FC2029 Aplikovaná fyzika pro učitele

Pedagogická fakulta
podzim 2023
Rozsah
2/0/0. 8 hodin. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Jan Čech, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Petr Sládek, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Petr Sládek, CSc.
Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Jana Jachymiáková
Dodavatelské pracoviště: Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání – Pedagogická fakulta
Předpoklady
FC2026 Měřící technika pro výuku fyziky
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Cílem předmětu je prohloubení kurzu fyziky se zaměřením na vzdělávání. Kurz poskytne rozšíření znalostí nezbytných pro správné pochopení a výklad jevů využívaných v každodenním životě a orientaci ve fyzikální vědě a výzkumu.
Vědomosti: Základní porozumění aplikacím fyziky. Vazba na technologie využívané v každodenní praxi.
Dovednosti: Dokázat identifikovat původ vybraných fyzikálních jevů a vyložit chování materiálů a diagnostických metod v praktických aplikacích. Uvědomovat si fyzikální podstatu dějů a vlastností látek kolem nás.
Postoje: Uvědomění si hlubokých vztahů mezi základními fyzikálními zákony, strukturou hmoty a jejich důležitosti pro moderní civilizaci.
Výstupy z učení
Po absolvování předmětu by studující měli vědět a umět: Prohloubením znalostí základních pojmů a zákonů fyziky ve vztahu ke stavbě hmoty a vybraných vlastností jimi determinovaných
identifikovat základní zákonitosti jevů, dějů a aplikací souvisejících s vlastnostmi materiálů a jejich využitím pro materiálové inženýrství a zdroje energie,
užít tyto znalosti ve školské praxi k výkladu/poukázání na důležitost aplikované fyziky ve vztahu k praktickým aplikacím důležitým pro moderní společnost.
Osnova
  • Struktura přednášek a praktických příkladů je uspořádána do 3 tematických celků, které poukazují na význam užité fyziky ve světě kolem nás, resp. technických aplikacích. Jednotlivé bloky pak obsahují dílčí témata rozšiřující a prohlubující znalosti nezbytné pro uvědomění si zásadního významu aplikovaného výzkumu pro technologie i výzvy současné společnosti.
  • Blok 1: Materiály a jejich vlastnosti
  • Funkční materiály, kompozitní materiály Význam povrchových vlastností materiálů, zušlechťování materiálů Příprava a charakterizace tenkých vrstev Tenké vrstvy v aplikační praxi: optické, mechanické, elektrické Nanomateriály: vlastnosti, příležitosti a hrozby
  • Blok 2: Základy energetiky
  • Jaderná energetika: štěpné a fúzní zdroje energie, aktuální trendy Obnovitelné zdroje energie: fotovoltaika, větrné elektrárny OZE a problematika ukládání/transportu energie: baterie, zelený vodík, infrastruktura
  • Blok 3: Vybrané kapitoly z aplikační praxe
  • Moderní světelné zdroje: polovodičové, plazmatické (LED/LASER, výbojky) Magnetika a supravodiče: doprava, energetika, diagnostické přístroje (např. v lékařství) Výzvy fyziky v souvislosti s klimatickou změnou: modelování, adaptace, resilience
Literatura
    povinná literatura
  • SMIL, Vaclav. Energie : průvodce pro začátečníky. Translated by Pavel Kaas. Vydání první. Praha: Kniha Zlin, 2018, 274 stran. ISBN 9788074736346. info
    doporučená literatura
  • MORNSTEIN, Vojtěch, Vladan BERNARD, Marek DOSTÁL, Ivo HRAZDIRA, Erik STAFFA, Jaromír ŠRÁMEK a Daniel VLK. Lékařská fyzika a biofyzika. 2. dotisk 1. Brno: Masarykova univerzita, 2023, 339 s. ISBN 978-80-210-8984-6. info
  • ARCHER, David. Global warming : understanding the forecast. 2nd ed. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, 2012, vii, 203. ISBN 9780470943410. info
  • SVOBODA, Miroslav, Vladislav NAVRÁTIL a Jiří ŠTENBERK. Fyzika pevných látek : pro učitelské studium. 1. vyd. Praha: Universita Karlova, 1986, 423 s. info
    neurčeno
  • SMIL, Vaclav. Jak se vyrábí dnešní svět: materiály a dematerializace. Translated by Jana Kočičková. 1. vydání. Brno: BizBooks, 2017, 356 stran. ISBN 9788026506737. info
  • ODEHNAL, Milan. Supravodivost a jiné kvantové jevy. Praha: Academia, 1992. ISBN 80-200-0225-1. info
Výukové metody
přednáška doplněná základními aplikačními příklady
Metody hodnocení
Ústní zkouška formou strukturovaného výkladu vylosovaného tématu z probíraných tematických celků
Informace učitele
Systematický přehled vědní disciplíny naleznete např. na portálu HyperPhysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/index.html
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2024.