Projekt Heuréka

Náchod 2009

Velký společný seminář Heuréky se letos konal ve dnech 2. – 4. října na Jiráskově gymnáziu v Náchodě a probíhal již tradičně v neformálním duchu. Program měl opět formu dílen, které probíhaly paralelně a ačkoli se každá několikrát opakovala, nebylo možné si opravdu dosytnosti vybrat. Dílen bylo téměř dvacet, kvalita byla tradičně vysoká a času žalostně málo. Dokonce, ač se to zdálo na loňském ročníku nemožné, byla úroveň letos dokonce vyšší než loni. Nepřekvapí, že zájem odílny byl veliký. A tak se letos stalo, že krom oficiálních termínů dílen, některé dílny proběhly nad stanovený rámec v době „osobního volna“ ve zkrácené podobě. Osobní volno bylo pak věnováno doplnění duševních i fyzických sil přátelskými rozhovory nad smaženým řízkem a podobnou krmí, odbornými diskusemi, domlouváním dalších seminářů … Prostě byl to víkend napěchovaný až k prasknutí. Prostě víkend, jak jsme se v kuloárech shodli, nestačí. Ale povinnosti všedních dnů volají a je třeba se vrátit do školní reality.

Děkujeme Zdeňku za příjemný víkend, za přístřeší a organizaci, děkujeme všem vedoucím dílen za skvělé zážitky a nápady, děkujeme všem účastníkům za jejich nadšení a celkový přístup. Všichni se již teď těšte na další ročník, který proběhne na stejném místě od 1. do 3. října 2010.

Jak to v Náchodě letos probíhalo, si můžete alespoň částečně udělat představu z následujících stručných anotací jednotlivých dílen.

Anotace jednotlivých dílen

• Alex Kazachov (V. Karazin Kharkiv National University, Ukraine) – Úžasné srážky

  Účastníci dílny prováděli jednoduché experimenty, interaktivní počítačové simulace, měření a výpočty týkající se zajímavých příkladů čelních pružných i nepružných srážek na několika staništích: Účinný zesilovač rychlosti – mechanický “laser”, Newtonova kolébka, Dokonalý vícestupňový odpalovací systém: svislý sloupeček pružných míčků, „Velký třesk“ z ocelových kuliček: pružné srážky jsou tak nepružné, že mohou zapálit papír, Skákající pytlíky písku: nepravděpodobné srážky pružných a nepružných těles, Srážky na stole: nezrcadlové odrazy, Srážky na stole: vážení pomocí srážek, Zpomalování řady padajících dominových kostiček

 

• Michal Bittner (FZÚ AV ČR) – Nanovlákna

  Co jsou nanovlákna a k čemu se nám mohou hodit? Dočítáme se o nich v novinách... Proč je ale ještě nepotkáváme v každodenním životě? Známe způsoby, jak je jednoduše vyrobit doma, nebo ve velkém průmyslovém množství? Na tyto otázky odpovídal právě tento seminář. Zde jsme se také pokusili vyrobit nanovlákna jednoduchou metodou zvanou elektrospinning a ukázali si průmyslově vyrobené nanovlákenné materiály. Protože nanovlákna nejsou pozorovatelná běžnými prostředky a jejich výhody v porovnání s normálními materiály lze změřit jen s použitím speciálních metod, tato dílna byla spíše teoretická a informativní

 

• Martin Konečný (MFF UK, student oboru Obecná fyzika) – Co je to luminiscence?

  Co mají společného světlušky, medůzy, obrázky svítící ve tmě, zářivka, látka umožňující detektivům nalézt stopy krve i tam, kde pouhým okem není nic vidět, Tchajwanské světélkující prase, lightsticky,...? Všechny spojuje jev zvaný luminiscence, neboli česky světélkování. Jaké druhy luminiscence známe? Jak tento jev vzniká? Obsahem dílny nebyl jen výklad o jevu samotném, ale i ukázky, návody a rady, jak pokusy předvést a obohatit tak hodiny fyziky a chemie.

 

• Zdeněk Rakušan (ZUŠ Jablonec n. N.) – Zvukové hračky a hudební nástroje

  Zde jsme si předvedli některé zábavné pokusy a "vědecké" hračky, jejichž prostřednictvím se lze seznámit s různými způsoby vzniku zvuku a jinými akustickými jevy. Část z těchto hraček zastupovala základní skupiny hudebních nástrojů symfonického orchestru. V rámci dílny si každý účastník měl možnost vyrobit některou z hraček.

 

• Pavel Böhm, Jakub Jermář (MFF UK) – První krůčky s Vernier LabQuestem

  V této dílně jsme se seznámili s dataloggerem LabQuest a vyzkoušeli si různá měření pomocí senzorů Vernier. Překvapivě nebylo potřeba žádné předchozí znalosti ani zkušenosti a přesto se měřilo o sto šest.

