské škodovky

b) jaderného reaktoru

c) fotovoltaické elektrárny Úštěk aj.

Ve 3. a 4. ročníku nabízíme studentům v rámci volitelných předmětů fyzikální seminář. Součástí výuky a  činnosti vyučujících fyziky jsou fyzikální olympiády, korespondenční fyzikální semináře, soustředění, zahraniční exkurze, přednášky, soutěže, besedy a praktická měření mimo školu tj. na jiných pracovištích a odborných učebnách.

K tomu využíváme multimedíální učebny, projekční a PC techniku naší školy a zvláště pak  výukové programy s fyzikální  tematikou

1. Vzdělávací činnost - školení, přednášky Propagace fyziky - nástěnky, umístění modelů ve veřejných prostorách - vestibul školy, přednášky, PC animace a prezentace fyzikálních pokusů, interaktivní virtuální výuka, PC program Edison, PC Java - applety, PC Newton, PC - mechanika, PC - optika aj.. 

Vybavení kabinetu a laboratoře:

KOSMOGRAF - přístroj k určení vzájemné polohy Země a Měsíce

obecné : video, meotar, PC, dataprojektor a promítací stěna, laserová souprava  z optiky, nástěnné tabule z astrofyziky - Sluneční soustava, pohyby Země

LASER

Konstrukce Laseru

1. Aktivní prostředí
2. Zdroj záření
3. Odrazné zrcadlo
4. Polopropustné zrcadlo
5. Laserový paprsek

specifické: pomůcky k prezentaci pokusů z oblasti:

• a) mechaniky
• b) elektřiny a magnetismu
• c) optiky
• d) molekulové fyziky a termiky

které umožňují studentům provádět předepsanou laboratorní a experimentální činnost. S jednoduchými pomůckami jako jsou např. injekční stříkačky lze prezentovat několik pokusů z oblasti hydromechaniky (tlak v kapalinách i plynech, Pascalův zákon, Archimedův zákon, proudění tekutin, vlastnosti tekutin z pohledu molekulové fyziky,  fyzikální jevy jako např. povrchové napětí kapalin, kapilární jevy  deprese a elevace aj. Inventář fyzikálních pomůcek k prezentaci, demonstračním a laboratorním měřením se snažíme každý rok doplňovat tak ,aby podněcovaly studenty k většímu zájmu o studium přírodních a technických věd.

Přehled některých z nich:

1) Faradayova klec                                       2) Ruhmkorfův induktor                              3) Newtonova skla

4) Spektroskop                              4) Schéma el. obvodu (zdroj, vodiče,ampérmetr, transformátor )      5) Povrchové napěí vody

6) Souprava pro elektrolýzu              6) misky pro povrchové napětí                    7) Hustoměr

 Maturitní tématické celky

• Mechanika
• Mechanická energie
• Gravitační pole
• Vlastnosti pevných látek
• Vlastnosti kapalin
• Vlastnosti plynů a dějů
• Mechanické vlnění
• Vedení elektrického proudu vlátkách
• Elektrické a magnetické pole
• Optika
• Kvantová fyzika
• Jaderná fyzika

VE TŘETÍM A ČTVRTÉM ROČNÍKU SI MOHOU STUDENTI ZVOLIT VOLITELNÝ PŘEDMĚT FYZIKÁLNÍ SEMINÁŘ

Obsahové zaměření  fyzikálního semináře pro 4. ročník školní rok 2011-2012
Anotace:

Struktura  předmětu  „Fyzikální seminář“ umožňuje studentům, kteří mají zájem  o fyziku a další technické anebo přírodovědné vědy, prohloubit znalost a vědomosti ze všech oblastí fyziky a současně se připravit na maturitní a přijímací zkoušky na VŠ.

Důraz je kladen na taková témata, v nichž dochází k průniku poznatků z jednotlivých oborů fyziky ale i např. z oblasti chemie, biologie i zeměpis.

V semináři se pracuje jak s teoretickými poznatky, tak fyzikálními demonstračními pokusy a experimenty. Náplní experimentální činnosti je rozšířit a doplnit látku reálně předvedenými demonstračními pokusy (buď vyučujícím anebo přímo  studenty) . Tato  část má výhradně motivační charakter, jejímž  cílem je obohacení  experimentální složky výuky fyziky.

