Fizyka eksperymentalna

Prowadzący

Czas Trwania Warsztatów

25 godzin lekcyjnych (5 dni po 5 godzin lekcyjnych)

Fizyka eksperymentalna

Doświadczalne poznawanie praw fizyki

Warsztat będzie skupiał się na eksperymentalnej stronie fizyki oraz powiązaniu teorii z doświadczeniem, co pomoże uczestnikom lepiej zrozumieć fundamentalne prawa fizyki. W trakcie zajęć omówione zostaną  różne działy fizyki i ich wzajemne powiązania. Dzięki zadaniom praktycznym uczniowie będą mogli poszerzyć swoją wiedzę w zakresie projektowania i przeprowadzania eksperymentów z optyki, pola elektrycznego, pola magnetycznego, cieczy i gazów. 

Do kogo kierowany jest ten warsztat?

Warsztat skierowany jest do osób zainteresowanych zagadnieniami z dziedziny nauk fizycznych, matematyki, szeroko pojętych praw rządzących  technologią oraz ciekawych otaczającego nas świata. Warsztat skierowany jest również dla osób, które szukają odpowiedzi na pytania jak teorię przełożyć na praktykę i odwrotnie.

Uczestnicy, którzy chcą wziąć udział w warsztacie powinni posiadać podstawową wiedzę z zakresu:

  • matematyki, a w szczególności wyrażeń algebraicznych i prostych równań;
  • kinematyki, praw hydrostatyki i termodynamiki z naciskiem na fundamentalną wiedzę o budowie materii, gazach i cieczach;
  • pola elektrycznego i magnetycznego, fal mechanicznych i optyki.

Przed Obozem uczestnicy warsztatu otrzymają materiał dydaktyczny, który pozwoli im przygotować się do zajęć.

Dlaczego warto wziąć udział w tym warsztacie?

Uczestnicy warsztatu będą mogli poszerzyć swoją wiedzę w zakresie nauk fizycznych w bardzo kreatywny i praktyczny sposób. Warsztat zdecydowanie wykroczy poza program szkolny, szczególnie pod kątem eksperymentalnym. Nauka poprzez eksperymenty pomoże uczestnikom na własne oczy przekonać się, jak działają podstawowe prawa fizyki. 

Podczas warsztatu uczestnicy poszerzą  swoją wiedzę w zakresie:

  • podstaw przeprowadzania pomiarów oraz tworzenia eksperymentów;
  • budowy materii, właściwości gazów i cieczy;
  • elektryczności i magnetyzmu oraz powiązania pomiędzy tymi dwoma działami;
  • teorii fal elektromagnetycznych z przykładami eksperymentalnymi w zakresie światła widzialnego;
  • wykorzystania praw fizyki w celach twórczych i kreatywnych;
  • poprawnego zapisywania obserwacji  z eksperymentów i wyciągania trafnych wniosków;
  • poprawnego powiązania eksperymentu z teorią.

Program warsztatu

Dzień pierwszy

Podstawowe zasady młodego naukowca – wprowadzenie do eksperymentu fizycznego

Podczas pierwszego dnia zajęć, uczestnicy poznają podstawowe zasady przeprowadzania eksperymentów fizycznych, zapisu obserwacji oraz wyciągania wniosków. Dodatkowo wykonają kilka serii prostych pomiarów i eksperymentów, które przygotują ich odpowiednio do kolejnych dni warsztatu. W celu rozbudzenia fizycznej kreatywności młodych naukowców poruszone zostanie również zagadnienie projektowania eksperymentów.

Plan zajęć:

  • teoretyczne wprowadzenie do zasad pomiarów i eksperymentu oraz zapisu wyników. Przedstawienie niezbędnej wiedzy i praw fizycznych;
  • przeprowadzenie kilku eksperymentów, nauka wyciągania wniosków oraz łączenia eksperymentu z teorią;
  • nauka projektowania własnego eksperymentu.

