Ukázky maturitních prací z fyziky

Studijní obor technické lyceum, u jehož zrodu stála SPŠST Panská v Praze, připravuje studenty středních škol ke studiu na vysokých školách zejména technického směru. Učební plán tohoto oboru vychází z učebních plánů pro gymnázia, ale je zaměřen více na studium technických a přírodovědných předmětů: matematiku, fyziku, chemii, výpočetní techniku, CAD systémy, deskriptivní geometrii, … Přestože vzešel studijní plán z gymnaziálního učebního plánu, patří technické lyceum legislativně mezi obory průmyslových škol. Proto musí studenti technického lycea konat i praktickou část maturitní zkoušky.

Tu lze na SPŠST Panská vykonat dvěma způsoby:

  • formou dlouhodobé maturitní práce (dále DMP) - práce je zadána studentovi v září ve čtvrtém ročníku, student na práci pracuje samostatně s využitím konzultací u vedoucího práce, informací z časopisů, knih, internetu, … až do poloviny dubna, kdy se práce odevzdává. Tento typ praktické zkoušky je vedením školy povolován pouze těm studentům, u nichž je předpoklad, že během čtvrtého ročníku svého studia ve škole zvládnou bez problémů náročný poslední ročník a zároveň budou schopni pracovat na maturitní práci.
  • formou jednodenní maturitní práce (dále JMP) - práci vypracovává student v prvním týdnu května a na její vypracování má 4 hodiny čistého času.

    • Praktické maturitní práce (DMP i JMP) studenti začátkem května prezentují před maturitní komisí.

    Jedním z předmětů, z něhož studenti musí složit ústní maturitní zkoušku, je i fyzika a proto si řada studentů vybírá i praktickou maturitní zkoušku z fyziky. V rámci DMP (JMP z fyziky se většinou nedělají) z fyziky se podařilo studentům vytvořit řadu velmi kvalitních prací, které lze použít jako učební pomůcky, návody, výukové programy, … Ukázky z některých prací a jejich stručné anotace následují.

    Třída 03K

    Ondřej Hofierka: Teslův transformátor

    Po návštěvě MFF UK, kde jsme shlédli řadu zajímavých experimentů, začal Ondra intenzivně přemýšlet o výrobě Teslova transformátoru. Elektřina ho velmi zajímá a tak velmi detailně věděl, jak Teslův transformátor funguje. Problémy nastaly při shánění vhodného matriálu a výpočtu parametrů přístroje. Nicméně po několika týdnech byl přístroj na světě a svou úspěšnou premiéru si odbyl při akci 24 hodin s fyzikou.

    Tam se také ukázalo, že je nutné přístroj předělat a lépe zabezpečit ty jeho části, které jsou nebezpečné svým vysokým napětím. Přístroj se nakonec podařilo zrenovovat, doplnit některé další prvky (většinou takové, které zvyšovaly bezpečnost provozu nebo efektivitu přístroje) a praktická část práce byla hotová. Zbývalo už „jen“ napsat teoretickou část práce, v níž bylo nutné popsat princip činnosti přístroje. Ačkoliv se Ondrovi do psaní textu příliš nechtělo, nakonec k němu přistoupil velmi svědomitě a dostudoval i část ne příliš jednoduché vysokoškolské matematiky a fyziky (Maxwellovy rovnice, řešení diferenciálních rovnic, …).

    David Krupička: Fyzika tanečních party

    Námět pro svojí ročníkovou práci čerpal David ze svého koníčka: rád navštěvuje taneční party a baví se s podobně zaměřenými mladými lidmi. Jeho cílem původně bylo vytvořit imitaci zeleného laseru, ale postupně se jeho práce rozšířila na další zařízení, která se používají na tanečních party.

    Finální výrobek obsahuje stroboskop (výstup je realizován výbojkou a pomocí potenciometru lze plynule nastavovat frekvenci záblesků stroboskopu v rozsahu 1 Hz až 10 Hz), imitaci zeleného laseru (realizována deseti vysoce svítivými diodami s nízkým rozptylem světelného paprsku), výrobník umělé mlhy (ke své činnosti potřebuje náplň - např. glycerol), barevnou hudbu (u níž lze nastavit citlivost jednotlivých kanálů potenciometry a jejíž výstup je realizován trojicí halogenových žárovek), led hudbu a hlukoměr (výstup je realizován dvakrát dvanácti superjasnými LED a LED barografem), UV osvětlení (realizováno trojicí UV LED), lightball (polokoule obsahující barevné čočky, jež vytváří kolem otáčející se paprsky světla) a majáček.

    Daniel Lukeš: Přečerpávací vodní elektrárna

    Při exkurzi v Jeseníkách Dana nadchla přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé Stráně a rozhodl se, že vytvoří její model. Podařilo se nám dokonce vyjednat i týdenní stáž v elektrárně, z níž se vrátil Dan nadšený a se spoustou materiálů: dostal se totiž do míst, kam se běžný návštěvník nedostane. Podkladů pro teoretickou část práce měl dostatek.

    Horší to bylo s praktickou částí: jeho původní idea byla několikrát změněna z technických důvodů (nemožnost sehnat správnou turbínku, neochota firem vyrobit turbínku „na klíč“, problémy s výrobou skleněného akvária, …). Nakonec se podařilo vyrobit funkční přístroj, který demonstruje základní princip činnosti vodní elektrárny.

    Jiří Matoušek, Martin Nesrsta, Ondřej Pluhař: Animovaná elektřina

    Animovaná elektřina je multimediální program, který je koncipován jako doplněk výuky fyziky. Jeho součástí jsou animace zobrazující „vnitřek“ vodičů a děje, které ve vodičích probíhají, výkladový komentář k animacím, doprovodný text, který vysvětluje příslušnou teorii, a krátký kvíz zjišťující získané vědomosti.

    Animace vznikaly poměrně dlouho, protože bylo nutné najít kompromis mezi tím, co je fyzikálně přijatelné, a tím, co je schopen „zvládnout“ program, ve kterém byly animace vytvářeny. Učební texty jsou doplněné názornými obrázky a grafy, aby usnadnily studium příslušné látky.

    Martin Všetička: Multimediální encyklopedie fyziky

    Práce začala vznikat už jako ročníková práce, v níž autor začal rozmýšlet strukturu práce, systém práce s ukládanými daty, provázanost jednotlivých kapitol a obrázků, … Cílem bylo vytvořit základ encyklopedie fyziky, která by umožnila jednoduché a přesné vyhledávání v encyklopedii, přecházet mezi jednotlivými články pomocí hyperaktivních odkazů, … Ačkoliv bylo zpočátku jasné, že práce bude publikovaná na internetu, bylo zapotřebí před odevzdáním práce udělat jisté úpravy a kompromisy: tvorba internetových stránek v rámci DMP na SPŠST Panská totiž není povolena.

    Práce, na které autor pracuje i po velmi úspěšném ukončení studia na SPŠST Panská, obsahuje látku ze středoškolské fyziky členěnou do článků, které jsou doplněny audionahrávkami z hodin fyziky, videozáznamy experimentů, fotografiemi s fyzikální tématikou, prezentacemi v Power Pointu, odkazy na zajímavé weby psané nejen v českém jazyce, … Jednotlivé články a tématické celky jsou průběžně (jak dovoluje čas) aktualizovány a doplňovány.