CILJEVI PREDMETA: Cilj kolegija je ukratko upoznati studente s razvojem fizike u širem povijesnom kontekstu i naučiti ih kako da pojedine epizode iz povijesti iskoriste za uspješniju nastavu fizike. Kolegij pruža studentima temeljni uvid u mijene svjetonazora i metodologije fizike, u ovisnost razvoja fizike o društvenim, religijskim, tehnološkim i inim okolnostima te u podrijetlo osnovnih fizičnih metoda i pojmova. Time se suvremena fizika sagledava u vremenskoj perspektivi, kao ljudsko djelo oblikovano naporima mnogih naraštaja, što omogućuje njezino potpunije razumijevanje. Posebno se nastoji ukazati na intuitivne elemente - zasnovane na svakidašnjemu iskustvu i nazočne u pojedinim fazama razvoja fizike - koji učenike mogu ometati pri usvajanju modernih predodžaba. U programu je antičkoj, srednjovjekovnoj i renesansnoj fizici posvećeno više pozornosti nego modernoj, kako bi se studenti familijarizirali s metodama i načinom objašnjavanja pojava onodobne fizike, a imajući u vidu činjenicu da se mnogi aspekti i detalji razvoja moderne fizike nužno spominju i obrađuju u okviru drugih kolegija. U okviru svake predavane teme posebno se naglašavaju i obrađuju elementi koji se mogu uporabiti u nastavi u svrhu uspješnijega usvajanja i ilustriranja sadržaja suvremene fizike.
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET DOPRINOSI:
1. Znanje i razumijevanje
1.1. demonstrirati poznavanje i razumijevanje temeljnih zakona klasične i moderne fizike
1.2. demonstrirati poznavanje i razumijevanje važnijih fizikalnih teorija, što uključuje njihovu logičku i matematičku strukturu, eksperimentalne potvrde i opis povezanih fizikalnih pojava
1.5. demonstrirati poznavanje i razumijevanje strukture prirodoznanstvenog znanja
1.6. integrirati stručna znanja iz fizike sa znanjima stečenim u pedagogiji, psihologiji, didaktici i metodici
2. Primjena znanja i razumijevanja
2.6. kreirati motivirajuće okruženje za aktivno učenje, koje potiče razvoj sposobnosti i znanja svih učenika
3. Stvaranje prosudbi
3.5. demonstrirati profesionalni integritet i etično ponašanje u radu s učenicima i kolegama
4. Komunikacijske sposobnosti
4.2. jasno i koncizno prezentirati složene ideje
4.3. prezentirati vlastite rezultate istraživanja na nastavnim ili znanstvenim skupovima
4.4. koristiti engleski jezik pri komunikaciji, korištenju literature i pisanju znanstvenih i stručnih radova
5. Sposobnost učenja
5.1. samostalno koristiti stručnu literaturu i ostale relevantne izvore informacija
5.3. preuzeti odgovornost za vlastiti stručni napredak i profesionalni razvoj
OČEKIVANI ISHODI UČENJA NA RAZINI PREDMETA:
Po uspješnom završetku kolegija Povijest fizike student će biti sposoban navesti i kritički razmotriti:
1. osnovne značajke fizike u različitim povijesnim razdobljima;
2. ulogu tehnike, matematike i filozofije u oblikovanju moderne fizike;
3. utjecaj društvenih okolnosti na razvoj fizike;
4. glavne etape razvoja pojmova, teorija i metoda u fizici;
5. osnovne crte razumijevanja prirode nazočnog u djelima antičkih, srednjovjekovnih i renesansnih mislioca.
SADRŽAJ PREDMETA:
1. tjedan: Uvod u kolegij: fizika kao povijesna pojava. Filozofija prirode i moderna fizika: usporedba (predmet istraživanja, cilj istraživanja, metode i svjetonazor). Uvjeti nastanka fizike. Mitski svjetonazor drevnih civilizacija, narav egipatske i babilonske matematike i astronomije.
