Predmet
Fizika 4
Veličina slova
Naslovna slika
scenarij poučavanja

Svatko svoje mjeri

Naziv predmeta
Fizika 4

Razred
4. razred, srednja škola

Odgojno-obrazovni ishodi
ključni pojmovi
  • specijalna teorija relativnosti
  • dilatacija (produljenje) vremena
  • kontrakcija (skraćenje) duljine

Ono kad ti se čini da duže traje...

Fizika je eksperimentalna znanost. U sadržajima specijalne teorije relativnosti koje obrađujemo s učenicima srednjih škola sužena je mogućnost izravne eksperimentalne potvrde na satu ili izvođenja eksperimenta na osnovi kojih bi učenici mogli doći do određenih zaključaka. Međutim, ostaje mogućnost primjena animacija i simulacija…

Također, teško je povezati specijalnu teoriju relativnosti s neposrednim iskustvom, no povijesni tijek dolaska do specijalne teorije relativnosti od Michelason-Moreleyeva eksperimenta do Einsteinovih postulata i Lorentzovih transformacija poučno su iskustvo kako je znanstvena zajednica, suočena s eksperimentalnim dokazima, odustala od klasičnog poimanja prostora i vremena i prihvatila jedan nov, potpuno neintuitivan pristup, ali utemeljen na eksperimentalnim činjenicama.

To je put koji se može slijediti i u ostalim područjima djelovanja, od ekonomije do procesa demokratskog odlučivanja. Razgovarajte s učenicima o situacijama u povijesti u kojima je trebalo odustati od uvriježenih shvaćanja u društvu zbog argumenata koji su upućivali da treba usvojiti nove predodžbe.

Primjećuju li oni u svojoj okolini ili našem društvu potrebu za takvim promjenama? Koji su od njihovih zahtjeva stvarno utemeljeni na činjenicama, a koji su odraz njihovih želja?

U procesu donošenja odluka moramo i sebe preispitivati.

Zbog nemogućnosti eksperimentalnog rada na satu pri istraživanju dilatacije vremena, neka učenici provedu internetsko istraživanje. Podijelite ih u parove i zadajte im da kod kuće istraže što mogu naći na mrežnim stranicama o eksperimentalnim dokazima o dilataciji vremena.

Dio onoga što se može učenicima ponuditi može se pogledati na poveznici.

Učenici bi trebali naići i na dokaze na osnovi eksperimenata koji se izvode u akceleratorima te na dokaze koji proizlaze iz kozmoloških teorija.

Rezultate svoje pretrage neka prikažu u obliku kratke prezentacije u digitalnom alatu Genially, koju će poslati u virtualnu učionicu ili elektroničkom poštom.

Potaknite učenike na postavljanje pitanja i konstruktivnu raspravu o izloženoj temi.

Prije sata izaberite jednu do dvije prezentacije, a unaprijed im ograničite vrijeme izlaganja.

Svakako na satu prikažite videozapis te posebno raspravite o povijesnom pokusu iz 1971. godine sa sinkroniziranim atomskim satovima u zrakoplovu i laboratoriju.

Nakon izlaganja i prikazanog pokusa povedite argumentiranu raspravu u razredu.

Raspravu možete potaknuti pitanjima:

Što pokazuju eksperimenti?

Kako se očituje produljenje vremena za promatrače u različitim sustavima?

Kako biste nekomu objasnili što je to vlastiti sustav?

Nakon rasprave neka učenici formuliraju zaključke i potkrijepe ih primjerima, a to neka zapišu.

Kao eksperimentalni dokaz za specijalnu teoriju relativnosti važni su pokusi s mionima. Osnovno o mionima učenici mogu saznati na sadržajima na poveznicama e-Škole DOS Fizika 4, Modul 5, Jedinica 5.3., Video 2. Relativističko produljenje vremena poluživota miona i e-Škole DOS Fizika 4, Modul 5, Jedinica 5.3., Animacija, Relativističko produljenje vremena poluživota miona.

Podijelite ih u parove, neka prouče dio koji se odnosi na mione te neka zajedno osmisle što je najvažnije što treba izdvojiti i prezentirati kao zaključak.

Bilješke i zaključak neka podijele u alatu Word Online sustava Office 365. Zajednički raspravite o njihovim bilješkama.