Dzień drugi

Gazy i ciecze

Drugiego dnia warsztatów uczestnicy poznają podstawowe prawa z zakresu termodynamiki i hydrostatyki. Będzie to dzień podczas którego poruszymy tematy związane z gazami i cieczami, również na pograniczu chemii, jednak z nastawieniem na praktyczne zastosowanie w eksperymencie fizycznym. 

Plan zajęć:

  • wprowadzenie teoretyczne z zakresu termodynamiki i hydrostatyki, wprowadzenie niezbędnych pojęć i praw potrzebnych do przeprowadzenia eksperymentów;
  • wykonywanie eksperymentów związanych z cieczami, wyciąganie wniosków i korelacja wyników z teorią;
  • wykonywanie eksperymentów związanych z właściwościami gazów, głównie otaczającym nas powietrzem, wyciąganie wniosków i korelacja wyników z teorią;
  • projektowanie własnego eksperymentu.

Dzień trzeci

Fizyka koloru, kolorowa fizyka

Co ma wspólnego fizyka z kolorami? Baaardzo dużo ?? Wykorzystując wiedzę z poprzednich dwóch dni oraz wyciągając wnioski z poprzednich eksperymentów, uczestnicy będą tworzyć kolorowe dzieła sztuki. A wszystko to oparte będzie na podstawowych prawach fizyki ! Dodatkowo poznamy tęczowe zjawisko rozszczepienia światła.

Plan zajęć:

  • utrwalenie wiedzy o cieczach. Wnioski z dnia poprzedniego;
  • kolorowe eksperymenty związane z cieczami;
  • zjawisko rozszczepienia światła – teoria i eksperyment;
  • konstruowanie wniosków.

Dzień czwarty

Elektryczność i magnetyzm, a może elektromagnetyzm?

Podczas czwartego dnia warsztatu poznamy podstawowe prawa rządzące polem elektrycznym i magnetycznym oraz porównamy eksperyment z teorią. Zadamy sobie również bardzo ważne pytania: Co łączy elektryczność z magnetyzmem? Jak każdy z nas na co dzień wykorzystuje związane z tym zjawiska? Jak skonstruować eksperyment oparty na tej wiedzy? Co to jest fala elektromagnetyczna i czym różni się od fali mechanicznej?  

Plan zajęć:

  • podstawy teoretyczne dotyczące pól elektrycznego i magnetycznego;
  • eksperymenty związane z magnetyzmem. Zapis obserwacji, wyciągnięcie wniosków;
  • eksperymenty związane z elektrycznością. Zapis obserwacji, wyciągnięcie wniosków;
  • wstęp do oddziaływań elektromagnetycznych;
  • eksperymenty wiążące magnetyzm z elektrycznością. Zapis obserwacji, wyciągnięcie wniosków;
  • projektowanie własnego eksperymentu, konstruowanie wniosków;
  • wstęp do fali elektromagnetycznej.

Dzień piąty

Niezwykła natura światła

Ostatni dzień warsztatu poświęcimy na odkrywanie niezwykłej natury światła. Poznamy zależności pomiędzy długością fali świetlnej, jej energią i kolorem. Zbadamy zgodność teorii i eksperymentu związane z dyfrakcją i interferencją światła oraz innymi zjawiskami optycznymi. Zaprojektujemy własny eksperyment związany ze światłem. 

Plan zajęć:

  • ciąg dalszy teorii dotyczącej fali elektromagnetycznej, powtórzenie najważniejszych informacji. Podstawy optyki;
  • eksperymenty potwierdzające własności fali elektromagnetycznej w zakresie widzialnym. Obserwacje i wnioski;
  • inne eksperymenty optyczne. Obserwacje i wnioski;
  • projektowanie własnego eksperymentu optycznego;
  • podsumowanie zajęć i całego warsztatu.

Prawdziwe powołanie naukowe jest czymś niezwykle cennym i kruchym; głupotą i zbrodnią jest pozwolić się marnować tym rzadkim skarbom.

Maria Skłodowska–Curie