2. tjedan: Antička Grčka: opće povijesne prilike, društveni, duhovni, obrazovni, materijalni i gospodarski temelji grčke civilizacije. Milećani i pojam prirode: novi svjetonazor i rađanje filozofije. Rane kozmogonijske i kozmološke teorije, specifični problemi (magnetizam, svjetlost, atmosferske pojave), novi način objašnjavanja pojava. Naturalno iskustvo i razum. Poticaji za istraživanje prirode. Problem promjene i ustroj tvari: Parmenid i Zenon, pitagorejci, Empedoklo, Anaksagora, atomisti. Sofisti i Sokrat.
3. tjedan: Platonova filozofija prirode: uređenost, racionalnost i svrhovitost svijeta, organska predodžba svijeta, geometriziranje elemenata. Rana grčka astronomija i pitagorejska kozmologija, Filolaj. Platon i početci teorijske astronomije. Eudoks. Heraklid.
Aristotelska filozofija prirode, opće odlike: određenje fizike, metafizika (bivstvo, narav, promjena, uzroci), metodologija (filozofija prirode, matematika i pokus). Elementi: definicija, svojstva i preobrazbe.
4. tjedan: Aristotelska filozofija prirode: kozmologija, prirodna i prisilna gibanja, opis i zakoni promjene mjesta, pokretač gibanja, optika. Aristotelska filozofija prirode i suvremena nastava fizike. Helenizam: opće povijesne prilike, aleksandrijski Muzej i Knjižnica. Helenistička fizika: Licej nakon Aristotela, epikurejci, stoici, novoplatoničari, Ivan Filipon.
5. tjedan: Helenističke primjene matematike u fizici: statika (Arhimed), optika (Euklid, Ptolomej). Primijenjena mehanika (Filon, Heron, Pap). Helenistička astronomija: heliocentrični model svijeta (Aristarh), napredak motriteljske astronomije (Hiparh), razvoj geocentričnoga modela svijeta (Apolonije i Ptolomej). Dosezi i uloga antičke filozofije prirode.
6. tjedan: Zastoj filozofije prirode u kasnom helenizmu. Opće odlike rimske civilizacije i filozofija prirode u Rimu (popularizatori, enciklopedisti, prijevodi). Rani srednji vijek (od 5. do 10. stoljeća): opće povijesne prilike, društvene, duhovne, obrazovne, materijalne i gospodarske okolnosti. Filozofija prirode i kršćanstvo. Karolinška renesansa. Filozofija prirode u ranom srednjem vijeku: Izidor, Bede, Ivan Škot Erigena, Gerbert Akvitanac. Oblikovanje srednjovjekovnoga svjetonazora. Islamska civilizacija, opće odlike. Položaj grčke znanosti u islamskome društvu. Islamska astronomija, statika, optika (Alhazen) i filozofija prirode (Avicena, Averoes).
7. tjedan: Kršćanska Europa u 11. i 12. stoljeću: gospodarski uzlet i posljedice. Srednjovjekovni simbolički mentalitet i filozofija prirode. Prevoditeljski pokret. Obnova gradova i nastanak sveučilišta, skolastika. Materijalni život i tehnologija u srednjem vijeku i posljedice po filozofiju prirode. Filozofija prirode u gradskim školama 12. stoljeća: naturalizam i deizam. Prodor aristotelizma u 13. st. i problem odnosa vjere i razuma. Filozofija prirode u kasnom srednjem vijeku (13. i 14. stoljeće): narav i metodologija. Područja istraživanja: kozmologija i astronomija, ustroj tvari, kinematika (Mertonovci i Orezme), dinamika (Buridan i teorija impetusa), statika, optika (Roger Bacon, Vitelo, objašnjenje duge), magnetizam (Petar Hodočasnik). Matematika i pokus u srednjovjekovnoj filozofiji prirode. Dosezi i uloga srednjovjekovne filozofije prirode, problem kontinuiteta.
