Fyzika mikrosvěta – základy

Na kurzu se budeme zabývat vybranými základními poznatky z fyziky mikrosvěta, tj. z atomové, kvantové, jaderné a částicové fyziky. Kromě výkladu základních konceptů se zaměříme zejména na vhodné žákovské aktivity do výuky na základní i střední škole.

Cílem je, aby účastník získal jednak pochopení základních fyzikálních konceptů a principů z této oblasti fyziky (např. rozměrová a energetická škála, modely atomů, princip duality, spektra, jaderné záření a jeho využití apod.), jednak poznal a prakticky si vyzkoušel náměty na konkrétní aktivity, které může se svými žáky realizovat ve výuce.

Nepředpokládá se žádná vstupní znalost tématu, se vším se začnete seznamovat zcela od základů jako vaši žáci.

Obsah kurzu

• Prezenční bloky:
• Dělení fyziky mikrosvěta, historické a společenské souvislosti. Rozměrové, hmotnostní a energetické škály ve fyzice mikrosvěta.
• Modely atomu (včetně historických souvislostí a obvyklých chybných žákovských představ).
• Co znamenají pojmy prvky, izotopy, nuklidy, nukleony a jak je studentům přiblížit.
• Experimenty předcházející kvantové fyzice (fotoefekt, záření černého tělesa). Experimentální důkazy kvantování v mikrosvětě (vlastnosti světla, atomová spektra).
• Ionizující záření – rozpadový zákon, objev a vlastnosti ionizujícího záření alfa, beta, gama, přirozené radiační pozadí, základy dozimetrie, ochrana před zářením. Využití radioaktivity.
• Online bloky:
• Specifika kvantového popisu světa.
• Kvantová provázanost, kvantová kryptografie a kvantové počítače – úplně základní myšlenky a principy, souvislosti s každodenním životem.
• Analýza spektra atomu vodíku, elektronové orbitaly, souvislost s chemií.
• Modely jader, vazebná energie jádra a její využití.
• Výskyt radioizotopů v přírodě, rozpadové řady, datování.
• Elementární částice, standardní model.

Na tento kurz navazují dva pokročilejší kurzy zaměřené na atomovou a jadernou, resp. kvantovou a částicovou fyziku, které se budou konat v první polovině roku 2025. Uvedené dva kurzy jsou otevřené i zájemcům, kteří kurz základů neabsolvovali. Jejich náplň se ale zaměřuje na složitější témata fyziky mikrosvěta, tj. jde spíše o středoškolskou úroveň, proto zájemcům bez aprobace/zkušeností doporučujeme nejprve absolvovat kurz základů.

Organizační informace

• 30 hodin (tři šestihodinové bloky prezenčně, tři čtyřhodinové bloky online)
• prezenční část proběhne na MFF UK, V Holešovičkách 2, Praha 8
• termíny: v 1. polovině roku 2025 nebude kurz probíhat
• počet účastníků: 10–20
• cena: 5 000 Kč
• za sníženou cenu (2 000 Kč) je možné se účastnit pouze on-line části (bez nároku na certifikát o absolvování)

Lektorka: RNDr. Zdeňka Koupilová, Ph.D.

Kurz je akreditován MŠMT pod číslem: MSMT-21510/2022-4-811.

Máte dotaz? Pište garantce kurzu Zdeňce Koupilové, zdenka.koupilova@matfyz.cuni.cz.