 

• Zdeněk Polák (Gymnázium Náchod) – Elektrické obvody s polovodiči

  „Vlastními silami jsme si ve škole vytvořili soubor součástek na prkénkách pro zapojování elektrických obvodů a vznikla jakási stavebnice. Slouží nám už řadu let k naprosté spokojenosti a stále ji rozšiřujeme. Původně byla vytvořena pro frontální práce žáků nižšího stupně, používáme ji však i k laboratornímu měření na vyšším stupni gymnázia.“ Cílem dílny bylo ukázat, co vše se dá s touto stavebnicí dělat, jaké obvody lze vytvořit a jaké jejich vlastnosti ověřit. Vlastníma rukama si vyzkoušet a vnitřně zažít, jaké to je, když po nás někdo jiný chce něco, co jsme dosud nedělali. Tak jak to co chceme sami po žácích. Protože na dílně nebylo možné obsáhnout vše, zaměřili jsme se na experimentální ověřování vlastností polovodičových součástek a zapojován obvodů s polovodiči.

 

• Jarda Reichl (SPŠ ST Praha) – Kinematika netradičně

  Pochopení kinematiky je důležité pro celou další fyziku, proto byly v dílně prezentovány některé nápady na úlohy pro žáky, ale i na jejich práci ve skupinách. Během dílny jsme využili i některé písně, mapy, jízdní řády a další rekvizity. Všechny aktivity jsme si tak mohli vyzkoušet na vlastní kůži! :-)

 

• Andrea Marenčáková, Vica Kárászová (Gymnázium Bratislava) – Štatistika vo fyzike

  „V dielni sa zahráme s loptičkami, kockami, mincami, ... Pomocou jednoduchých modelov môžeme získať lepšie predstavy o zložitých, abstraktných fyzikálnych javoch.“ Tak to byla původní pozvánka na dílnu známé experimentátorské dvojice z Bratislavy. Kdo se nechal touto pozvánkou nalákat, jistě neprohloupil. A kdo si až dodatečně rval vlasy doufá, že se dílna někdy zopakuje.

 

• Leoš Dvořák (MFF UK) – Náboje, kam se podíváš

  V dílně jsme se podívali na zoubek elektrostatice. Z Heuréky známe spoustu nádherných názorných pokusů s plechovkami, lístky alobalu atd., vždy však šlo o pokusy kvalitativní. Ale víme alespoň přibližně, jak velký náboj je třeba na tyčce, kterou zelektrujete třením? Na plastovém brčku, v Leidenské láhvi indukční elektriky? A jaké napětí je na plechovce, když se alobalový lístek vychyluje třeba o 30 stupňů? Závisí výchylka na velikosti lístku? A na velikosti plechovky? Musí pro nás být měřič náboje jen záhadnou černou skříňkou, nebo se dá jeho princip jednoduše pochopit a demonstrovat? Můžeme nějak změřit proud, který teče z nabité plechovky "do země" dřevěnou špejlí? (Pokud je hodně sucho a špejle je "hodně nevodivá", ukázalo se, že dobrým "vodičem pro elektrostatiku" je slaná tyčka...) Jak moc přitahuje nabité brčko plechovku nebo hladinu vody? Takže: na dílně Leoš nepominul ani nejjednodušší pokusy kvalitativní, ale zkusili jsme si něco alespoň přibližně naměřit, a přitom co nejjednoduššími prostředky. Elektrostatika je pro nás výzva i do budoucna!

 

• Zdeněk Drozd (MFF UK a Gymnázium Praha) – Pokusy jako zdroj a řešení problémů

  V této dílně jsme si ukázali příklady pokusů, kterými lze navodit vhodné fyzikální problémy. Ty pak můžeme použít jako odrazový můstek při výuce příslušné partie fyziky. Jako druhý případ jsme se věnovali experimentům, pomocí kterých můžeme naopak řešit problémy, které jsme během výuky navodili, přišli s nimi žáci apod. Přitom předvedené náměty jsou použitelné jak při výuce na gymnáziích, tak i na ZŠ

 

• Irena Vlachynská, Zdeňka Kielbusová (ZČU Plzeň) – Netradiční pokusy s podtlakem a Hrátky s magnety a ferofluidem.

  Během dílny jsme viděli nepřeberné množství experimentů s vývěvou. Překvapivé chování předmětů ve vývěvě - facelifting, pivo, vajíčko, marshmallow, indiánek apod. Seznámili jsme se se zajímavými pokusy s magnety a magnetickými materiály a po domácku vyrobeným ferofluidem. A nejen to s řadou věcí jsme si na závěr měli možnost pohrát.

 

• Václav Pazdera (Gymnázium Olomouc) – Luxmetr z fotorezistoru - laboratorní úloha

  V dílně jsme si mohli změřit charakteristiku fotorezistoru a na základě ní si vyrobit a ocejchovat jednoduchý luxmetr. Nemuseli jsme ani pájet, ale pouze zatloukat pár hřebíčků. Ukázali jsme si i řadu dalších námětů a použití fotorezistoru. Dílna byla vhodným námětem jak pro střední, ale i základní školu.

