Skip to main content
JIŽ 13 LET S VÁMI VE SVĚTĚ CELOŽIVOTNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ!

t-centrum 5p

Pět portfolií – Portfolio pro nerozhodnuté

Kategorie

Vzdělávací program učený pro nadané a pro vědu zapálené žáky 8. – 9. ročníku základní školy, 1. ročníku střední školy a odpovídající ročníky víceletých gymnázií.

  • Rozsah programu: 6 workshopů v délce 4 hodiny (2 setkání v období květen–červen 2017, 4 setkání v období září–prosinec 2017)
  • Cena: ZDARMA (žáci si hradí pouze případné individuální náklady na dopravu do místa konání workshopů)
  • Místo konání: Science centrum iQLANDIA Liberec, společnost Mahle Behr Mnichovo Hradiště
  • Kontaktní osoba, přihlášky: Pavla Stará, e-mail: stara@vctu.cz, tel.: 734 570 273

PŘIHLÁSIT SE DO PROGRAMU

Aktuální termíny

  • 16. 5. 2017 (14-18 hod.) - Nanomateriály a jejich využití
  • 5. 6. 2017 (14-18 hod.) - Automotive ZRUŠEN! (bude nahrazen v září)
  • 12. 6. 2017 (14-18 hod.) – 3D technologie
  • další 3 setkání proběhnou od září do prosince 2017 a jejich přesné termíny budou upřesněny do konce června
  • sraz pro mimoturnovské účastníky vždy v 13.50 hod. před iQLANDIÍ v Liberci (Nitranská 10)
  • sraz pro turnovské účastníky vždy v 13.05 hod. na Terminálu, stanoviště č. 6 (předpokládaný návrat zpět do Turnova v 19.15 hod.)
  • doprava na workshop "Automotive" dne 5. 6. 2017 bude upřesněna později
  • omluvenku na případnou absenci ve škole na konkrétní den Vám předáme před každým workshopem
  • s sebou pití, svačinu a dobrou náladu

Obsah

Automotive workshopy

Práce s řídící jednotkou pro ovládání klimatizace, s reálným motorkem. Žáci se naučí pracovat podle technologického postupu a vyzkouší si ho. Naučí se sestavit kusovník. Potom zkompletují řídící jednotku a provedou kontrolu funkčnosti. Zkusí si číst z výkresové dokumentace a pochopí princip ivládání klapek pomocí ozubených kol.

Nanomateriály a jejich využití

Během programu žáci uvidí praktické ukázky a demonstrace jevů z nanosvěta. Žáci si sami vyrobí nanovlákennou vrstvu na přístroji Nanospinner a seznámí se s obsluhou přístroje Nanospider, který za asistence lektora uvedou do provozu a uvidí, jak se vyrábí nanovlákna v průmyslovém měřítku. Seznámí se s možnosti využití nanomateriálů, převážně nanovláken. Zhlédnou názorné demonstrace vlastností nanomateriálů a jejich využití v běžném životě i vědě. Efekt lotosového květu, reakční povrch, vlastnosti nano-železa, ferrofluid v silném magnetickém poli.

3D technologie

Většina výrobních strojů a zařízení potřebuje k výrobě zadat podobu výrobku v matematických souřadnicích, které si generují z kvalitního 3D modelu. Absolventi, kteří ovládají 3D modelovaní, mají široké uplatnění na trhu práce. Během programu se žáci seznámí se základy modelování s pomocí freeware online softwaru. Rovněž se naučí výsledný model exportovat do matematických souřadnic a následně jej odeslat do 3D tiskárny a vybrané modely si vytisknout. Zároveň se dozvědí o principu aditivního obrábění a seznámí se se stavbou a základním ovládáním 3D tiskárny. Zároveň pro ně budou připraveny aktivity s 3D pery, pomocí nichž budou modelovat podle připravených pracovních listů.