Postupci potpore

Pri prilagodbi scenarija važno je imati na umu da učenici s teškoćama u razvoju i učenici sa specifičnim teškoćama učenja predstavljaju heterogenu skupinu i da odabir prilagodbi valja temeljiti na pojedinačnim značajkama svakog učenika (jakim i slabim stranama, specifičnim interesima…) te na obilježjima same teškoće. Preporučuje se učenika s teškoćama premjestiti u prednje klupe u razredu kako bi ga se moglo popratiti i pružiti mu dodatnu uputu ili pomoć pri izvršavanju zadatka.

Pri podjeli u parove uvijek je važno voditi računa o obilježjima pojedinog para. Vodite računa o tome da je učenik s teškoćama u paru s onim učenikom koji nema teškoća u svladavanju gradiva, koji je strpljiv i pozitivno utječe na učenika s teškoćama.

Uputite učenika s oštećenjem sluha da pri gledanju videozapisa s poveznice uključi opciju „titlovi“, a isto napravite i pri gledanju videozapisa na satu. Za učenike s oštećenjem vida valja prilagoditi svjetlinu u prostoru, na zaslonu te kontrast pozadine i teksta.

U prezentacijskom dijelu aktivnosti važno je voditi računa o tome da predstavnik para ne bude učenik koji osjeća nelagodu tijekom čitanja ili javnog nastupa zbog svoje teškoće (primjerice, učenik s disleksijom ili učenik s poremećajem govora ili učenik koji ima izraženu anksioznost).

Učenike s disleksijom uputite da na Edutoriju odaberu opciju načina čitanja za disleksiju, a učenike oštećena vida uputite na opciju povećanja fonta pri radu na stranici Edutorija.

Pri razrednoj diskusiji nemojte isticati učenika s teškoćama ako je pogriješio. Nakon razredne diskusije omogućite učeniku s teškoćama odgovore na pitanja koja su se postavljala tijekom rasprave. Učeniku s oštećenjem sluha osigurajte dobru vidljivost lica i usana govornika. Pričekajte nakon postavljanja pitanja kako bi i učeniku s oštećenjem sluha dali priliku da se javi i odgovori (stanka osigurava vrijeme za obradu informacija).

Dodatne informacije možete potražiti na poveznicama:

Nastavna aktivnost za predmet X

Ono kad ti se čini da duže traje...

Informacije o aktivnosti
Odgojno-obrazovni ishodi
  • Učenik opisuje i primjenjuje osnovne ideje specijalne teorije relativnosti.
  • Učenik opisuje dilataciju vremena.
Razina složenosti primjene IKT
  • Srednja
Korelacije i interdisciplinarnost
  • Učenik će promicati pravila demokratske zajednice.

Tko koliko mjeri?

Kao što je već ranije spomenuto, u sadržajima specijalne teorije relativnosti mala je mogućnost eksperimentalnog rada na satu, a teško je i povezati specijalnu teoriju relativnosti s neposrednim iskustvom. No i ovdje je moguće na isti način povijesni tijek dolaska do specijalne teorije relativnosti od Michelason-Moreleyeva eksperimenta do Einsteinovih postulata i Lorentzovih transformacija iskoristiti kao poučno iskustvo kako je znanstvena zajednica, suočena s eksperimentalnim dokazima, odustala od klasičnog poimanja prostora i vremena i prihvatila nov, neintuitivan pristup, ali utemeljen na eksperimentalnim činjenicama te to povezati s drugim područjima djelovanja i demokratskog odlučivanja u ljudskom društvu.

Zapravo, povijesno iskustvo nudi takve primjere. Navedite učenike da ih se pokušaju prisjetiti. Kako je za demokratsko odlučivanje potrebno da u njemu sudjeluju odgovorne osobe, u tom procesu treba razvijati i osjećaj vlastite odgovornosti. U tom smislu možete razgovarati i o tome koje oni promjene priželjkuju te koji su od zahtjeva koje izlažu utemeljeni na činjenicama.

Ne zaboravimo, u primjeru iz povijesti fizike, od kojeg smo krenuli, promjena u shvaćanju prostora i vremena nije došla zbog hira, nego zbog eksperimentalnih činjenica s kojima je zajednica bila suočena.

