Cílem této diplomové práce je vytvoření sbírek příkladů pro předmět Astronomie, vyučovaný na pedagogických fakultách pro obory s fyzikou. Vzhledem k rozdílné úrovni vstupních znalostí studentů jsou k vybraným partiím astronomie sestaveny typické a nepříliš složité úlohy. Součástí práce jsou rovněž stručné teoretické úvody k jednotlivým tematickým celkům. Úroveň je v rozsahu od příkladů zcela jednoduchých až po příklady složitější. V souladu se zaměřením studentů budoucích učitelů je důraz kladen na úlohy, týkající se pohybů v radiálním gravitačním poli.
Anotace v angličtině
The aim of this thesis is to create collections of examples for the subject Astronomy taught for students of pedagogical faculties, studying this discipline as a part of physics courses. Due to very different mathematical knowledge of students I have chosen typical and not much difficult examples oriented to several branches of astronomy. Each part of examples begins with a self-contained theoretical introduction. The difficulty rises gradually from trivial to more complicated examples. The examples are mainly focused on motions in radial gravitational fields.
Klíčová slova
Vesmír, Slunce, Země, planeta, početní příklady, sluneční soustava, zákon gravitace, radiální gravitační pole, kosmická rychlost, paralaxa, aberace, precese, zářivý výkon, hvězda, magnituda, spektrální posuv, Wienův zákon, černá díra, neutronová hvězda
Klíčová slova v angličtině
Universe, Sun, Earth, planet, numerical examples, Solar System, law of gravity, radial gravitational field, cosmic speed, parallax, aberration, precession, luminosity, star, magnitude, spectral shift, Wien´s law, black hole, neutron star
Rozsah průvodní práce
-
Jazyk
CZ
Anotace
Cílem této diplomové práce je vytvoření sbírek příkladů pro předmět Astronomie, vyučovaný na pedagogických fakultách pro obory s fyzikou. Vzhledem k rozdílné úrovni vstupních znalostí studentů jsou k vybraným partiím astronomie sestaveny typické a nepříliš složité úlohy. Součástí práce jsou rovněž stručné teoretické úvody k jednotlivým tematickým celkům. Úroveň je v rozsahu od příkladů zcela jednoduchých až po příklady složitější. V souladu se zaměřením studentů budoucích učitelů je důraz kladen na úlohy, týkající se pohybů v radiálním gravitačním poli.
Anotace v angličtině
The aim of this thesis is to create collections of examples for the subject Astronomy taught for students of pedagogical faculties, studying this discipline as a part of physics courses. Due to very different mathematical knowledge of students I have chosen typical and not much difficult examples oriented to several branches of astronomy. Each part of examples begins with a self-contained theoretical introduction. The difficulty rises gradually from trivial to more complicated examples. The examples are mainly focused on motions in radial gravitational fields.
Klíčová slova
Vesmír, Slunce, Země, planeta, početní příklady, sluneční soustava, zákon gravitace, radiální gravitační pole, kosmická rychlost, paralaxa, aberace, precese, zářivý výkon, hvězda, magnituda, spektrální posuv, Wienův zákon, černá díra, neutronová hvězda
Klíčová slova v angličtině
Universe, Sun, Earth, planet, numerical examples, Solar System, law of gravity, radial gravitational field, cosmic speed, parallax, aberration, precession, luminosity, star, magnitude, spectral shift, Wien´s law, black hole, neutron star
Zásady pro vypracování
Práce je zamýšlena jako podpůrný studijní text k předmětu Astronomie, vyučované na pedagogických fakultách pro obory s fyzikou. Vzhledem k rozdílné úrovni vstupních matematických znalostí studentů vybere autor k jednotlivým partiím astronomie typické a nepříliš složité kvantitativní úlohy, které doplní podrobně vypracovaným vzorovým řešením. Součástí práce budou rovněž samostatné kapitoly, věnované matematickým partiím, důležitým z hlediska jejich uplatnění v astronomii. Z matematické oblasti navrhuji sférické souřadnice a transformace mezi nimi (případně doplněné o některé poznatky ze sférické geometrie), kuželosečky a jejich vlastnosti, formulace pohybových rovnic v obecném radiálním poli včetně odvození zákonů zachování energie a momentu hybnosti, případně mohou být zmíněny i některé numerické metody řešení obecných pohybových rovnic apod. Těžiště práce by mělo spočívat na úlohách z oblasti nebeské mechaniky. Vybrané partie budou zpracovány i ve formě prezentací a testů, přímo použitelných ve výuce.