Robotika

Automatizace výrobních procesů, optimalizace jejich programů a zefektivnění výroby jsou úkoly, které veliké výrobní podniky řeší denně. Bohužel poptávka po kvalitních pracovnících, kteří jsou tyto úkoly schopni řešit, zdaleka není pokrytá nabídkou absolventů. Během připraveného programu se studenti seznámí s konstrukcí jednodušších, ale i složitějších mechanismů. Žáci sestaví a naučí se programovat roboty z dostupných robotických stavebnic. Na závěr bude muset robot splnit zadaný úkol.

Pokusy z přírodních věd s využitím tabletů

IT technologie prostupují a ovlivňují celý náš svět a běžný den každého z nás. Ať už přímo, či nepřímo. Mobilní zařízení, jako jsou tablety či chytré telefony mají daleko větší potenciál, než k jakému je během denního režimu využíváme. Propojení IT technologií, chytrých měřících čidel a senzorů telefonu či tabletu s výukou přírodovědných předmětů skrývá veliký potenciál. Zároveň odhalení těchto fcí v telefonu umožní žákům i ve svém volném čase lépe objevovat svět kolem sebe. Žáci se například naučí, jak používat čidla integrované ve svém zařízení, jak se orientovat podle GPS, jak využít akcelerometr k jednoduchým, ale názorným pokusům nebo dokonce jak přeměnit svůj telefon ve výkonný mikroskop. Kromě těchto aktivit budou žáci pracovat se speciálně vyvinutými výukovými aplikacemi, které je badatelskou formou provedou přírodovědnými experimenty, pomocí nichž odhalí např. pachatele fiktivního trestného činu.

Digitální vesmír

Během programu se žáci zúčastní výukového bloku v digitálním planetáriu. Živá projekce známého vesmíru je doplněna o demonstrační experimenty přibližující danou problematiku. Pomocí této specializované projekce, které se v průběhu přizpůsobuje znalostní úrovni žáků, si žáci osvojí představu o rozměrech a vzájemné poloze vesmírných objektů. Na praktických aktivitách budou žákům přiblíženy poměry velikostí planet pomocí moderních softwarových aplikací. Mimo jiné bude žákům představeno technické zázemí planetária, základy práce s digitálním modelem vesmíru a principem tvorby pořadu v planetáriu. Program bude rovněž doplněn o aktivitu, během které si žáci vyrobí funkční model rakety na vodní pohon, na kterém prozkoumají základní parametry ovlivňující letové vlastnosti skutečných raket. Téma vesmíru vede ke zvýšení zájmu žáků o přírodovědné a technické obory.

Výstupy

V každém kurzy si žák osvojí kompetence nad rámec RVP ZŠ. Pochopí, které dovednosti a kompetence má rozvíjet, aby byl uplatnitelný na trhu práce v technických oborech. Na každém kurzu bude cílem vyrobit didaktickou pomůcku, se kterou následně realizují experiment.

Lektoři

  • Mgr. Petr Desenský – odborník v oblasti didaktiky přírodovědných předmětů
  • Pavel Saal – pracovník IT a popularizátor technických a přírodovědných předmětů
  • Petr Toman – vedoucí tréninkového centra společnosti Mahle Behr

Projekt je financován z dotace MŠMT, dotačního programu "Podpora nadaných žáků základních a středních škol v roce 2017", č.j. MSMT-23 019/2016-3, evid. č. 0041/7/NAD/2017.


Pět portfolií – Portfolio budoucího architekta

Kategorie

Vzdělávací program učený pro nadané a pro vědu zapálené žáky 1. – 3. ročníku střední školy a odpovídající ročníky víceletých gymnázií (věk 13–18 let).

  • Rozsah programu: 6 workshopů v délce 4 hodiny (2 setkání v období květen–červen 2017, 4 setkání v období září–prosinec 2017)
  • Cena: ZDARMA (žáci si hradí pouze případné individuální náklady na dopravu do místa konání workshopů)
  • Místo konání: Vzdělávací centrum Turnov, architektonické studio v Turnově
  • Kontaktní osoba, přihlášky: Pavla Stará, e-mail: stara@vctu.cz, tel.: 734 570 273

PŘIHLÁSIT SE DO PROGRAMU

Aktuální termíny

  • 24. 5. 2017 (14-18 hod.) - Seznámení s architekturou
  • 14. 6. 2017 (14-18 hod.) - Příprava na studium a průběh studia architektury
  • další 4 setkání proběhnou od září do prosince 2017 a jejich přesné termíny budou upřesněny do konce června
  • sraz je vždy ve 13.55 ve Vzdělávacím centru Turnov (Jana Palacha 804)
  • omluvenku na případnou absenci ve škole na konkrétní den Vám předáme před každým workshopem
  • s sebou pití, svačinu a dobrou náladu

Obsah

Seznámení se s oborem architektura – hodím se na to?

