What can be found there and what's the use of it

K čemu lze použít obsah tohoto webu?

According to our experience it is very difficult for students to imagine the probability density of hydrogen atom eigenstates and especially the polar graphs are difficult for students to be understood correctly.

Podle našich zkušeností je pro studenty velmi obtížné si představit hustotu pravděpodobnosti vlastních stavů atomů vodíků (orbitaly) pomocí obrázků standardně uváděných v učebnicích. Zejména polární grafy jsou studenty zcela mylně chápány a interpretovány. I když na internetu i v jiných publikacích lze snadno nalézt mnoho nástrojů na zobrazení těchto funkcí, nepodařilo se nám nalézt žádný nástroj, který by se dal použít k postupnému budování správné představy o jejich tvaru a významu jednotlivých částí. Rozhodli jsme se tedy tuto mezeru zaplnit.

We designed a set of interactive tools that visualize the parts of wave functions and probability density plots of hydrogen atom eigenstates in variety types of graphs. Computer tools allow very good visualisation of functions, better then common printed images. Graphs are accurate, not only hand-drawn shapes as in some textbooks. Moreover, good images and interactivity (e.g.: zoom and rotation of 3D graphs) can increase students’ interest.

Vytvořili jsme soubor několika interaktivních programů, které zobrazují jednotlivé části vlnové funkce a hustoty pravděpodobnosti vlastních stavů atomu vodíku v různých typech grafů. Tyto programy nám umožňují velmi dobré a přesné zobrazení funkcí, lepší než v obvyklých tištěných materiálech. Navíc jejich interaktivita (zvětšování a otáčení 3D grafy, ...) zvyšuje zajímavost úloh pro studenty.

The programs are accompanied by tasks, results and explanations. These activities lead students to active working and thinking. They compound the entire wave function step-by-step from its parts. For designing the tasks it is crucial that students can correct their answers themselves, using only the computer tools, and learn from their own mistakes.

Programy jsou doplněny souborem úloh a vysvětlení. Vytvořené aktivity se snaží vést studenty k samostatné aktivní práci a přemýšlení. Postupně je doslova krok za krokem vybudována celá vlnová funkce z jednotlivých částí. Pro vytváření úloh je také důležité, že pomocí programů si studenti mohou sami zkontrolovat své výsledky a poučit se ihned z vlastních chyb.

Up to now, the project is designed and has been tested out on the university students.

Zatím je celý projekt určen a byl o testován na vysokoškolských studentech.

Why use this?

Proč používat toto?

It is quite easy to find on the internet various tools for visualizing different parts of the wave functions, probability densities etc. However, most of these sites contain tools that can be used only for visualization. Our tools would help students to understand the effect of the angular and radial part of hydrogen eigenstate functions to the orbital shape step-by-step by their active work.

Je velmi jednoduché najít na internetu různé nástroje na zobrazení vlnových funkcí, její části i hustoty pravděpodobnosti pro atom vodíku. Nicméně se většinou jedná o pouhé zobrazení a používá se pouze jeden (standardní) typ zobrazení. Naše programy jsou doplněny o úkoly, pomocí nichž si student postupně vybuduje představu o tvaru vlnové funkce a významu jednotlivých částí.

In this aspect and mostly in the emphasis on students’ active work is our project innovative and, according to the response from our students, even successful.

Právě doprovodné úkoly a důraz na aktivní práci studentů jsou v našem projektu nové, a podle ohlasů studentů, i úspěšné.

Small test

Malý test

If you are not sure you understand the atomic orbital well, you can try to answer our small test.

Nejste si jisti, zda rozumíte atomovým orbitalům správně? Zkuste si náš malý test.

1. Is this statement true? : “On the left picture we can see shape of some orbital. An electron can be observed only inside the red bubbles and cannot be observed outside.”

1. Je následující tvrzení pravdivé?: „Na obrázku vlevo vidíme nějaký orbital. Elektron může být pozorován jen uvnitř červených bublin a nemůže být naměřen mimo ně.”

2. No matter how you answered the previous question, try to choose correct spatial shape for the previous planar cut from the three following images.

2. Bez ohledu na to, jak jste odpověděli na předchozí otázku, zkuste vybrat správný prostorový graf, který odpovídá předchozímu rovinnému grafu.

Results

Odpovědi