Hlavní navigace

Na univerzitu nemusíte - fyzika

Autor: 74287
Michal Černý

V minulém díle našeho miniseriálu jsme vám přinesli tipy, jak studovat informatiku bez návštěvy univerzity. Dnes se podobným způsobem zaměříme na fyziku a od matematických základů se dostaneme až ke kosmologii a teorii relativity.

Plně distanční studium fyziky v sobě nese celou řadu komplikací. Kromě těch, které jsme naznačovali v předchozím článku o studiu informatiky, jako je například slabší motivace či problémech s komunikaci s cvičícími se zde zapojuje jeden, pro fyziku mimořádně důležitý rozměr, a to je experiment. Ten lze na dálku realizovat jen velice obtížně. Nejde jenom o experimenty demonstrační, které provázejí výuku, ale také o fyzikální praktika. Při vší snaze nelze provádět všechna měření doma nebo virtuálně na počítači. Pro fyziku je velice podstatné si moci experimenty „osahat“.

V tomto kontextu je zřejmé, že při vší snaze o samostudium kompletní vysokoškolský kurz zrealizovat distančně nelze. Proto následující řádky přijměte jako možný zdroj pro doplnění některých obecných vlastností, nebo přehled zajímavých stránek. Komplexní kurz z nich ale neposkládáme.

Matematické disciplíny jsou přinejmenším stejně důležité jako při studiu informatiky. Pokud převezmete všechny studijní materiály, které jsme uváděli v předchozím článku, chybu neuděláte. Zde okruh rozšíříme o několik menších praktických učebnic. Jednak je to Matematika I. a II. od Lenky Přibylové a Roberta Maříka. Jedná se o poměrně kvalitně zpracované řešené příklady mapující oblast základní vysokoškolské matematiky. Učebnice slouží na pochopení postupů při řešení příkladů či na procvičování. Jednotlivá témata jsou zpracovaná formou .pdf a každá následující stránka skrývá krok ve výpočtu. Není tedy vhodná pro tisk, ale pro počítačové využití.

Pro práci fyziků se více než hodí umět provádět matematické výpočty pomocí nějakého software. V současné době se nemalé polaritě těší například Maple, který se jeví jako zajímavý kompromis, mezi snadností použití, výpočetních schopnostech a ceny. Zde zcela určitě bude stát za zmínku učebnice Diferenciální počet funkcí více proměnných s programem Maple od Zuzany Došlé, Romana Plcha a Petra Sojky. Kniha je sice stavěna na poměrně staré verzi V., takže nemapuje všechny funkce a možnosti, ale určitě stojí za nahlédnutí. Od stejného autora (R. Plcha) jsou k dispozici i další učebnice týkající se programu Maple.

Fyzika

Pro studium základní fyzikální disciplíny lze doporučit materiály pocházející z Brněnského VUT UFI FSI- Fyzika základního kurzu I. (hypertextově) a s ní související základní rovnice. Učebnice prochází témata mechaniky, termiky, kmitání, vlnění, optiku a speciální teorii relativity. Učebnice je mimořádně zdařilá i díky provázání skrze hypertextové odkazy, což výrazným způsobem urychluje a usnadňuje práci. Text je zpracován poměrně čtivě, avšak za účasti mimořádně podrobného matematického aparátu. Číst ji bez dobré znalosti integrování a derivování v podstatě nemá smysl. Vše doplňují i řešené příklady nebo příklady k samostatnému procvičení. Celkově se jedná o skripta mimořádně zdařilá především v oblasti mechaniky.

Základy teorie relativity, které vytvořil kolektiv autorů kolem Jana Novotného, jsou ukázkou moderního přístupu k tvorbě učebnic. Kromě samotného textu zde naleznete vtipné a praktické animace (flash) vztahující se k tématice, nebo ukázky přednášek na videu ke klíčovým zajímavým tématům. Nemůže samozřejmě chybět ani potřebné matematické vysvětlení obecné a speciální teorie relativity a jevů s celou problematikou sovisejících. Kromě vtipu a nadhledu překvapí také kapitoly, které volně přecházejí do oblasti filosofie a myšlení. Fyzika je zde pojatá jako způsob náhledu na svět.