První část se zaměří na základní předpoklady pro obor architekta. Např. orientace v prostoru, počítání, práce s měřítkem, kreslení, práce s různými materiály atd.

Příprava na studium a průběh studia architektury

V této části budou studenti seznámeni s průběhem přijímacího řízení a školy architektury, tak aby věděli, na co se mají připravit. Tvorba vlastních návrhů.

Průběh projektu – od nápadu po realizaci

Každé architektonické dílo začíná úvodním myšlenkou, která se formuje až do finální realizace. Studenti se dozvědí, co vše předchází realizaci architektonického díla.

Teorie vs. praxe

Přechod z akademické sféry studia do skutečné praxe může být pro mnohé nelehkým úkolem. Studenti se v této části dozvědí, na co je dobré se během studia zaměřit, aby následným přechod do praxe byl co nejlehčí.

Praktická část 1 - návrh malého "teamového projektu"

Jako team si studenti vyzkouší návrh, nakreslení a následnou prezentaci malého architektonického díla na konkrétní místo.

Praktická část 2 - realizace "teamového projektu"

V poslední části se studenti společnými silami pokusí o realizaci malého architektonického díla, které si v předchozí části navrhli.

Výstupy

Společně navržené a realizované malé architektonické dílo.

Lektoři

  • Ing. arch. Václav Hájek – architekt a urbanista

Projekt je financován z dotace MŠMT, dotačního programu "Podpora nadaných žáků základních a středních škol v roce 2017", č.j. MSMT-23 019/2016-3, evid. č. 0041/7/NAD/2017.


Pět portfolií – Portfolio budoucího medika

Kategorie

Vzdělávací program učený pro nadané a pro vědu zapálené žáky 1. – 3. ročníku střední školy a odpovídající ročníky víceletých gymnázií (věk 13–18 let).

  • Rozsah programu: 6 workshopů v délce 4 hodiny (2 setkání v období květen–červen 2017, 4 setkání v období září–prosinec 2017)
  • Cena: ZDARMA (žáci si hradí pouze případné individuální náklady na dopravu do místa konání workshopů)
  • Místo konání: Science centrum iQLANDIA Liberec, laboratoře Technické univerzity v Liberci
  • Kontaktní osoba, přihlášky: Pavla Stará, e-mail: stara@vctu.cz, tel.: 734 570 273

PLNĚ OBSAZENO

Aktuální termíny

  • 31. 5. 2017 (14-18 hod.) - Kosterní a svalová soustava, kůže, epitely
  • 13. 6. 2017 (14-18 hod.) - Nervová a pohlavní soustava
  • další 4 setkání proběhnou od září do prosince 2017 a jejich přesné termíny budou upřesněny do konce června
  • sraz pro mimoturnovské účastníky vždy v 13.50 hod. před iQLANDIÍ v Liberci (Nitranská 10)
  • sraz pro turnovské účastníky vždy v 13.05 hod. na Terminálu, stanoviště č. 6 (předpokládaný návrat zpět do Turnova v 19.15 hod.)
  • omluvenku na případnou absenci ve škole na konkrétní den Vám předáme před každým workshopem
  • s sebou pití, svačinu a dobrou náladu

Obsah

Mikroskopie - kosterní a svalová soustava, kůže, epitely

V průběhu prvního workshopu získají účastníci prostřednictvím zejména trvalých mikroskopických preparátů informace o stavbě kosterní soustavy – pod mikroskopem budou pozorovat stavbu kosti i ostatních pojivových tkání, tedy vaziva a chrupavky. Dále získají informace o svalové soustavě. Prohlédnou si základní typy svaloviny (hladkou, příčně pruhovanou a srdeční) a průřez šlachou. Zajímavými skupinou trvalými preparáty jsou i epitely (např. plochý vícevrstevný epitel, dlaždicový epitel). Poslední skupinou preparátů v rámci prvního workshopu budou ty, které se týkají kůže (stavba kůže, vlas, typy žláz). S kůží souvisí také tělesná teplota. Povrchovou teplotu těla si studenti budou moci změřit pomocí čidla Vernier.