 

• Peter Žilavý (MFF UK a Gymnázium Tábor) – Jedna fáze, druhá fáze, třetí pěkně vedle ní...

  Trojfázová soustava napětí představuje pro řadu studentů (i učitelů) dosud neodkryté tajemství, i když je zcela běžnou součástí řady technických zařízení kolem nás. Proč právě tři fáze? Jak je to s fázovým a sdruženým napětím? Proč někdy stačí na propojení trojfázového zdroje se spotřebičem tři a někdy jsou potřeba čtyři vodiče? A proč má trojfázová vidlice pět kolíků? Odpovědi na tyto a mnohé další otázky jsme hledali prakticky pomocí jednoduchých prostředků i pomocí nejmodernější techniky (vícekanálového digitálního osciloskopu) za použití běžných součástí používaných v elektrických instalacích. Ačkoli šlo o opakování dílny z roku 2006, dílna obohatila i nás, kteří jsme jí před třemi lety zažili. Opakování je matka moudrosti a mnoho věcí se nám i při opakování jeví jako nové. Nebo to nebylo zcela stejné? To ví už asi jen Peter. V každém případě jde o dílnu, která se slovy klasika „neochodí“.

 

• Katka Lipertová (Gymnázium Plzeň) – Fyzikální a matematické blbinky

  „Ochutnej lahodné džusy, zažongluj si, zapruž a zavibruj, zahraj si na vodovodní trubky, nahlédni do kaleidoskopové klasiky i do modelů málo známých (příšera z hlubin a další prostorové obrazy), zvaž pomocí tlakoměru auto, odhal tajemství bicepsu a dlouhých brček, vysvoboď zakousnuté knížky, nahlédni do světa, kde je všechno obráceně. Čekají na tebe ale i další stroječky a hračičky. „ Takto zněla původní pozvánka Katky. Kdo této vábničce neodolal, jistě nepochybil, ba právě naopak. Dílna předčila i ta nejtajnější představy. Není prostě nad to si pořádně fyzikálně a matematicky zablbnout :-) .

 

• Sergej Faletič (University of Ljubljana, Slovinsko)– Tenisové podání snímané rychloběžnou kamerou – a co z toho vzejde za úlohy o pohybu

  Dílna připravená Gorazdem Planinšičem a Sergejem Faletičem (Fakulta matematiky a fyziky, University of Ljubljana, Slovinsko) vycházela z jejich vlastní práce na univerzitě v Ljublani. Zabývali jsme se rozborem vyfotografovaného tenisového podání. Fotoaparát s vysokorychlostním snímáním (Exilim firmy Casio), který je dostupný za rozumnou cenu (pod 20 tisíc Kč) nabízí možnost nahrávat až 1200 snímků za sekundu sice v omezeném, ale stále ještě použitelném rozlišení (336x96 pixelů). Tenisové podání je složeno z jednoduchých typů pohybů (svislý vrh, vodorovný vrh, srážky, …) a proto představuje situaci z reálného světa, která může být analyzována s fyzikálními znalostmi na úrovni základní či střední školy. Účastníci ve skupinách řešili problémy založené na vysokorychlostním záznamu tenisového podání, své modely a závěry pak diskutovali se závěry ostatních skupin.

 

• Zdeňka Koupilová (MFF UK a Gymnázium Praha) – Co nám mohou prozradit hmotnosti izotopů?

  Podrobným zkoumáním přesných hmotností jednotlivých izotopů jsme si v dílně odhalili zajímavé vlastnosti atomových jader. Hmotnosti jsme vzali z databáze profesionálních fyziků (tedy ze stránek Zdeničky Koupilové, která za nás udělala prvotní nevděčnou práci hledače na netu), ke zkoumání jsme použili počítač a oprášili zasuté znalosti z práce v Excelu a na konec si popovídali o používaných jaderných modelech, jejich přednostech a limitech.

 

• Ed Renes, Ariën Vorselman (Marnix College, Nederlands) – Určení Stefan-Boltzmanovy konstanty.

  Na této dílně jsme si vyzkoušeli, jak jednoduše můžeme změřit tak magickou konstantu, která je pro nás oknem do mikrosvěta, jako je konstanta ze Stefan-Boltzmanova zákona.

 

• Věra Koudelková (MFF UK a SOŠ Praha) – Jak na wiki

  V dílně jsme se mohli zblízka podívat na wiki Heuréky. Znovu jsme si ukázali, jak s ní zacházet a že není potřeba z ní mít strach. Seznámili jsme se s tím, jaké všechny materiály na wiki jsou a jak se dají přidávat další. Mohli jsme si vyzkoušet základní editaci stránky, vložit si svůj (pro někoho možná první) odkaz a obrázek, podívali jsme se i na stahování souborů z ftp serveru a odpověděli na cokoliv, co se v našich hlavách okolo wiki honilo.