Úvod do krystalografie pro žáky středních škol

• Název práce v češtině: Úvod do krystalografie pro žáky středních škol
• Název v anglickém jazyce: Introduction to crystallography for students of secondary schools
• Klíčová slova: výuka krystalografie, operace symetrie a grupy, strukturní analýza
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: diplomová práce
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Radomír Kužel, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 08.11.2016
• Datum zadání: 08.11.2016
• Datum potvrzení stud. oddělením: 29.11.2016
• Konzultanti: RNDr. Milan Dopita, Ph.D.

Zásady pro vypracování

• Navrhnout koncepci obsahu výuky krystalografie pro základní kurs a pro fyzikální semináře
• Vytvořit soubor řešených úloh formou pracovních listů pro žáky SŠ
• Vytvořit doprovodné materiály pro učitele SŠ
• Vytvořené pracovní listy vyzkoušet ve výuce

Seznam odborné literatury

1. Václav Valvoda: Krystalografie – Atomová struktura látek a její určování. Matfyzpress 2005
2. Václav Valvoda: Základy krystalografie. MFF UK. 1982.
3. I. Červeň, E. Dobročka, P. Fejdi: Kryštalografické rovinné grupy. 2007. CD
4. Materiály na Internetu dle pokynů školitele

Předběžná náplň práce

V současných studijních plánech většiny středních ale i řady vysokých škol není obor krystalografie, oproti minulosti, adekvátně zastoupen. Netýká se to zdaleka jen České republiky. Výsledkem je pak i to, že na špičková světová vědecká a výzkumná zařízení, jakými jsou např. synchrotrony, přijíždějí často lidé s naprosto nedostatečnými a přitom potřebnými znalostmi z této oblasti. Toto vede v současnosti mezinárodní společnosti jakými jsou např. ECA (European Crystallographic Association) či IUCr (International Union of Crystallography) k organizování systematických mezinárodních škol krystalografie. Pro zdůraznění významu oboru byl také u příležitosti výročí významých objevů vyhlášen rok 2014 Mezinárodním rokem krystalografie. Řada aktivit, zastřešovaných zejména IUCr, byla směrována do středních i základních škol. Kromě snahy přitáhnout studenty ke krystalografii je důvodem i to, že řadu problémů lze zjednodušeně ukázat i řešit bez složitého matematického aparátu.

Cílem práce by mělo být zprostředkovat studentům středních škol tuto oblast vědy a přiblížit jim způsob práce vědeckých pracovníků. Práce je zaměřena na vypracování konkrétních řešených úloh formou pracovních listů využitelných při výuce fyziky na středních školách a materiálů pro učitele. K tématům se nabízí zejména indexace krystalografických rovin, vysvětlení pojmů grup prvků symetrie s aplikacemi na dvojrozměrné periodické vzory, případně i diagramy prvků symetrie pro prostorové grupy, souvislost s difrakcí rtg záření (elektronů a neutronů), souvislost symetrie a vlastností krystalů, typy krystalových struktur, principy řešení struktur či ne zcela periodické struktury. Navržené pracovní pomůcky by zároveň měly být v rámci práce ověřeny v přímé výuce na střední škole.