U specijalnoj teoriji relativnosti učenici se susreću sa sadržajem koji može proturječiti intuiciji.

Odabrani konceptualni i numerički primjeri daju mogućnost rasprave i razjašnjavanja pojma vlastitog vremena i vlastitog sustava, odnosno što znači sustav koji miruje!

Postoji li pokus kojim dokazujemo relativističko skraćenje duljina?

Promotrite navedeni ili sličan vlastiti primjer:

Mioni su čestice stvorene u atmosferi, na visini od oko 10 km iznad površine Zemlje, gibaju se brzinom 99,96 % brzine svjetlosti u smjeru prema površini Zemlje. Vrijeme poluraspada miona u sustavu u kojem miruje iznosi 2,2 ms.

  1. Izračunajte koliki put, prije nego što se raspadne, prijeđe mion za opažatelja na površini Zemlje, ako se u obzir ne uzmu relativistički efekti? Hoće li opažatelj na Zemlji detektirati mion?
  2. Eksperimentalna je činjenica da mioni stižu do površine Zemlje. Koliko je vrijeme poluraspada miona za opažatelja na površini Zemlje? Koliki put mion prelazi?

Zadajte učenicima da na satu u parovima riješe zadani primjer.

Raspravite s učenicima o tome razlikuju li se duljine staza koje mion prijeđe gledano iz sustava u kojem mion miruje i gledano za opažatelja na površini Zemlje?

Primjer izradite u alatu Socrative te učenicima podijelite zaporku za virtualnu sobu kojoj pristupaju preko preglednika ili mobilne aplikacije (iOS, Android) i zatim odgovaraju na postavljena pitanja.

Kada učenici podijele svoje odgovore, provedite argumentiranu raspravu. Osim što time učenici uče argumentirati svoje mišljenje i uvažavati tuđe, rasprava će pomoći da učenici međusobno i prema potrebi uz vašu pomoć razriješe nejasnoće povezane s ovom temom.

Postupci potpore

Pri podjeli u parove uvijek je važno voditi računa o obilježjima pojedinog para. Učenike s motoričkim teškoćama uparite s učenikom koji se dobro snalazi u digitalnim alatima kako bi zajedno riješili zadatak i o tome izvijestili. Vodite brigu o tome da učenici sudjeluju u aktivnostima koje za njih imaju najmanje prepreka u odnosu na prisutno ograničenje, primjerice da učenik s disleksijom ne piše odgovore (osim ako ne izrazi želju). Nakon razredne diskusije omogućite učeniku s teškoćama odgovore na pitanja koja su se postavljala tijekom rasprave.

Učenike s deficitom pažnje valja upariti s učenikom koji djeluje usmjeravajuće (oblik vršnjačke podrške).

Pri rješavanju zadataka učenicima s motoričkim teškoćama, ali i učenicima s diskalkulijom valja osigurati više vremena za izračun.

S učenicima s oštećenjem sluha, s učenicama s jezičnim teškoćama te s učenicima s diskalkulijom treba provjeriti jesu li razumjeli upute.

Za učenike s oštećenjem vida valja prilagoditi svjetlinu u prostoru, na zaslonu te kontrast pozadine i teksta.

Nastavna aktivnost za predmet X

Tko koliko mjeri?

Informacije o aktivnosti
Odgojno-obrazovni ishodi
  • Učenik opisuje i primjenjuje osnovne ideje specijalne teorije relativnosti.
  • Učenik opisuje kontrakciju duljine.
Razina složenosti primjene IKT
  • Napredna
Korelacije i interdisciplinarnost
  • Učenik će promicati pravila demokratske zajednice.

Što nas gađa iz svemira?

Zemlja je izložena kozmičkom zračenju. Razgovarajte s učenicima znaju li od kuda to zračenje dolazi i ima li utjecaja na ljude i tehnologiju.

Može li kozmičko zračenje utjecati na integrirane krugove?

Jesu li izloženiji sateliti u orbiti oko Zemlje ili računala na tlu?

Spomenite, također, izloženost astronauta na Međunarodnoj svemirskoj postaji kao i da je ovo jedan od problema za putovanje ljudi, npr. na Mars.

Također, kozmičke zrake djelomično su odgovorne i za nastanak ozonskih rupa, iako u njihovu nastanku sudjeluju vrlo malim dijelom.