Zásady pro vypracování
Práce je zamýšlena jako podpůrný studijní text k předmětu Astronomie, vyučované na pedagogických fakultách pro obory s fyzikou. Vzhledem k rozdílné úrovni vstupních matematických znalostí studentů vybere autor k jednotlivým partiím astronomie typické a nepříliš složité kvantitativní úlohy, které doplní podrobně vypracovaným vzorovým řešením. Součástí práce budou rovněž samostatné kapitoly, věnované matematickým partiím, důležitým z hlediska jejich uplatnění v astronomii. Z matematické oblasti navrhuji sférické souřadnice a transformace mezi nimi (případně doplněné o některé poznatky ze sférické geometrie), kuželosečky a jejich vlastnosti, formulace pohybových rovnic v obecném radiálním poli včetně odvození zákonů zachování energie a momentu hybnosti, případně mohou být zmíněny i některé numerické metody řešení obecných pohybových rovnic apod. Těžiště práce by mělo spočívat na úlohách z oblasti nebeské mechaniky. Vybrané partie budou zpracovány i ve formě prezentací a testů, přímo použitelných ve výuce.
Seznam doporučené literatury
Předpokládá se samostatné vyhledávání námětů v učebnicích, sbírkách úloh, časopisech a na internetu. Níže jsou uvedeny některé možné zdroje:
Z. Hlaváč: Základy sférické astronomie a nebeské mechaniky. ZČU v Plzni, 2000.
J. Široký, M. Široká: Základy astronomie v příkladech. SPN Praha, 1977.
V. Štefl, J. Krtička: Úlohy z astrofyziky. MU Brno, 2000.
M. Macháček: Fyzika pro gymnázia. Astrofyzika. Prometheus 2004.
Z. Ungermann, I. Volf: Pohyb tělesa v radiálním gravitačním poli. Praha, SPN, 1985.
P. Šedivý, I. Volf: Pohyb tělesa po eliptické trajektorii v radiálním gravitačním poli. Knihovnička fyzikální olympiády, MAFY Hradec Králové.
I. Volf, M. Jarešová: Fyzika je kolem nás (Pohyby těles v planetární soustavě). Knihovnička fyzikální olympiády, MAFY Hradec Králové.\\
Obě publikace ke stažení na http://fyzikalniolympiada.cz/studijni-texty
V. Štefl, osobní stránka, publikace: https://is.muni.cz/osoba/2341#publikace
A. Abdulle, G. Wanner: 200 let metody nejmenších čtverců. PMFA 48, č.2 (2003).\\
Dostupné z http://dml.cz/handle/10338.dmlcz/141166
J. Kříž, I. Volf, B. Vybíral: Hvězdy v úlohách Mezinárodní fyzikální olympiády - vznik a rovnováha. Čs. čas. fyz. 64, 5 (2014), str. 333.
J. Kříž, F. Studnička, I. Volf, B. Vybíral: Meteority a meteoroidy v úlohách fyzikálních olympiád. Čs. čas. fyz. 63, 5 (2013), str. 311.
J. Kříž, I. Volf, B. Vybíral: Rozpínání vesmíru a laserové chlazení atomů v úlohách Asijské fyzikální olympiády. Čs. čas. fyz. 63, 1 (2013), str. 68.
Pokroky matematiky, fyziky a astronomie (JČMF): http://dml.cz/dmlcz/140123
Matematika - fyzika - informatika: http://www.mfi.upol.cz/index.php/mfi/issue/archive, http://mfi.upol.cz/old/
Seznam doporučené literatury
Předpokládá se samostatné vyhledávání námětů v učebnicích, sbírkách úloh, časopisech a na internetu. Níže jsou uvedeny některé možné zdroje:
Z. Hlaváč: Základy sférické astronomie a nebeské mechaniky. ZČU v Plzni, 2000.
J. Široký, M. Široká: Základy astronomie v příkladech. SPN Praha, 1977.
V. Štefl, J. Krtička: Úlohy z astrofyziky. MU Brno, 2000.
M. Macháček: Fyzika pro gymnázia. Astrofyzika. Prometheus 2004.
Z. Ungermann, I. Volf: Pohyb tělesa v radiálním gravitačním poli. Praha, SPN, 1985.
P. Šedivý, I. Volf: Pohyb tělesa po eliptické trajektorii v radiálním gravitačním poli. Knihovnička fyzikální olympiády, MAFY Hradec Králové.
I. Volf, M. Jarešová: Fyzika je kolem nás (Pohyby těles v planetární soustavě). Knihovnička fyzikální olympiády, MAFY Hradec Králové.\\
Obě publikace ke stažení na http://fyzikalniolympiada.cz/studijni-texty
V. Štefl, osobní stránka, publikace: https://is.muni.cz/osoba/2341#publikace
A. Abdulle, G. Wanner: 200 let metody nejmenších čtverců. PMFA 48, č.2 (2003).\\
Dostupné z http://dml.cz/handle/10338.dmlcz/141166
J. Kříž, I. Volf, B. Vybíral: Hvězdy v úlohách Mezinárodní fyzikální olympiády - vznik a rovnováha. Čs. čas. fyz. 64, 5 (2014), str. 333.
J. Kříž, F. Studnička, I. Volf, B. Vybíral: Meteority a meteoroidy v úlohách fyzikálních olympiád. Čs. čas. fyz. 63, 5 (2013), str. 311.
J. Kříž, I. Volf, B. Vybíral: Rozpínání vesmíru a laserové chlazení atomů v úlohách Asijské fyzikální olympiády. Čs. čas. fyz. 63, 1 (2013), str. 68.