Mgr. Jan Krejčí
Jaro 2014
 Experiment jako základ fyzikálního poznání
 Popis a výklad experimentů, které vedly nebo
mohou vést k formulaci obecných fyzikálních
principů.
 Příprava na bakalářskou státní zkoušku – otázka 13
– Klíčové experimenty ve fyzice
 Studentský výstup
◦ Vypracování, přednesení a odevzdání 2 prezentací
◦ První téma z výběru, druhé je na studentovi
◦ Délka výstupu 10-15 minut dle tématu
◦ Obsah: Info o experimentátorovi, popis experimentu,
obecné souvislosti, potvrzení versus vyvrácení, …
 Docházka alespoň 75%
• Galileo (kyv, volný pád, dalekohled,
rychlost světla)
• Torricelli (TE, barometr)
• Cavendish (hmotnost země)
• Coulomb (torzní váhy, magnetické
síly, CZ)
• Young (štěrbina)
• Ampere (AZ, PPR, … )
• Michelson – Morley (éter)
• Einstein (fotojev, myšl. ex., …)
• Einstein (STR, OTR)
• Millikan (el. náboj)
• Rutherford (objev jádra)
• Franck a Hertz (FHE)
• Compton (CR)
• Davisson (DGE - mřížka)
• Meitnerová (štěpení Uranu)
• Eötvös (KF)
• Bohr (postuláty atomu)
• Kirchhoff (KZ)
• Newton (NZ, optika)
• Vývoj názorů na atom
• Měření rychlosti světla
• Experimenty pro SI
 Základním zdrojem poznání ve fyzice je experiment.
 Experiment je nástroj pro ověřování teorií a současně je zdrojem pro
jejich další rozvoj.
 Prvním průkopníkem experimentálních metod byl Roger Bacon, podle
něho experiment slouží jako nástroj pro ověřování poznatků. Další
experimentátor Galileo Galilei závěry svých experimentů formuloval jako
fyzikální zákony. Poté Isaac Newton zavedl základní fyzikální pojmy jako
míry, kterým přiřazoval číselné hodnoty, což umožnilo lepší interpretaci
fyzikálních experimentů. Později Albert Einstein zavádí myšlenkový
experiment, hypotetický scénář, který nám slouží k pochopení
skutečného stavu věcí.
 Experimenty
◦ Reálné – sledujeme probíhající experiment v
reálném čase a měříme přístroji v reálném čase.
◦ Myšlenkové – navodí se podmínky experimentu a
dedukuje se na základě známých zákonů bez
ohledu na realizaci.
◦ Počítačové – simulace na základě známých zákonů.
 Při plánování a vyhodnocování experimentu musíme pamatovat
na 2 základní požadavky kladené na experiment:
◦ výběrovost: Experiment provádíme za určitých podmínek, které
ovlivňujeme a volíme nebo alespoň registrujeme (př. teplota, tlak, vlhkost
vzduchu).
◦ reprodukovatelnost. Opakované provádění experimentu různými osobami
musí poskytovat srovnatelné výsledky.
 Z hlediska charakteru pokusu rozlišujeme 2 druhy experimentu:
◦ kvalitativní: zjišťujeme jestli jev nastal nebo ne.
◦ Kvantitativní: zjišťujeme míru daného jevu, provádíme měření a výsledkem
je číslo.
 Existují různé druhy myšlenkových experimentů. Všechny myšlenkové
experimenty se nicméně vyhýbají empirickým metodám, t.j. jejich součástí
není pozorování ani vlastní fyzické provedení experimentu.
 Podstatou je teoretická metoda "a priori". Obecně můžeme říci, že
myšlenkové experimenty mají tyto výsledky:
◦ zpochybnění nebo dokonce vyvrácení teorie (zde je často využíváno myšlenkového
postupu reductio ad absurdum)
◦ potvrzení existující teorie
◦ navrhnutí nové teorie
◦ současné vyvrácení existující a navržení nové teorie
 Vědci dále používají myšlenkové experimenty v případech, kdy je fyzická
realizace experimentu nemožná.
Mgr. Jan Krejčí
Mail: jkrejci@ped.muni.cz
Tel: 549 49 5284
Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání
Institut pedagogického vývoje a inovací
Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity
Poříčí 7, 60300 Brno, CZ