Mikroskopie - nervová a pohlavní soustava

V průběhu druhého workshopu získají účastníci prostřednictvím trvalých mikroskopických preparátů informace o stavbě nervové a pohlavní soustavy. Pod mikroskopem si prohlédnou základní stavební a funkční jednotku nervové soustavy - neuron. Zjistí, jak se nazývají jeho jednotlivé části a jaká je jejich funkce. Dále pohovoří o vzniku a šíření nervového vzruchu (tedy akčního potenciálu). Prohlédnou si také stavbu koncového mozku, mozečku, příčný řez nervem a páteřní míchou. Prostřednictvím trvalých preparátů si studenti prohlédnou průřez varletem, vaječníkem, složení spermatu, chromozómy, rýhování vajíčka a embryo myši.

Pitva srdce, mikroskopie

Třetí workshop bude zaměřen na stavbu a funkci cévní soustavy. V úvodní části proběhne pitva prasečího srdce, kde si účastníci vypreparují jeho jednotlivé části. Získají informace o základním průběhu velkého a malého krevního oběhu, které se stavbou srdce přímo souvisejí. Dále bude následovat mikroskopická část workshopu. Díky trvalým preparátům si studenti prohlédnou rozdíl ve stavbě tepny a žíly a složení lidské krve. Na závěr proběhne měření krevního tlaku a tepu – jeho klidová hodnota i zátěžový test.

Pitva oka, mikroskopie

Tématem čtvrtého workshopu budou smysly člověka. V úvodu proběhne základní rozdělení lidských smyslů, podle typu podnětů, které vnímají. Dále proběhne demonstační pitva hovězího oka. Studenti si prohlédnou jeho základní části a pohovoří o jejich funkcích. Poté si pod mikroskopem prohlédnou trvalý preparát oční sítnice. V závěrečné části workshopu se účastníci budou zabývat optickými klamy – jejich rozdělením a konkrétními příklady.

Mikroskopie - dýchací, trávicí a vylučovací soustava, izolace DNA, podobnost a dokonalost organismů

Pátý workshop se bude zabývat dýchací soustavou – účastníci si prostřednictvím trvalých mikroskopických preparátů prohlédnou stavbu plic. Pomocí čidla Vernier si změří svoji vitální kapacitu plic, kterou si nejprve teoreticky vypočítají a následně porovnají. Dále studenti získají informace o vylučovací soustavě – zejména o její základní stavební a funkční jednotce, kterou je nefron. Pod mikroskopem si také budou moci prohlédnout stavbu ledviny. Poslední soustavou, kterou se budou účastníci na pátém workshopu zabývat, je soustava trávicí. Bude nás zajímat zejména stavba funkce tenkého střeva a jater.

Dále proběhne izolace vlastní DNA z odumřelých buněk sliznice dutiny ústní a diskuse o podobnosti a vyspělosti organismů.

Genetika

Poslední workshop navazuje na izolaci DNA (5. workshop) a týká se dědičnosti a proměnlivosti organismů. Prostřednictvím modelu se účastníci seznámí se stavbou DNA, stavbou a jednotlivými typy chromozómů. Dalším úzce souvisejícím tématem bude ústřední dogma molekulární biologie a její souvislost s retroviry. Podstatnou část workshopu bude tvořit výklad Mendelových zákonů dědičnosti a proměnlivosti organismů a dědičnost závislá na pohlaví potomků. Teorie bude doplněna praktickými příklady.
V závěru workshopu si studenti prohlédnou trvalý preparát Drosophily (její mutantní formy), která je velmi důležitým organismem z hlediska genetických výzkumů.

