Up: home www of Jan Hollan
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.
Zapsaní studenti dostanou elektronickou poštou odkaz na tuto stránku, kde je níže uveden seznam pozorování, která mají vykonat. Zápočet získají kdykoliv po publikování formálně správných záznamů svých pozorování a oznámení této skutečnosti do mailinglistu amper.ped.muni.cz/astro-v (u publikací, které nejsou elektronicky dostupné, prosím o poskytnutí jejich kopie). Dle zájmu mohou vykonávat i pozorování další, případně s využitím přístrojů hvězdárny. Publikovaný záznam takového nepovinného pozorování, je-li dobře proveden, může po dohodě nahradit některou z explicitně uvedených úloh.
Formálně správný záznam pozorování je takový, ve kterém nechybějí informace, které jsou nepochybně významné. Mezi ně patří údaje o době, místě, způsobu a autorovi pozorování a údaje o relevantních podmínkách při nichž probíhalo. Odhady fyzikálních veličin musí obsahovat i odhady svých nejistot -- alespoň implicitně počtem uvedených (platných) míst (užívejte vhodně číslovek místo čísel, násobných jednotek nebo semilogaritmického vyjádření), lépe uvedením odhadu standardní nejistoty nebo explicitně udáním intervalu a jeho pravděpodobnostního obsahu.
Optimálním záznamem je souvislý text doplněný obrázky, grafy a tabulkami -- sdělení srozumitelné a zajímavé již pro mírně vzdělaného člověka, ještě lépe pak i pro děti.
Pozorujte 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.
Jaký 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.
Příroda 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).
Kresba 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.
Pozorování 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).
jsou 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.
Povšimněte 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)?
Noste 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?
Poslouchejte 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.
Zhotovte 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.
Jan Hollan, 12. srpna 2001
This document was generated using the LaTeX2HTML translator Version 99.2beta6 (1.42)
Copyright © 1993, 1994, 1995, 1996,
Nikos Drakos,
Computer Based Learning Unit, University of Leeds.
Copyright © 1997, 1998, 1999,
Ross Moore,
Mathematics Department, Macquarie University, Sydney.
The command line arguments were:
latex2html -init_file /home/hollan/cslatex/.l2h_cz-i_alone fyz_po02.tex
The translation was initiated by Jan Hollan on 2001-08-12
hollan@ped.muni.cz (english / česky, raději než ,,cesky``)