Mada se i kod ozonskih rupa kao i kod ostalih promjena na Zemlji kao što su klimatske promjene ili izumiranje vrsta dio može pripisati prirodnim procesima, važno je razviti svijest i o odgovornosti ljudi za njih.

Raspravite s učenicima koji su dokazi čovjekova utjecaja na promjenu klime ili izumiranja pojedinih vrsta i kako te dokaze približiti ljudima koji u njih ne vjeruju.

Kako možemo svojim djelovanjem i pozivanjem na provjerene činjenice, a ne na teorije zavjere, utjecati na svijest ljudi u našoj okolini?

Detekcija kozmičkih zraka ima povijesno značenje. Naime, detekcija kozmičkih čestica eksperimentalna je potvrda teorije relativnosti.

Da bi razumjeli detekciju kozmičkih zraka, neka vaši učenici naprave internetsku vježbu detekcije miona. Podijelite ih u grupe do četiri učenika kako bi surađujući mogli obraditi potrebne podatke i izvesti zaključke.

Pripremite za učenike stranicu s detaljnim uputama za internetsku vježbu detekcije miona s poveznicom na e-Škole DOS Fizika 4, Modul 5, Jedinica 5.4.

Stranicu podijelite u bilježnici za predmete alata OneNote, s pomoću biblioteke sadržaja, u razrednom timu u alatu MS Teams sustava Office 365.

Zatim neka formuliraju zaključke.

Osim toga, u tekstu vježbe nalaze se i dodatna pitanja za raspravu. Neka o njima rasprave unutar grupe uvažavajući tuđe mišljenje i argumentirajući svoje te zajednički formuliraju odgovore.

Nakon toga provedite zajedničku raspravu o zaključcima i odgovorima na pitanja pojedinih grupa. Pritom naglasite važnost uvažavanja argumenata drugih učenika, čak i onda kada se netko s njima ne slaže.

U povijesti znanosti često su ideje u koje je većina znanstvenika vjerovala napuštene zbog novih činjenica. Upravo je i specijalna teorija relativnosti jedna od prekretnica u shvaćanju prostora i vremena. Napuštanje ideja koje su argumentirano pobijene je put prema napretku. Osim u znanosti takav stav treba primijeniti i u društvu. Tako se možemo boriti protiv predrasuda i diskriminacije. Iskoristite priliku da razgovarate o tome s njima.

Kako provesti aktivnost u online okruženju

Detekcija kozmičkih čestica eksperimentalna je potvrda teorije relativnosti.

Zadatak detekcija miona može se izvesti i u mrežnom okruženju asinkronom komunikacijom, koristeći CARNET-ov sustav za upravljanje učenjem na daljinu Loomen.

U virtualnoj učionici razreda, na sustavu za upravljanje učenjem na daljinu Loomen, zadajte učenicima zadaću s uputom za rad i krajnjim rokom predaje, čijim će istekom zadaća postati skrivena. Tako učenici stječu naviku poštivanja zadanih rokova, a samim time uče rasporediti vrijeme u cilju uspješnog ispunjavanja svojih obveza. Učenici zadaću rade samostalno. Dajte im jasne i podrobne upute što se od njih očekuje u postavljenom zadatku. Zadaću trebaju predati kao PDF datoteku. U zadaći uputite učenike na sadržaj na poveznici e-Škole DOS Fizika 4, Modul 5, Jedinica 5.4. Video 1, Detekcija miona.

U videozapisu je prikazan osnovni eksperimentalni postav s pomoću kojega je moguće detektirati sekundarne kozmičke čestice, mione. Nakon što pogledaju pokus neka riješe 1. i 2. zadatak te tablično i grafički obrade prikazana mjerenja u alatu MS Excel. U zadaći neka odgovore i na postavljena pitanja.

Što mogu zaključiti na osnovi rezultata mjerenja? Neka obrazlože svoje zaključke.

Neka dodatno istraže:

Kako možemo biti manje-više sigurni da su detektirane čestice kozmičke? Koja mjerenja treba dodatno provesti?

Može li se ovakvim postavom odrediti vrijeme poluživota miona?

Koje bi preinake u postavu trebalo napraviti da bi se moglo odrediti vrijeme poluživota miona?