Výstupy

V rámci workshopů si studenti osvojí spoustu znalostí, které jsou nad rámec běžné výuky biologie na středních školách. Prohlédnou si zajímavé trvalé preparáty, které se týkají nejrůznějších soustav lidského těla a získají základní znalost dědičnosti organismů. Praktickým výstupem bude „portfolio“ – teoretické informace v písemné podobě, laboratorní protokoly, nákresy a použité prezentace.

Lektoři

  • RNDr. Lenka Kozlovská – pracovník se zaměřením na přírodní vědy
  • Ing. Miroslava Rysová – pracovník výzkumu v oddělení nanotechnologie a informatiky na Technické univerzitě v Liberci

Projekt je financován z dotace MŠMT, dotačního programu "Podpora nadaných žáků základních a středních škol v roce 2017", č.j. MSMT-23 019/2016-3, evid. č. 0041/7/NAD/2017.


Pět portfolií – Portfolio budoucího přírodovědce

Kategorie

Vzdělávací program učený pro nadané a pro vědu zapálené žáky 1. – 3. ročníku střední školy a odpovídající ročníky víceletých gymnázií (věk 13–18 let).

  • Rozsah programu: 6 workshopů v délce 4 hodiny (2 setkání v období květen–červen 2017, 4 setkání v období září–prosinec 2017)
  • Cena: ZDARMA (žáci si hradí pouze případné individuální náklady na dopravu do místa konání workshopů)
  • Místo konání: Science centrum iQLANDIA Liberec, Technická univerzita Liberec
  • Kontaktní osoba, přihlášky: Pavla Stará, e-mail: stara@vctu.cz, tel.: 734 570 273

PŘIHLÁSIT SE DO PROGRAMU

Aktuální termíny

  • 29. 5. 2017 (14-18 hod.) - Mikroskopie v obecné biologii, mikroogranismy
  • 9. 6. 2017 (14-18 hod.) - Mikroskopie v botanice
  • další 4 setkání proběhnou od září do prosince 2017 a jejich přesné termíny budou upřesněny do konce června
  • sraz pro mimoturnovské účastníky vždy v 13.50 hod. před iQLANDIÍ v Liberci (Nitranská 10)
  • sraz pro turnovské účastníky vždy v 13.05 hod. na Terminálu, stanoviště č. 6 (předpokládaný návrat zpět do Turnova v 19.15 hod.)
  • omluvenku na případnou absenci ve škole na konkrétní den Vám předáme před každým workshopem
  • s sebou pití, svačinu a dobrou náladu

Obsah

Mikroorganismy a obecná mikroskopie

V průběhu prvního workshopu se účastníci seznámí se stavbou mikroskopu a funkcemi jeho jednotlivých částí. Seznámí se s různými typy mikroskopů, zjistí, jaké jsou jejich výhody a nevýhody. Prostřednictvím trvalých mikroskopických preparátů získají základní informace z obecné biologie – prohlédnou si prokaryotickou a eukaryotickou buňku, definují základní odlišnosti mezi buňkou rostlinnou a živočišnou. Seznámí se s průběhem mitózy. Dále si prohlédnou zástupce bakterií, které mají pro člověka pozitivní i negativní význam.

Mikroskopie v botanice

Druhý workshop poskytne průřezové informace botanikou. Prostřednictvím trvalých mikroskopických preparátů se účastníci seznámí s různými typy pletiv (pokožka cibule, průduchy na listech) a dále rostlinnými orgány. Zaměříme se především na vegetativní rostlinné orgány - na stavbu kořene, jednotlivé typy bylinných stonků (průřez lodyhou, stvolem a stéblem), princip dřevnatění a stavbu listu.

Z hlediska systematiky rostlin si prohlédneme zástupce nižších rostlin – řasu šroubatku a váleče koulivého. Mechorosty a kapraďorosty zastoupí mech měřík, stavba kapradiny a průřez oddenkem. Z hlediska semenných rostlin se účastníci seznámí s řezem samčí a samičí šišticí a základním rozdílem ve stavbě jednoděložných a dvouděložných rostlin.