Mezi zajímavé zdroje jistě patří velmi archaicky působící Sbírka příkladů do elektřiny a magnetismu od Vladimíra Prokeše, která však ani s věkem neztratila nic ze své kvality.

Pokud se zajímáte o astrofyziku a kosmologii, pak lze upozornit na stručný a popularizačně vedený úvod do kosmologie s názvem Kosmologie do vesty od Rudolfa Kippenhahna. Komplexním způsobem pojaté téma naleznete na stránkách brněnské hvězdárny Vademecum. Jedná se o kurz rozčleněný do mnoha kratších kapitol. Každý celek je doplněn příklady na procvičení. Matematika však nehraje v kurzu hlavní roli. Představuje zajímavý souhrn informací o vesmíru, hvězdách, planetách i pozorováních. Po zaplacení drobného poplatku je možné složit zkoušku a obdržet certifikát.

Virtuální laboratoře

Pokud si chcete fyziku lépe představit či trochu „osahat“, může být pro vás zajímavou volbou použití některé z virtuálních laboratoří. Ty umožňují provádět nejrůznější měření či experimenty snadno rychle (ideálně) z tepla domova.

V českém jazyce není ale výběr nikterak široký. Známé jsou JAVA aplety Waltera Fendta, které jsou poměrně dobře lokalizovány a které představují základnu těch nejzákladnějších věcí, jako je Newtonova kolébka, RLC obvody a podobně. Jedná se o sbírku nástrojů, které jistě ocení jak učitelé, tak studenti.

Mnohem rozsáhlejší jsou stránky Schulphysik z Německa. Zde naleznete simulace jak v němčině, tak v angličtině. Největším nedostatkem stránek je ale poněkud nepřehledná a zmatená navigace. Jinak je výběr možností opravdu široký. Zvláště bych upozornil na nesmírně zajímavé laboratoře především z kapitol kmitání a vlnění. Jedná se o jednu z největších zásobáren experimentů vůbec a rozhodně stojí za návštěvu.

Závěrem

Máme li shrnout, zda na universitu musíte či nemusíte, pak při studiu fyziky je potřeba říci jednoznačné – musíte. A to i přes to, že se nedá říci, že by studijní materiály byly odfláknuté či nedodělané. Naopak. Platí zde, že kvalita vykupuje nedostatek kvantity. Experimenty jsou ale opravdu nenahraditelné.

Co lze ale s úspěchem studovat, je astrofyzika, pokud již základy fyziky a matematiky máte vlastní na poměrně vysoké úrovni. Pak pro vás bude Vademecum velice příjemnou a zajímavou záležitostí. Jako poznámku pod čarou řekněme, že úspěšné absolvování zkoušky je vstupní branou k práci na hvězdárně Mikuláše Koperníka v Brně. Astronomové se pak mohou těšit také z různých online nástrojů pro pozorování vesmíru jako například Google Sky, který dává k dispozici možnosti pozorování zcela mimořádných rozměrů. Stejná firma vám také nabídne prohlídku Měsíce či Marsu. Takže v této oblasti jsou možnosti samostudia velice bohaté.

Pokud vás ale láká klasická fyzika nebo nemáte onen očekávaný počáteční fond znalostí, pak vám zřejmě nezbude nic jiného než se na universitu v případě zájmu o vzdělání přihlásit. A sázet na populárně vědecké publikace může být často velice ošidné.

Anketa

Hledáte na Internetu materiály pro studium fyziky?

Našli jste v článku chybu?
4. 10. 2008 17:34
uživatel si přál zůstat v anonymitě
Ovsem i ve sroubarne si muzete precist Vergilia v originale... :=)))
6. 10. 2008 11:36
Petr (neregistrovaný)
... a vsechny ovce opakuji "Money as Debt" a volaji po navratu ke zlatemu standardu ... Jako by to zlato bylo o neco mene abstraktni nezli kus potisteneho papiru. (Viz spanelska inflace pote, co z Noveho sveta zacali zlato dovazet. A naopak masova deflace ve 20.stoleti, kdyz ekonomicka/populace rostla rychleji, nezli pribyvalo zlata.) Penize *jsou* dluh. Penize proste jsou prislib, ze "ja" pro "tebe" v budoucnu neco udelam, a tento prislib je garantovany statem (st…