|
|
|
||
|
Last update: Mgr. Dina Novotná Obeidová (20.08.2021)
Požadavky znalostí ke státní závěrečné zkoušce z~fyziky a~didaktiky fyziky
Odborná témata
Student musí prokázat dostatečný fyzikální nadhled nad partiemi fyziky, které bude ve své praxi vyučovat. Musí proto prokázat znalost klíčových experimentů a~základních fyzikálních teorií a~jejich vzájemných souvislostí. Musí umět vysvětlit a~ilustrovat podstatu a~význam základních fyzikálních veličin, zákonů a~jejich důsledků, experimentálních metod a~praktických aplikací. K~tomu patří pochopení pojmů a~zákonů prolínajících celou fyzikou (energie, hybnost, zákony zachování, rovnice kontinuity, potenciály, pohybové rovnice, oscilace, vlny, postuláty základních teorií), vztahů jednotlivých partií a~mezí jejich platnosti a~znalost jednotek veličin a~hodnot základních fyzikálních konstant.
1. Klasická mechanika a~teorie relativity Základní principy nerelativistické mechaniky. Kinematický popis a~pohybové rovnice soustavy částic, tuhého tělesa a~kontinua. Zákony zachování. Inerciální a~neinerciální soustavy souřadnic. Pohyb částic v~homogenním a~centrálním silovém poli. Kmity. Vlny v~pružném prostředí a~tekutinách. Meze klasické mechaniky. Základní postuláty speciální teorie relativity, význam a~důsledky Lorentzovy transformace. Relativistická dynamika. Pokusy ověřující důsledky STR. Vztah klasické mechaniky a~STR. Prostor, čas a~kauzalita; čtyřrozměrný prostoročas. Základní ideje obecné teorie relativity.
2. Elektrodynamika Maxwellovy rovnice v~diferenciálním a~integrálním tvaru. Základní elektrické a~magnetické jevy a~jejich kvantitativní formulace. Pohyb částice s~nábojem v~elektrickém a~magnetickém poli. Elektromagnetické pole jako samostatný objekt, jeho energie a~hybnost. Rovinné elektromagnetické vlny, jejich matematický popis. Odraz a~lom elektromagnetických vln. Polarizace, ohyb, interference a~koherence elektromagnetických vln. Generování elektromagnetických vln a~retardace. Meze klasické elektrodynamiky.
3. Termodynamika a~statistická fyzika Přehled základních termodynamických zákonů a~jejich důsledků. Teoretická východiska statistické fyziky a~statistický popis různých typů systému. Základní veličiny popisující stav systému v~termodynamice a~ve~statistické fyzice, propojení obou popisů.
4. Fyzika mikrosvěta Experimenty vedoucí ke vzniku kvantové fyziky, příklady odlišného chování mikroskopických objektů v~porovnání s~klasickými systémy. Formální schéma kvantové mechaniky (přehled postulátů a~jejich hlavních důsledků). Současný popis částicového složení látky na~různých škálách (molekuly, atomy, jádra, ...). Atomové jádro (složení, charakteristiky). Vazebná energie jádra, vazebné síly. Modely jader. Radioaktivita. Jaderné reakce (s~využitím v~energetice). Elementární částice, jejich vlastnosti a~interakce. Experimenty jaderné a~částicové fyziky.
5. Fyzika kondenzovaného stavu Struktura kondenzovaných látek. Vazby v~kondenzovaných látkách. Difrakce rentgenového záření na krystalech. Poruchy krystalových struktur. Deformace krystalických látek (elastická deformace, plastická deformace monokrystalů a~polykrystalů). Kmity mříže a~tepelné kapacity pevných látek. Elektrony v~krystalických látkách (Drudeho model, Sommerfeldův model). Elektrická a~tepelná vodivost pevných látek. Teplotní roztažnost kondenzovaných látek. Polovodiče a~jejich aplikace.
6. Fyzika hvězd a~vesmíru Základy moderních astronomických a~astrofyzikálních představ o~hvězdách a~vesmíru. Sférická astronomie. Nebeská mechanika. Základy astrofyziky. Stelární a~galaktická astronomie. Sluneční soustava.
Didaktická témata
Student musí mikrovýstupem prokázat schopnost samostatně vyložit zadané téma z~níže uvedených okruhů učiva. Součástí mikrovýstupu je vhodný experiment. Musí umět vysvětlit souvislost pokročilejších partií s~příslušnými částmi látky probíranými na střední i~základní škole a~bez nepřípustného zkreslení objasnit danou problematiku na úrovni přístupné žákům střední, popřípadě základní školy. Musí prokázat znalost cílů a~obsahu fyzikálního vzdělávání na střední a~základní škole a~schopnost navrhovat alternativní způsoby projekce fyzikálních poznatků do učiva příslušných typů škol. Předmětem diskuse může být i~struktura učiva fyziky na SŠ a~ZŠ, zavádění fyzikálních veličin, zákonů a~teorií do učiva, metody a~prostředky ve výuce fyziky, metodika řešení fyzikálních úloh a~ didaktické funkce pokusů, diagnostické metody.
Student také musí při mikrovýstupu prokázat znalost obsluhy a~fyzikálního principu činnosti přístrojů užívaných ve výuce fyziky na školách.
Témata výstupů
|