Mikroskopie v zoologii

Tématem třetího workshopu budou trvalé preparáty živočišné říše. Skupina prvoků bude zastoupena trepkou a krásnoočkem, z parazitických prvoků si účastníci prohlédnou například trypanosomu spavičnou. Následující zvolené trvalé preparáty přiblíží účastníkům zástupce nižších živočichů, mezi které patří např. nezmar (zástupce žahavců); ploštěnka, krevnička a tasemnice (zástupce ploštěnců); škrkavka (zástupce hlístů). Další částí bude ukázka preparátu žaber měkkýšů, průřez žížalou (kroužkovci) a perloočka, jako zástupce korýšů. Ze skupiny hmyzu si účastníci budou moci prohlédnout průřez vzdušnicemi, složeným okem, také končetiny hmyzu i jiných členovců.

Mikroskopie v antropologii

V průběhu čtvrtého workshopu se účastníci seznámí se stavbou lidského těla. Jednotlivé soustavy člověka budou zastoupeny trvalými preparáty. Účastníci si prohlédnou stavbu kosti, typy svaloviny (hladkou, příčně pruhovanou a srdeční), průřez tenkým střevem, plícemi a ledvinou. Budou moci porovnat odlišnosti ve stavbě tepny a žíly a seznámit se se složením lidské krve. Mezi další mikroskopické preparáty, pozorované v rámci tohoto setkání, patří průřez koncovým mozkem, páteřní míchou, varletem a vaječníkem, sperma, stavba sítnice oka a chuťových pohárků. Kromě mikroskopických preparátů si účastníci workshopu budou moci změřit klidový i zátěžový tlak a tep a pomocí čidla Vernier povrchovou teplotu a vitální kapacitu plic.

Anorganická chemie

V rámci pátého workshopu si účastníci vyzkouší nejrůznější chemické experimenty z anorganické chemie (např. se naučí správně provádět nejrůznější separační metody, odbarvit červené víno, připraví si oxid uhličitý a pomocí něho zkusí uhasit plamen nebo nafouknout balónek, zjistí a odstraní tvrdost vody, budou se zabývat měřením pH různých látek a také jejich hustotou aj.).

Organická chemie a biochemie

Poslední workshop bude zaměřen především na biochemii. Účastníci budou moci zjistit, ve kterých potravinách se nachází škrob, které potraviny obsahují tuky, jak lze izolovat a denaturovat bílkovinu, rozložit složitý cukr na jednoduchý, které potraviny obsahují vitamin C a jak ho v daných potravinách uchovat, vyzkouší si izolovat DNA z ovoce a zeleniny atd.

Výstupy

V rámci workshopů si účastníci osvojí znalosti, které jsou nad rámec běžné školní výuky. Prohlédnou si zajímavé trvalé preparáty z obecné biologie, botaniky, zoologie a antropologie. Vyzkouší měření s přístroji Vernier. V chemické části workshopů provedou řadu experimentů z anorganické a organické chemie a biochemie. Praktickým výstupem bude „portfolio“ – teoretické informace v písemné podobě, laboratorní protokoly, nákresy a použité prezentace. „portfolio“ – teoretické informace v písemné podobě, laboratorní protokoly, nákresy.

Lektoři

  • RNDr. Lenka Kozlovská – pracovník se zaměřením na přírodní vědy
  • Mgr. Jan Havlíček – pracovník se zaměřením na přírodní vědy
  • Ing. Miroslava Rysová - pracovník výzkumu v oddělení nanotechnologie a informatiky na Technické univerzitě v Liberci

Projekt je financován z dotace MŠMT, dotačního programu "Podpora nadaných žáků základních a středních škol v roce 2017", č.j. MSMT-23 019/2016-3, evid. č. 0041/7/NAD/2017.


Pět portfolií – Portfolio budoucího technika

Kategorie

Vzdělávací program učený pro nadané a pro vědu zapálené žáky 1. – 3. ročníku střední školy a odpovídající ročníky víceletých gymnázií (věk 13–18 let).