Další formou činnosti semináře je práce s PC a projekční technikou, prezentace, seminární práce, besedy, přednášky a exkurze.

1)      Fyzikální veličiny a jejich jednotky, názvosloví, vzorce a definiční vztahy  (vyžadují ve velkém rozsahu lékařské,  farmaceutické i  veterinární fakulty)

2)      Vybrané problémy :

a)       z  molekulové fyziky a termodynamiky (např. vlhkost vzduchu, rosný bod, jinovatka, anemometr, teplotní objemová a délková roztažnost)

b)     Fyziky povrchu pevných látek  (např.  krystalografie, difrakce elektronů na mřížce, tunelová mikroskopie, fotoelektronová mikroskopie – součást fyzikálního měření a přednášky na TU managementu a strojírenských technologií v Ústí nad Labem)

c)      Teorie gravitačního a elektromagnetického pole ( typy silových polí, porovnání, snaha o vytvoření UNITÁRNÍ teorie jednotného pole – přednáška na PF UJEP Ústí n/L., význam polovodičových součástek v elektronizaci a automatizaci, rozdělení polovodičových diod, efekt tunelového a lavinovitého přenosu elektrického náboje-využití v diodách, zapojení diod…)

d)     Struktura mikrosvěta a kvantová teorie (pojem mikrosvět, členění objektu dle jejich velikosti, jejich odlišnost, struktura atomu a jádra, vlnová a částicová teorie, systém částic a jejich interakce, využití atomové fyziky v praxi – radiologie, neurologie, archeologie, spektroskopie, astrofyzika, výroba radionuklidů..)

e)     Fyzika plazmatu  (PC forma prezentace, dělení plazmatu na izotermické a neizotermické, kvazineutralita, kinetický popis plazmatu, zákon zachování energie..)

1)      Měření rychlosti zvuku ve vzduchu

2)      Měření  vlhkosti vzduchu – konstrukce psychrometru

3)      Měření intenzity vyzářené energie (IR)  člověkem

4)      Ověření existence magnetických vlastností látek – paramagnetických, diamagnetických a feromagnetických

5)      Měření úhlu rozptylu částic (důkaz Rutherfordova modelu)

6)      Zákon zachování energie a hybnosti (rázostroj, kyvadlo)

7)      Momentová věta, Coriolisova síla, Foucaltovo kyvadlo..

8)      Měření rychlosti střely

9)      Zapojení  elektrických obvodů – důkaz Ohmova zákona, vedení el. Proudu v různých látkách – kovech kapalinách, ionizovaných plynech, zapojení kondenzátorů, diody, fotodiody, fotorezistorů aj…

10)  Mlžná komora

Pojmy , které souvisí  s obsahem témat  FS např.:

1)      POGGENDORFOVY   VÁHY

2)      MAXWELLUV SETRVAČNIK

3)      BIRGHAMOVSKÉ KAPALINY

4)      CORIOLISOVA ODSTŘEDIVÁ SÍLA

5)      KARDANUV  ZÁVĚS

6)      GYROSKOPICKÝ EFEKT

7)      CROOCKESUV   RADIOMETR

8)      EWALDOVA KONSTRUKCE

9)      TAMMOVY  A  SHOCKLEYHO   JEDNOČÁSTICOVÝ  PŘÍSTUP

10)  GUNNOVA  DIODA

11)  DEBYEOVA   STÍNÍCÍ   VZDÁLENOST

12)  GIBBSOVA a HELMHOLTZOVA  ENERGIE

FORMA  ZPRACOVÁNÍ: seminární  práce, prezentace, práce s textem - v encyklopedie,a odborné časopisy a publikace

CÍL: student musí umět pojmy vysvětlit a aplikovat je na konkrétní   fyz. jev a  uvést  několik příkladů využití v praxi

Zpracovala: Švecová Hana, PaedDr.