8. tjedan: Renesansa: opće povijesne prilike, društvene, duhovne, obrazovne, materijalne i gospodarske okolnosti. Renesansna znanost kao destruktivna faza znanstvene revolucije. Preplitanje umjetnosti, tehnike i filozofije prirode, novi stav spram pokusa i znanosti. Oživljavanje novoplatoničkih i stoičkih zamisli (Petrić i Bruno) i zanimanja za Arhimedov pristup fizici (Soto, Tartaglia, Benedetti, del Monte, Stevin, Cardano). Optika, magnetizam i atomizam u Renesansi.
9. tjedan: Renesansna astronomija i posljedice po filozofiju prirode: Kopernik, Brahe, Kepler.
10. tjedan: Znanstvena revolucija u 17. stoljeću: opće povijesne prilike, društvene, duhovne, obrazovne, materijalne i gospodarske okolnosti. Oblikovanje novoga svjetonazora i nove metodologije istraživanja prirode (instrumentalno iskustvo, matematički opis pojava). Galilei, Descartes, Gilbert.
11. tjedan: Newton i razvoj klasične mehanike. Termodinamika: razvoj eksperimentalnih metoda i pojmova. Teorije topline. Energija i entropija, termodinamički zakoni. Kinetička teorija plinova i statistička fizika.
12. tjedan: Moderna optika: dovršenje razvoja geometrijske optike, brzina svjetlosti, teorije naravi svjetlosti (Newton, Huygens, Descartes). Razvoj valne optike u 19. stoljeću. Elektrodinamika: Coulombov zakon, električne struje, elektromagnetna indukcija, Faradayeva predodžba polja.
13. tjedan: Maxwellova elektrodinamika, elektromagnetni valovi. Teorija relativnosti. Moderna atomna teorija tvari: mehanički, kemijski i električni atom. Novi eksperimentalni uređaji: radioaktivnost, elektron i atomna jezgra. Prvi modeli složenoga atoma.
14. tjedan: Planckov zakon zračenja crnoga tijela, Einsteinovi radovi o zračenju, Bohrov model atoma. Stara kvantna mehanika.
Comptonov učinak, de Broglieova hipoteza. Načelo korespondencije, Heisenbergova matrična mehanika i Schrödingerova valna mehanika. Kvantna mehanika i klasična fizika. Kvantna mehanika i tehnologija: narav iskustva s atomnim predmetima.snimljenih satova (30 sati)
OBVEZE STUDENATA:
Studenti su obvezni pohađati barem 20 sati predavanja i barem 10 sati seminara tijekom semestra. Studenti su obvezni pripremiti se za seminar čitanjem tekstova koji im se unaprijed dijele te izraditi i prezentirati seminarski rad.
OCJENJIVANJE I VREDNOVANJE RADA STUDENATA:
Nastoji se da se predavanja i seminari u što je moguće većoj mjeri iskoriste za aktivnu raspravu studenata o razmatranom problemu. Stoga su studenti obvezni pripremiti se za seminar čitanjem tekstova koji im se unaprijed dijele. Na seminarima studenti također izlažu seminarske radove. Ispit je samo usmeni, u trajanju od pola sata do jednoga sata po studentu. Student se ocjenjuje na temelju znanja pokazanoga tijekom rasprava na predavanjima i seminarima, znanja pokazanog na ispitu i ocjene seminarskoga rada.
|
- I. Supek, Povijest fizike, Školska knjiga, Zagreb, 1990
- D. C. Lindberg, The Beginnings of Western Science: The European Scientific Tradition in Philosophical, Religious, and Institutional Context, 600 B.C. to A.D. 1450, University of Chicago Press, Chicago, 1992.
- R. Sorabji, Matter, Space, and Motion: Theories in Antiquity and Their Sequel, Cornell University Press, Ithaca, 1988.
- P. Rossi, The Birth of Modern Science, Blackwell, Oxford, 2001.
- S. Shapin, The Scientific Revolution, University of Chicago Press, Chicago, 1998.
- M. Jammer: The Conceptual Development of Quantum Mechanics, McGraw-Hill, New York, 1966.
|
Pristupačnost