Tabličnu i grafičku obradu mjerenja u Excelu neka učitaju u Word dokument u kojem će napisati i obrazložiti svoje odgovore na pitanja. Dokument neka spreme u PDF obliku te ga zatim učitaju na Loomen.

Nakon dogovorenog roka za izradu zadataka i njihova primitka, pregledajte učeničke radove te svakomu pošaljite konstruktivnu povratnu informaciju o kvaliteti predanih radova.

Postupci potpore

Pri razrednoj diskusiji nemojte isticati učenika s teškoćama ako pogriješi. Učeniku s oštećenjem sluha osigurajte dobru vidljivost lica i usana govornika. Nakon razredne diskusije omogućite učeniku s teškoćama odgovore na pitanja koja su se postavljala tijekom rasprave.

Pri radu u grupi važno je osigurati jasne upute za učenike s teškoćama u okviru grupe u kojoj se nalaze kako bi se izbjegla situacija da učenik ne sudjeluje ili iščekuje zadatak. Vodite brigu o tome da učenici sudjeluju u aktivnostima koje za njih imaju najmanje prepreka u odnosu na prisutno ograničenje, primjerice da učenik s poremećajem glasovno-jezično-govorne komunikacije u zadatku ne treba govoriti ili da učenik s disleksijom ne piše u digitalni alat (osim ako ne izrazi želju).

Učenike s disleksijom uputite da na Edutoriju odaberu opciju načina čitanja za disleksiju, a učenike oštećena vida uputite na opciju povećanja fonta pri radu na stranici Edutorija.

Učenike s izraženom anksioznošću uvijek valja pohvaliti za rad; ne moraju nužno izlagati.

U okviru provedbe aktivnosti u online okruženju vodite računa o učenicima s oštećenjem sluha. Naime, učenik s oštećenjem sluha može imati dobru čujnost s pomoću slušnog pomagala ili kohlearnog implantata, ali će ponekad unatoč tomu teže razumjeti govornika. Izbjegavajte istovremeno govorenje i pokazivanje na slici jer učenik treba prebacivati pogled s govornikova lica ili stručnog komunikacijskog posrednika na slike i obrnuto. Osigurajte dobru vidljivost lica i usana govornika; poželjno je da svjetlo pada sprijeda kako bi se lice bolje vidjelo; treba izbjegavati osvjetljenje s leđa jer zasljepljuje učenika, a zamračuje lice govornika. Unaprijed osigurajte ključne pojmove iz same aktivnosti kako bi se učenik s oštećenjem sluha s njima upoznao. Pričekajte nakon postavljanja pitanja kako bi i učeniku s oštećenjem sluha dali priliku da se javi i odgovori (stanka osigurava vrijeme za obradu informacija).

Za učenike koji žele znati više

Ako škola ima DSLR, moguće je provesti eksperiment detekcije miona.

Učenike možete podijeliti u nekoliko grupa po četiri učenika. Svaka grupa izvodi svoju seriju mjerenja, a na kraju se sva mjerenja ujedinjuju i napravi se procjena točnosti mjerenja.

Kako je to zadatak predviđen za one koji žele znati više, vjerojatno postoje učenici koji imaju DSLR kod kuće. Oni mogu taj zadatak izvesti kod kuće. Pokušajte uključiti u rad još ponekog učenika koji želi sudjelovati u projektu, a nema DSLR.

Rezultate mjerenja mogu ukratko prezentirati u obliku infografike koristeći se alatom Genially.

Eksperimentalni zadatak ili projektni zadatak: Detekcija miona s pomoću CCD-a (ili CMOS-a)

Uputa za nastavnike:

Uvodno raspravite s učenicima o osnovnim sadržajima uz detekciju miona i osnovama astrofotografije.

Ono što je na astronomskim fotografijama nepoželjno, može biti zanimljivo pri proučavanju čestica. CCD ili CMOS senzor mogu se koristiti kao detektori čestica.

Kozmičko zračenje su visokoenergetske čestice iz svemira koje neprestano pristižu do Zemljine atmosfere i tvore pljusak sekundarnih čestica koje pristižu do površine Zemlje; najčešće se radi o mionima.

