Úlohy pro práci s aplety - experimenty vedoucí ke kvantové mechanice
| Název práce v češtině: | Úlohy pro práci s aplety - experimenty vedoucí ke kvantové mechanice |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Tasks accompanying applets - experiments leading to quantum mechanics |
| Klíčová slova: | interaktivní aplety|kvantová mechanika|konceptuální úlohy|posloupnost úloh|experimenty vedoucí ke kvantové mechanice |
| Klíčová slova anglicky: | interactive applets|quantum mechanics|conceptual tasks|learning sequence|experiments leading to quantum mechanics |
| Akademický rok vypsání: | 2020/2021 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra didaktiky fyziky (32-KDF) |
| Vedoucí / školitel: | RNDr. Zdeňka Koupilová, Ph.D. |
| Řešitel: | Jonatan Gangur - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 28.10.2020 |
| Datum zadání: | 04.11.2020 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 20.05.2022 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 12.05.2022 |
| Oponenti: | doc. RNDr. Zdeněk Drozd, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| 1) Seznámit se s dostupnými aplety a jejich kolekcemi z kvantové mechaniky se zaměřením na ty, které ilustrují experimenty, které vedli ke vzniku kvantové mechaniky
2) Seznámit se s publikovanými úlohami, které doprovázejí vybrané aplety 3) Ve spolupráci s vedoucí práce vytipovat z existujících úloh úlohy vhodné pro vybrané aplety a doplnit je úlohami nově vytvořenými tak, aby vytvořily sekvenci vhodnou pro studenty úvodního vysokoškolského kurzu kvantové mechaniky 4) V případě potřeby vybrané úlohy přeložit do češtiny 5) K apletům vytvořit úvodní texty, které popíšou princip daného experimentu, jeho význam a způsob, jak ho aplet modeluje 6) Všechny úlohy technicky zpracovat tak, aby mohly být publikovány u vybraných apletů či na stránkách řešitelského pracoviště a byly tak veřejně dostupné 7) Vypracovat stručná vzorová řešení vytvořených sekvencí úloh |
| Seznam odborné literatury |
| PhET Interactive Simulations project – Interactive Simulations for Science and Math. University of Colorado Boulder. Dostupné online: https://phet.colorado.edu/.
Belloni M., Christian W., Cox A. J.: Physlet Quantum Physics: An Interactive Introduction. Pearson Prentice Hall, 2006. Aplety jsou dostupné take online https://www.compadre.org/pqp/ Kohnle A. (vedoucí týmu) a kol.: The Quantum Mechanics Visualisation Project. University of St Andrews. [cit. 4. 9. 2020] Dostupné online: https://www.st-andrews.ac.uk/physics/quvis/ Kohnle A. a kol. A new multimedia resource for teaching quantum mechanics concepts. Am. J. Physics 80, 148 (2012); https://doi.org/10.1119/1.3657800 Mazur, E. (1997). Peer instruction: a user’s manual. Upper Saddle River: Prentice Hall, Inc. Pollock, S. et al. (n. d.). Concept Tests and Course Materials from CU Boulder. http://www.colorado.edu/physics/EducationIssues/cts/ Pollock S., Passante G., Sadaghiani H.: Adaptable Curricular Exercises for Quantum Mechanics. Součást serveru PhysPort. https://www.physport.org/curricula/ACEQM/index.cfm a další dle pokynů vedoucí práce |
| Předběžná náplň práce |
| Tato práce se zabývá tvorbou úloh k apletům, týkajících se pokusů,
které stály u zrodu kvantové fyziky. Práce využívá již existující aplety. demonstrující uvedené experimenty. V rámci práce byly vytvořeny 4 pracovní listy, zaměřené na záření absolutně černého tělesa, Rutherfordův rozptyl, Bohrův model atomu a spektrální čáry a fotoelektrický jev. Obsahují jak stručné shrnutí teorie, tak otázky. Ke každé otázce je v textu uveden odkaz na aplet a popis práce s ním. Studenti samostatně pomocí apletu vyřeší úlohu a poté si její řešení ověří ve vzorovém řešení. Krátký text před některými úkoly je věnován zařazení problému do historického kontextu. Aplety a náměty na některé úkoly jsou převzaty z externích zdrojů. Hlavním přínosem této práce je utřídění problémů s ohledem na historickou návaznost, vytvoření úkolů a jejich řešení a popis práce s aplety z různých zdrojů. Výsledný obsah slouží studentům tohoto předmětu jako pomůcka při studiu. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| This thesis deals with creation of tasks for applets of quantum physics,
relating to experiments, which was crucial for development of quantum physics. The thesis uses the applets, which already exist and they demonstrate the mentioned experiments. In this thesis, there have been created 4 worksheets, focused on black body radiation, Rutherford gold foil experiment, Bohr model of atom and spektral lines and photoelectric effect. They contain brief summary of theory and the tasks. For each task, there is a link to aplet and instructions how to work with it. Students solve the task individually by using the aplet and they check their results in the sample solution. There is a short text, introducing some tasks to the historical context. Aplets and topics of some tasks are took over from external sources. The main contribution of this thesis is classification of problems with regard to historical the conncetion, creating tasks end their solution along with instruction how to work with applets from various sources. The final content helps students of this course as a studying aid. |