PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Fyzika pro nefyziky I - Svět kolem nás - NOFY016
Anglický název: Physics for Non-Physicists I - The World around Us
Zajišťuje: Katedra didaktiky fyziky (32-KDF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2020
Semestr: zimní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Garant: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Předměty obecného základu
Anotace -
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (24.04.2023)
Výběrová přednáška pro všechny nefyziky, kteří se chtějí seznámit s krásami fyziky. Cílem je ukázat si na vybraných tématech nejen kousky toho, co díky fyzice o světě víme, ale také jak resp. odkud to víme, proč je to zajímavé a k čemu je to dobré. Nepůjde o "fyziku s křídou a tabulí", ale budeme svět kolem nás zkoumat pomocí experimentů, jednoduchých i složitějších, historických i moderních. Řadu pokusů a měření provádějí studenti sami.
Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (13.10.2017)

Ústní zkouška. (Lze mít 2 opravné termíny.)

Literatura -
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (24.04.2023)

Halliday, Resnick, Walker: Fyzika (5 dílů)

Feynman, Leighton, Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky (3 díly)

Šofr, Vlach, Drozd: Rande s Fyzikou

Štoll: Svět očima fyziky

Brož, Roskovec: Základní fyzikální konstanty

Svoboda: Přehled středoškolské fyziky

Štoll: Dějiny fyziky

Metody výuky
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (24.04.2023)

Výuka je integrovaná - přednášky se prolínají s praktickými "hands-on" aktivitami a jsou využívány prvky z metod aktivního učení (Peer Instrunction, Just-in-Time Teaching, ...).

Sylabus -
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (12.05.2023)

Přednáška bude do jisté míry interaktivní, takže osnova se může vyvíjet a reagovat na zájem účastníků.

Navržená témata:

Volný pád
Galileův padostroj

rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb

tíhové zrychlení a jeho souvislost s gravitačním zrychlením

měření tíhového zrychlení, kyvadlo

pokus: měření tíhového zrychlení - pád magnetu trubicí s cívkami

Stav beztíže a kosmické rychlosti
proč je v kosmické lodi stav beztíže?

odvození vztahů pro 1. a 2. kosmickou rychlost

zanedbání při určení 3. kosmické rychlosti

Newtonovy pohybové zákony
zákon setrvačnosti (kyvadlo se dvěma pružnými konci a závažím), inerciální a neinerciální vztažné soustavy, mechanický princip relativity

zákon síly (sekání latěk, vytrhávání papíru zpod sklenice s vodou), časová změna hybnosti, tření

zákon akce a reakce (lodičky s magnety), vnitřní síly (vracející se válec)

meze použití newtonovské mechaniky

Otáčení tuhého tělesa
kinetická energie otáčející se soustavy (úhlová rychlost, úhlové zrychlení)

moment setrvačnosti

moment síly

moment hybnosti

analogie posuvného a otáčivého pohybu

setrvačníky

Cavendishův pokus
význam „vážení Zeměkoule“

popis měřícího zařízení a vlastního měření

Optické přístroje a lidské oko
Tři pohledy na světlo: soubor přímočarých paprsků, proud částic, vlnění

Konstrukce paprsků jako komice k vlnoplochám

Základní zákony geometrické optiky: přímočaré šíření světla, nezávislost chodu paprsků, odraz, lom

Fermatův princip a odvození Snellova zákona

Úplný odraz

Optické zobrazování, zrcadla, význačné paprsky, zobrazovací rovnice,

Čočky, znaménková konvence, optická mohutnost, Fresnelova čočka, vady čoček: otvorová, barevná, koma, astigmatismus, zklenutí

Optické přístroje: lupa, mikroskop, dalekohled, dírková komora

Stavba a funkce lidského oka

Citlivost oka na barvu a intenzitu světla, rozlišovací schopnost

Prostorové vidění

Vzdálený a blízký bod, konvenční zraková vzdálenost

Vady oka: dalekozrakost, blízkozrakost, vetchozrakost, astigmatismus, otvorová a barevná vada

Světlo jako elektromagnetické vlnění
spektrum elektromagnetických vln

základní vlastnosti světla

vlnová délka, frekvence, rychlost,

rychlost ve vakuu a v látkovém prostředí, index lomu, absorpce,

polarizace, difrakce, interference

pokus: měření rychlosti světla ve vzduchu a ve vodě

Huygensův princip

Youngův pokus, Newtonova skla, optická mřížka

postulát rychlosti světla v teorii relativity

princip duality světla

Historie měření rychlosti světla
Galileiho měření

astronomické metody: zákryt Jupiterových měsíců, hvězdná aberace

pozemské metody: ozubené kolo, rotující zrcátko

moderní metody: Kerrův jev

Fyzikální veličiny
co je fyzikální veličina, co vyjadřuje, na čem závisí, značení

historický vývoj

dělení fyzikálních veličin (skaláry, vektory,… ; intenzivní, extenzivní, protenzivní)

Soustavy fyzikálních veličin a jednotek
základní veličiny

odvozené, násobné a dílčí jednotky

nejčastěji volené základní jednotky (délka, čas, hmotnost, teplota, el. náboj nebo el. proud, látkové množství, svítivost nebo světelný tok)

soustavy jednotek (podrobně SI)

Měření ve fyzice
měřící princip

měřící metody (přímé, nepřímé; absolutní, relativní; statické, dynamické; substituční; kompenzační)

chyby měření (hrubé, systémové, náhodné; absolutní, relativní)

Převod měřených veličin na vstup počítače
Dělič napětí

Elektromagnetická indukce

Transformace napětí

„Logické světelné“ obvody

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK