Předmět Fyzikální pozorování (FY2MP_FPZR)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu FY2MP_FPZR - Fyzikální pozorování, Pedagogická fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je získání důležitých až nezbytných zkušeností, o něž se má opírat studium didaktiky fyziky a které lze bezprostředně využít i při výuce na základní nebo jiné škole.Pořízení základních pozorovacích pomůcek z běžných materiálů. Orientace v terénu a na obloze. Odhad úhlové vzdálenosti. Používání sférických souřadnic. Velikost zorného pole. Zápis pozorování. Cvičení v kreslení detailů. Porovnávání vzdáleností, rozměrů apod. Mezní hvězdné velikosti. Hledání objektu. Sluneční hodiny. Základy meteorologie. Praktické pozorování světa kolem nás při výuce na základní škole.Pozorování Měsíce. Západ Slunce a stmívání. Spektra kolem nás. Difrakce světla na kruhovém otvoru. Duhy a halové jevy. Kaustiky. Dírková komora. Polarizace světla denní oblohy. Dopplerův jev. Úhlová měření.

Osnova

Seznam povinných úlohTři kresby MěsícePozorujte bez dalekohledu. Měsíc zachyťte pokud možno v různých fázích či natočeních. Jde o zvládnutí techniky polotónové kresby měkkou tužkou tak, aby kresba skutečně odpovídala tomu, co vidíte (nebyly v ní nechtěné artefakty ani nechyběly viditelné rysy), či přesněji, co jste schopni zahlédnout při desetiminutovém úsilí. Měsíc je vhodným objektem, protože na něm není vidět příliš mnoho podrobností. Jde ovšem i o poznání základních rysů jediného kosmického tělesa patrného jako celek s viditelnými detaily. Povšimněte si, jak je to s vázanou rotací Měsíce.Západ Slunce a stmíváníJaký je tvar Slunce, kdy a za co zapadne dolní a horní okraj Slunce, jaké jasové a barevné proměny Slunce a celé oblohy probíhají: studium lomu, rozptylu a případně pohlcování světla v ovzduší formou podrobného chronologického popisu. Místo západu (či navíc) může jít o svítání a východ. Obloha by v daném směru měla být čistá alespoň od úhlové výšky dva stupně nahoru.Spektra kolem násPříroda je barevná a budoucí učitel fyziky proto potřebuje pastelky -- těmi pak zachytí spektra několika nejběžnějších světelných zdrojů: Slunce, dlouhé zářivky, žárovky, krátké zářivky, rtuťové a vysokotlaké sodíkové výbojky. Spektra vytvoří ,,CD`` či jeho kousek, samotný či v krabičce-spektroskopu (viz např. práci Tomáše Nedvěda, http://www.ped.muni.cz/wphy/NEDVED/cd1.htm).Difrakce světla na kruhovém otvoruKresba aureoly a korony Slunce při pohledu do kaluže či přes tmavý filtr. Totéž v případě Měsíce. Kresby bodového zdroje -- odrazu Slunce na hodně zakřiveném předmětu -- pozorovaného různě velkými dírkami ve fólii. Fólií může být stará disketa či tmavý film. Malé dírky budou asi i při největší snaze, když budete tenkou jehlou při perforaci otáčet, dost odlišné od kruhu.Duhy a halaPozorování alespoň nejběžnějšího jevu, totiž (malého) halového prstence o poloměru 22 stupňů kolem Slunce či Měsíce. Stačí popis geometrie a barev, lepší je doplnit i kresbu s údaji o úhlových rozměrech a vzdálenostech. Halové jevy jsou k vidění při lomu světla v ledových krystalcích, ze kterých se skládají cirry a cirrostraty -- kromě uvedeného prstence lze často vidět i vedlejší slunce (parhelia) a sloup (při západu Slunce).Kaustikyjsou obálky oblastí, kudy probíhají odražené či lomené paprsky. V místě kaustiky je hustota světelného toku výrazně zvýšená. Nakreslete kaustiku, kterou vídáte v hrnku, popište kaustiky patrné na slunci na dně vodní nádrže.Dírková komoraPovšimněte si výskytu zobrazení ,,přirozenými dírkovými komorami`` (i když může jít o dírky v umělých předmětech). Zhotovte komoru klasickou či se zrcátkem (v ní se malým kouskem zrcátka odráží světlo do temné nepohyblivé prostory). Změřte s její pomocí úhlovou velikost, tvar (zapadajícího) Slunce a úhlovou rychlost jeho pohybu. Vyzkoušejte tři různé průměry nebo tvary dírky a popište obraz, který tak získáte. Může dírka fokusovat (tj. může být neostrost obrazu menší než průměr dírky)?Polarizace světla denní oblohyNoste s sebou jednoduchý detektor polarizace -- obal od magnetofonové kazety (není špatné ji vyložit černým papírem). Která místa oblohy (v tom kterém datu, okamžiku, počasí) na nás svítí nejpolarizovaněji a která nejméně polarizovaně? Jak to závisí na barvě a jasu oblohy? A na denní době? Při kterém úhlu odrazu se nejvíce polarizuje světlo v kaluži? Je někdy obraz oblohy v oknech vysoko nad vámi překvapivě temný?Dopplerův jevPoslouchejte vozidla projíždějící kolem vás. Zkuste odhadnout změnu výšky tónu (aneb poměr frekvencí). Spočtěte z toho odhad rychlosti vozidla a porovnejte takový dopplerovský odhad s odhadem (odhady) získaným jiným způsobem. Pozorujte opakovaně, vyhledávejte i hodně rychlá vozidla.Úhlová měřeníZhotovte si moderní Jakubovu hůl: vezměte ,,svinovací metr``, kolmo ke krabičce přiložte tuhý proužek (například z lepenky), začátek ,,metru`` přidržte na lícní kosti a krabičku posuňte tak daleko od sebe, až má proužek stejnou úhlovou délku jako je ta, kterou chcete zjistit. Podělením délky proužku a jeho vzdálenosti od oka (zpaměti) zjistíte velikost daného úhlu (v jakých jednotkách?). Přesnější měření dostanete při užití vizíru, škvíry přilepené na začátek ,,hole`` -- nebudete pak mít problém zejména při nočních měřeních, když máte velkou zorničku.Jako úhloměr si okalibrujte i části své ruky na natažené paži. Pak měřte různé úhly okolo sebe jak rukou, tak i výše popsanou Jakubovou holí (s vizírem a bez něj). Celkem byste měli získat tak na třicet měření alespoň pěti různých úhlů.

Literatura

Astro 2001 : báječný vesmír (Variant.) : Báječný vesmír (Souvis.). infoPOKORNÝ, Zdeněk [astronom] a Jiří GRYGAR. Báječný vesmír (Souvis.) : Astro 2001 : báječný vesmír (Variant.) : Jak vesmír funguje? (Souvis.). Photo by M. Druckmüller, Edited by Jiří Bartoš - Dagmar Sedláčková. Praha: D-data, 1996. 1 počítačo. infoKVÍZ, Zdeněk. Jak astronomové zkoumají vesmír. Vyd. 1. Praha: Naše vojsko, 1958. 141 s. info

Garant

doc. RNDr. Petr Sládek, CSc.

Vyučující

RNDr. Jindřiška Svobodová, Ph.D.Mgr. Tomáš Miléř, Ph.D.