  • Rozsah programu: 6 workshopů v délce 4 hodiny (2 setkání v období květen–červen 2017, 4 setkání v období září–prosinec 2017)
  • Cena: ZDARMA (žáci si hradí pouze případné individuální náklady na dopravu do místa konání workshopů)
  • Místo konání: TOPTEC Turnov – středisko Akademie věd ČR
  • Kontaktní osoba, přihlášky: Pavla Stará, e-mail: stara@vctu.cz, tel.: 734 570 273

PŘIHLÁSIT SE DO PROGRAMU

Aktuální termíny

  • 17. 5. 2017 (14-18 hod.) - Po stopách světla
  • 7. 6. 2017 (14-18 hod.) - Barvy zdánlivé i skutečné
  • další 4 setkání proběhnou od září do prosince 2017 a jejich přesné termíny budou upřesněny do konce června
  • sraz je vždy ve 13.40 před hlavním vchodem budovy Gymnázia Turnov (Jana Palacha 804)
  • omluvenku na případnou absenci ve škole na konkrétní den Vám předáme před každým workshopem
  • s sebou pití, svačinu a dobrou náladu

Obsah

Po stopách světla

První workshop si klade za cíl seznámit studenty se základními vlastnostmi světla. Představí pohled na světlo a jeho vnímání v různých historických obdobích počínaje antikou. Společně s průkopníky středověké a novověké optiky (např. Alhazen, Descart, Newton a spousta dalších) budou na základě experimentů objevovat základní vlastnosti světla od přímočarého šíření (camera obscura), lom a odraz (Snellův zákon) až po velký rozpor mezi korpuskulární a vlnovou teorií v 19. století. Na základě Youngova experimentu či difrakce budou demonstrovány vlnové vlastnosti světla a snahou bude vysvětlit principy vlnové optiky, především interference.

Barvy – zdánlivé i skutečné

Pomocí barev získáváme neustále důležité informace o světě kolem nás (dokážeme např. pohledem rozpoznat zralé ovoce, zelenou na semaforu, atd.). Člověk si, aniž by to tušil, barvy kolem různě upravuje a retušuje tak, jak mu velí jeho zkušenost. Existuje ale způsob, jak barvu světla (jeho spektrum) změřit přesně a získat tak celou řadu informací běžným okem nepostřehnutelných. Studenti se v rámci tohoto workshopu seznámí s vnímáním barev okem, ale také se způsobem, jak přesně (a přitom snadno) změřit spektrum světla. Díky tomu si budou moct například vyzkoušet, že bílé světlo, které nás denně obklopuje, může mít velmi mnoho rozličných podob.

Astronomie a základy pozorování

Astronomie - astron (hvězda) - nomos (zákon) je věda, která se zabývá jevy za hranicemi naší atmosféry. Zvláště zkoumá vesmírné děje i studuje vesmír jako celek. Nejvýznamnějším zdrojem o vesmíru je elektromagnetické záření. Pouze jeho úzkou pro nás viditelnou část nazýváme světlo. Existuje mnoho oborů astronomického pozorování. Nejstarší a nejdůležitější je optická astronomie využívající právě světlo.

V této kapitole workshopu se seznámíme s teorií vidění, potřebou nahradit nedokonalé oko optickým přístrojem - dalekohledem, zaměříme se na druhy astronomických dalekohledů užívaných v astronomii, principem optických vad (aberací) i historií vývoje astronomických přístrojů až do budoucnosti. Studenti se seznámí s principy praktické astronomie, které si mohou nacvičit přímo u hvězdářského dalekohledu.

Lasery a další zdroje světla

Vynález laseru je jeden z největších milníků minulého století. V pořadí pátý workshop se bude nejprve věnovat bezpečnosti práce s laserem. Dále se změří na princip, využití, typy a konstrukci laserů. Konstrukci i seřízení laseru si budou moci studenti sami vyzkoušet na Nd3+:YAG laserové stavebnici. V prvním kroku sestaví kontinuální laser emitující záření na 1064 nm, jehož přítomnost ověří pomocí scintilační desky. V druhém kroku sestaví laser pracující na druhé harmonické frekvenci s výstupním svazkem 532 nm. Budou diskutovány pojmy jako prahový proud, inverzní populace, atd. Laser je výjimečný kvůli vlastnostem emitovaného svazku, jako jsou např. malá rozbíhavost, monochromatičnost či jeho koherence. Všechny tyto vlastnosti budou experimentálně proměřeny a zkoumány pomocí moderních přístrojů a přístupů a porovnány s jinými světelnými zdroji. Na závěr budou studenti sestavovat pulzní laser, jehož pulzy změří pomocí citlivé fotodiody připojené na osciloskop.