2.3.2011

Používané učebnice

Učebnice:

a) předepsané pro jednotlivé ročníky

vyšší gymnázium

• 1. ročník - Mechanika - M. Bednařík a kol. r. 1993
• 2. ročník - Molekulová fyzika a termika, Mechanické kmitání a vlnění K. Bartůška, a kol. 1993 , O. Lepil r. 1994
• 3. ročník - Elektřina a magnetismus O. Lepil r. 1992
• 4. ročník - Optika - O. Lepil r. 1993, Fyzika mikrosvěta - I. Štoll r. 1994, Astrofyzika -M. Macháček r. 1998
• 5. Sbírky úloh pro jednotlivé ročníky - autoři: K. Bartůška a spol. O. Lepil a spol.

 nižší gymnázium

• 1. Fyzika pro 6. - 9. ročník - autoři: F. Jáchim aj. Tesař, E. Liščáková a kol.
• 2. učebnice nové: Nakladatelství Fraus - Fyzika pro 6. ročník, 7. ročník a postupně budou aktualizovány učebnice i pro vyšší ročníky (8. - 9.)

Nové učebnice

V letošním roce 2006 jsme zakoupili vzorové učebnice pro vyučující na nižším stupni  gymnázia z  nakladatelství Fraus a Prodos . Z nakladatelství Fraus pro 6. r tvoří učebnice ucelenou sérii 3 publikací včetně pracovního sešitu  a taktéž i pro ročník 7. Nakladatelství Prodos má ještě obsáhlejší sérii, kterou tvoří další publikace pro vyučujícího s řešením. Navíc jsou tyto série odstupňovány podle jednotlivých tématických celků, takže celou sadu  tvoří 8 učebnice. Další učebnice, které slouží nejen vyučujícím ale především studentům pro  seminární práce, které jsme zakoupili jsou : "Akustika a elektroakustika, Jaderná energie, Dějiny evropských objevů a vynálezů".

Ve školním roce 2006/2007 jsme zajistili nákup matematicko fyzikálních tabulek, Encyklopedie vesmíru, Dějiny světových vynálezů z oblasti fyziky, Encyklopedie fyziky, Soubor 18 ks o životopisech nejznámějších fyziků (Newton, Kepler, Archimedes...), několik sbírek a skript fyzikálních příkladů vydaných MFF UK a ČVUT Praha a Brno, testové úlohy k přijímacím zkouškám na VŠ.

V roce 2007 - 2008 jsem rozšířili knihovnu fyziky o některé zajímavé tituly: světová kronika"Objevy a vynálezy" z nakladatelství REBO Productions, Cesty poznávání ve fyzice od Ludmily Eckertové, Fyzika v běžném životě, Fyzika před námi - Z. Kluiber a kol., Svět očima fyziky - Ivan Štoll, Vynálezy, které změnily svět aj. Další tituly, které jsou zajímavé pro studenty 4. ročníků  - "Poslední záhady světa, Paralelní světy, Velký třesk, Nový kvantový vesmír" už předpokládají nejen znalosti v oblasti mikrosvěta ale především nadšení a velký zájem.

Sbírka literatury kabinetu fyziky byla doplněna také o nové CD a DVD obsahující fyzikální úlohy k procvičení  .

Obrazová dokumentace

nejnovější poznatky z oblasti fyziky a jednotlivých oborů jsou prezentovány na nástěnkách v učebně fyziky a chodbách přízemí. Zpravidla jde o scanované články a fotografie nějnovějších objevů a pozorování anebo o modely strojů, techniky a technologie z praktického života. Podkladovým materiálem jsou časopisy 21. století, 100 + 1, Epocha, Atom, Hospodářské noviny, ,jehož předplatné je osobní záležitostí vyučujícího (dr. Švecová). Problémem  v souvislosti s  obměnou publikovaných článků, že katedra nevlastní barevnou tiskárnu.

 Ve školním roce 2008/2009 byla katedra fyziky opět vybavena některými zajímavými tituly samozřejmě s cílem zvýšit zájem a motivaci o studium fyziky a přírodních věd. Celková cena některých titulů, jejichž barevnost vazby a název, obrazový text studijní literatury  je pro studenty velmi atraktivní činila asi 3000,- Kč. Samozřejmě každý rok vychází novější  tituly, které bychom pro atraktivitu výuky potřebovaly zajistit. Leč finanční prostředky jsou velmi omezené a tak se snažíme osovit některé sponzory. Např. od ČEZu jsme pro letošní rok získali sponzorský dar ve výši 70 tisíc Kč, za což jsme vybavili fyzikální laboratoř některými měřícími přístroji a technikou. Na některé tituly bychom chěli touto formou poukázat: