FC2704 Kmity a vlny CŽV

Pedagogická fakulta
jaro 2025
Rozsah
2/0/4. 24 hodin. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Jan Čech, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Petr Sládek, CSc. (přednášející)
Mgr. Tomáš Miléř, Ph.D. (cvičící)
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
FC2701 Mechanika a molekulová fyzika CŽV
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získání přehledných vědomostí o tématu Kmity a Vlny na vysokoškolské úrovni. Důraz je kladen na logickou stavbu této vědní disciplíny a na získání znalostí a dovedností, potřebných pro výuku fyziky na základní škole. Z těchto důvodů je do přednášky zařazeno větší množství jednoduchých pokusů a zdůrazněn vztah probírané látky k praxi, přírodě, domácnosti, technickým aplikacím apod.
Vědomosti: Systematický přehled s porozuměním a schopností řešit základní úlohy z kmitů a vln s důrazem na aplikaci ve vzdělávání. Vazba probíraných témat na jevy v přírodě i každodenní praxi.
Dovednosti: Dokázat identifikovat principy přírodních dějů a technických aplikací využívajících periodické děje. Provést aproximaci na bázi základních fyzikálních zákonů a následně výpočet jednoduchých aplikačních příkladů. Znát jednoduché školské experimenty a vztah probírané látky k praktickým aplikacím. Dokázat provádět kvalifikovaný odhad hodnot.
Postoje: Osvojit si hodnoty objektivity a významu vědecké práce. Osvojit si přístupy racionálního a kritického nazírání na celospolečenské problémy optikou fyzikálního korektivu.
Výstupy z učení
Na konci tohoto kurzu bude účastník schopen aplikovat a diskutovat vědomosti o tématu kmity a vlny včetně logické stavby této vědní disciplíny a na získání znalostí a dovedností, potřebných pro výuku fyziky na základní škole (proto je do přednášky zařazeno větší množství jednoduchých pokusů a zdůrazněn vztah probírané látky k praxi, přírodě, domácnosti apod.).
Osnova
  • Sylabus přednášek (po blocích):
  • I. Kmity
  • 1. Harmonické kmity volné, tlumené a nucené.
  • 2. Superpozice dvou harmonických kmitů stejnosměrných a navzájem kolmých. Harmonická analýza kmitů.
  • 3. Spřažené kmity. Příčné kmity struny, podélné kmity tenké tyče.
  • 4. Kmity membrány a desky.
  • II. Vlny
  • 1. Vznik a podstata postupného vlnění, vlnová rovnice. Energie postupného vlnění.
  • 2. Interference vlnění. Vlnový balík, fázová a grupová rychlost vln.
  • 3. Rovinná vlna, kulová vlna, šíření vln v prostoru.
  • 4. Odraz a lom vlnění na rovinném rozhraní dvou prostředí, ohyb vlnění.
  • 5. Dopplerův jev.
  • 6. Zvuk, základní charakteristiky tónu. Infrazvuk a ultrazvuk.
  • 7. Pohyb zdroje zvuku s nadzvukovou rychlostí, rázová vlna.
Literatura
    povinná literatura
  • SLÁDEK, Petr. Kmity. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 2005, 86 s. skriptum. ISBN 80-210-3666-4. info
  • SLÁDEK, Petr. Vlny. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 2005, 72 s. skriptum. ISBN 80-210-3667-2. info
    doporučená literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika. 1. vyd. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2001. ISBN 80-214-1868-0. info
Výukové metody
přednáška, početní cvičení a demonstrační experimenty; přednáška bude probíhat formou rozpravy na základě předchozího samostatného studia zadaného tématu s následným shrnutím (metoda převrácené třídy, peer-instruction, …)
Metody hodnocení
Zkouška (písemná, experimentální a ústní) s průběžným hodnocením v rámci semestru: - aktivní práce na seminářích (počítání modelových úloh) průběžné odpovědníky a písemné testy (min. 50% úspěšnost) - závěrečná písemná a ústní zkouška, jejíž součástí může být jednoduchý školský experiment (realizovaný či komentovaný).
Informace učitele
http://amper.ped.muni.cz/sladek
Pro studenty na zahraniční stáži (ERASMUS aj.): Požadavky ke splnění předmětu budou individuálně nastaveny v kontextu absolvovaných předmětů na zahraniční stáži a také v souladu s cíli a výstupy z učení daného studijního programu.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/ped/jaro2025/FC2704