Interferometry a jiné metry

Vlnová podstata světla se projevuje v několika fyzikálních efektech. Jedním z nich je i tzv. interference (skládání) dvou vlna či více a vytvoření interferenční struktury. Jelikož tato interferenční struktura (proužky) je velice citlivá na mnoho efektů (změna indexu lomu, změna vlnové délky, změna vzdálenosti, …) je možné užít tento interferenční jev pro měření mnoha fyzikálních vlastností. Příkladem takového užití je měření povrchů optických elementů, ultra přesné měření vzdáleností či měření koherenčních vlastností optických zdrojů. V rámci tohoto workshopu se seznámíme s interferometrií a s ní souvisejícími pojmy. Vysvětlíme si princip, řekneme si co je to interferenční struktura a co nám říká. Především se ale zaměříme na konstrukci a realizaci iinterferometru pro měření teplotních polí.

Holografie – záznam trojrozměrné informace

Jak zaznamenat trojrozměrnost scény? Klasická fotografie jak ji známe, nám umožňuje zaznamenat scénu jen ve dvou rozměrech. Prostorovost je zde ztracena a již není možné ji z jedné fotografie zpětně získat. Odpovědí na uvedenou otázku je užití principu holografie, jakožto metody, která nám umožňuje zachovat informaci o prostoru a tím umožnit reprodukci trojrozměrného vjemu. Důvod proč fotografie není schopna sama o sobě poskytnou informaci o prostoru, není ani tak skryt ve fotografickém záznamu jako spíše v typech záznamových materiálů, které nám jsou dostupné. Obecně užívané záznamové materiálu (např. fotografický film) jsou materiály necitlivé na prostorovou informaci a tedy nejsou ji pak ani schopny zaznamenat. Aby se obešlo toto omezení, přechází se od fotografie k holografii. Vlastní princip holografie je pak ve své podstatě velice jednoduchý a spočívá v převedení informace o prostorovosti na informaci (intenzitní), kterou jsme do dostupných materiálů schopni zaznamenat. V tomto díle workshopu se blíže zaměříme na holografii jakožto na metodu pro záznam 3D objektů. Představíme si jejích základní principy, uvedeme si jednotlivé typy a vysvětlíme jak zaznamenat hologram a na co si je nutné dát při záznamu pozor. Následně si prakticky ukážeme záznam jednoduchých holografických elementů, mřížek, a i složitější a komplexnějších scén.

Výstupy

V každém workshopu si studenti osvojí řadu znalostí a zajímavostí nad rámec běžné výuky. Získá představu o práci v optické laboratoři, fungování optických zařízení kolem nás a zpracování informací v těchto zařízeních. V rámci některých workshopů studenti také vyrobí jednoduchý výrobek (např. spektrometr použitelný s běžnou kamerou mobilního telefonu/počítače).

Lektoři

  • RNDr. Karel Žídek, Ph.D. – výzkumný pracovník v oblasti optiky, fotoniky a spektroskopie
  • RNDr. Petra Horodyská, Ph.D. – výzkumný pracovník v oblasti optiky, fotoniky a spektroskopie
  • Ing. Pavel Psota, Ph.D. – výzkumný pracovník v oblasti optiky, fotoniky a spektroskopie
  • Ing. Pavel Pintr, Ph.D. – výzkumný pracovník v oblasti optiky, fotoniky a spektroskopie
  • Ing. Ondřej Matoušek, Ph.D. – výzkumný pracovník v oblasti optiky, fotoniky a spektroskopie

Projekt je financován z dotace MŠMT, dotačního programu "Podpora nadaných žáků základních a středních škol v roce 2017", č.j. MSMT-23 019/2016-3, evid. č. 0041/7/NAD/2017.