Ove je čestice moguće detektirati sa scintilatorima, Geigerovim brojačima, maglenim komorama, ali je isto tako moguće snimati ih putem rasprostranjene i dostupne fotografske opreme. Mnoge današnje DSLR kamere (digital single lens reflex) sadrže metal-oksidni poluvodički čip koji je osjetljiv na ove nabijene čestice pri dugim ekspozicijama i visokoj osjetljivosti.

Neželjeni nasumični signal koji uzrokuje senzor u digitalnim fotoaparatima nazivamo šum. On se miješa s korisnim signalom smanjujući mu kvalitetu i neželjena je pojava.

Nisu svi pikseli jednako osjetljivi na svjetlost. Neki su znatno manje osjetljivi – nazivamo ih „mrtvim pikselima (engl. dead pixel), a neki znatno više osjetljivi – njih nazivamo „vrućim pikselima (engl. hot pixel). Što je ekspozicija duža, to je šum „vrućih piksela izraženiji. Ovi su pikseli vidljivi kao crvene, plave, zelene točkice na fotografijama.

Upute i zadatci dani u vježbi ili projektu mogu se dati u digitalnom obliku na mreži korištenjem platforme Loomen.

Ovisno o tome radi li se o projektu ili vježbi na satu, upute možete prilagoditi.

Upute za učenike

Astronomske fotografije opterećene su raznim šumovima i tragovima onoga što nije željeni sadržaj fotografiji. Ti dodatci, točkice, crtice, zakrivljene linije tijekom obrade fotografije softverski se uklanjaju. Najčešći takav dodatak je kozmička čestica, mion.

Na slici se vidi trag miona.

To su svijetli ravni tragovi duljine nekoliko piksela i na jednom kraju malo zadebljani. Razlika u debljini traga uvjetovana je upadom miona pod kutom i upućuje na to da je mion ušao i izišao iz senzora. Sloj silicijeva oksida (ako se radi o CCD senzoru) na senzoru je debljine i do 300 μ m .

S DSLR kamerom moguće je detektirati spomenute čestice. Treba postojati opcija BULB na fotoaparatu koja omogućuje proizvoljno određivanje duljine ekspozicije.

Neka učenici pogledaju videozapis na poveznici, u kojem je prikazano namještanje postavki na fotoaparatu.

Potrebno je postojanje opcije BULB na fotoaparatu koja omogućuje proizvoljno određivanje duljine ekspozicije.

Objektiv s fotoaparata se skine, a umjesto njega se stavlja crni zaštitni poklopac.

Pitanje učenicima: Zašto je potrebno staviti crni zaštitni poklopac na tijelo fotoaparata?

Raspravite s učenicima:

Što se dogodi kad visokoenergetska čestica pogodi CCD ili CMOS senzor?

Primjer snimljene fotografije (uvećani detalj) pri ekspoziciji od 300 sekundi i ISO 6 400 dan je na slici.

Raspravite s učenicima o tome je li moguće, ako je pretpostavka da je zabilježeni trag upravo mion, tako detektirati i neku drugu česticu?

Kako bi uopće mogli dokazati da se radi o prolazu neke čestice, a ne o „mrtvim“ i „vrućim pikselima na senzoru?

Može se učenicima zadati da potraže snimke tragova nekih drugih čestica.

Ključni parametri su trajanje osvjetljavanja i osjetljivost senzora.

Istražite kako ovi parametri utječu na broj detekcija miona.

Pitajte učenike što pretpostavljaju da se događa pri većoj osjetljivosti (viši ISO broj) sa šumovima na snimljenim slikama.

Zadatci:

Izvedite mjerenja pri trajanju osvjetljavanja (ekspozicija) senzora od 600 s i osjetljivosti 6 400 (ISO).

Snimljene fotografije možete otvoriti u bilo kojem programu za obradu fotografija, npr. Irfanview.

Očitajte podatke za trajanje ekspozicije i osjetljivost. Prebrojite tragove koje bi trebali ostaviti mioni. Podatke upišite u tablicu koju ste sastavili na osnovi postavljenih pitanja koja slijede.

Sastavite tablice u kojima su podatci o rednom broju slike, trajanju ekspozicije, ISO broju, broju detektiranih miona po slici.

Saznajte kolika je veličina senzora za fotoaparat kojim snimate.

Koja je razlika između vrućih piksela na fotografijama i tragova koje ostavljaju mioni?

Postoji li razlika ako mjerenja izvodite u prostoriji ili ih izvodite vani?

Koji je najoptimalniji položaj fotoaparata s obzirom na broj detekcija miona?

Koliko miona senzor detektira u jednoj minuti?

Koliko miona pada na metar kvadratni površine Zemlje u jednoj sekundi?

Istražite očekivane vrijednosti broja upada na 1 m 2 površine Zemlje u 1 minuti.

Obrazložite što sve može utjecati na točnost vaših mjerenja.

Procijenite točnost svojih mjerenja.

Raspravite s učenicima o tome je li ovakvim postavom moguće procijeniti energiju čestice. Neka iskažu svoje pretpostavke, zatim samostalno kod kuće istraže i nakon toga dodatno raspravite o odgovorima.

Daljnje pitanje koje se može postaviti učenicima (ako već sami nisu postavili pitanje): Može li se i mobitelom koristiti kao detektorom čestica?

Koja je razlika između DSLR-a i kamere na mobitelu?

Raspravite s učenicima kako bi izveli eksperiment u kojem bi dokazali da su uspjeli s pomoću mobitela detektirati mion. Neka pretpostave koliko bi im u prosjeku trebalo vremena da detektiraju mion.

Nastavak može biti dodatna ili samostalna aktivnost ili projekt koji će se odraditi kod kuće.

Na mobitelu treba učitati aplikaciju, na primjer Cosmic Ray App (Iphone) ili DECO app (Android). Postoje i druge aplikacije i sve u osnovi rade jednako. U aplikaciji su navedene osnove upotrebe koje pročitaju i u skladu s tim očitavaju detekciju.

Treba zatamniti mobitel ili prekriti leću njegove kamere te pokrenuti aplikaciju.

Aplikacije su tako programirane da se svakih nekoliko sekundi učitava fotografija. Ako je dovoljno piksela pobuđeno, učitava se događaj, odnosno bilježi mion. Aplikacija učitava vrijeme i mjesto snimanja, pohranjuje podatke dalje i uspoređuje ih s detekcijama profesionalnih observatorija koje također snimaju.

Neka učenici sastave kratak izvještaj o svojim mjerenjima i objave ga u bilježnici alata OneNote tako da je vidljiv i ostatku razreda. Zajedno neka rasprave o izvještajima.

Za one koji žele saznati više o čestičnim detektorima:

1. dio

Učenici mogu samostalno istražiti razliku u detekcijama čestica kad se snimaju pojedinačne slike i kad se snima videozapis. Posebno ako imaju na raspolaganju GOPRO kameru.

2. dio

Uputite ih na poveznicu 1, poveznicu 2, poveznicu 3 i poveznicu 4.

Nakon što prouče materijal, neka za ostale učenike u razredu prirede infografiku o čestičnim detektorima koristeći se alatom Genially.

Nastavna aktivnost za predmet X

Što nas gađa iz svemira?

Informacije o aktivnosti
Odgojno-obrazovni ishodi
  • Učenik opisuje i primjenjuje osnovne ideje specijalne teorije relativnosti.
  • Učenik istražuje fizičke pojave.
Razina složenosti primjene IKT
  • Napredna
Korelacije i interdisciplinarnost
  • Učenik će kritički promišljati o povezanosti vlastitog načina života s utjecajem na okoliš i ljude.
Aktivnost se može provesti i u online okruženju

Dodatna literatura, sadržaji i poveznice

Dodatna objašnjenja pojmova možete potražiti na relevantnim mrežnim stranicama – Google znalac, Struna (Hrvatsko strukovno nazivlje), Hrvatska enciklopedija i sl.

  1. Douglas C. Giancoli. (7th Edition, 2014). Physics: Principles with Applications
  2. Raymond A. Serway, John W. Jewett. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics
  3. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics" (english)
  4. Loomen upute za nastavnike
  5. Tečaj za samostalno učenje Moodle Dizajner

Povratne informacije i/ili prijava greške

Želite nam reći svoje mišljenje o ovom sadržaju ili ste uočili grešku? Javite nam to popunjavanjem ovog obrasca. Vaše povratne informacije su nam važne.