Schlierová metoda zobrazení

Bc. Vladimír VEČEŘA

Master's thesis

Schlieren method, modifikacion and utilization in teaching

Abstract:

Cílem práce bylo popsat jednotlivé sestavy pro zobrazení šlírovou metodou a jejich užití ve výukovém procesu. Práce popisuje množství běžně užívaných sestav i principů realizace schlierových metod zobrazení. Do popisu jsou zahrnuty specifika pro laboratorní realizaci i možnosti kombinací jednotlivých prvků schlierových sestav. Jsou zdůrazněny požadavky pro laboratorní realizaci i aplikace popsaných metod. Pro praktické ověření funkčnosti byly vybrány dvě sestavy. Sestava vycházející z architektury Toeplerovy sestavy se dvěma čočkami, která využívá fázového filtru realizovaného pomocí Wollastonova hranolu a jednozrcadlová sestava s prostorovým břitem. Obě sestavy byly odzkoušeny řadou experimentů, jejichž cílem bylo vybrat kvalitativní experimenty pro použití ve výukovém procesu. V didaktické části byla popsána použitelnost jednotlivých metod a aplikací s ohledem možnosti jejich začlenění do výuky. Byly doporučeny vhodné pokusy pro základní, střední a vysoké školy. Experiment týkající se přenosu tepla zářením a prouděním byl použit ve výuce žáků tercie osmiletého gymnázia.

Abstract:

The aim of diploma thesis was to describe the individual sets for the imaging by schlieren method and their use in the education process. The diploma thesis describes a number of commonly used sets, as well as the principles of realization of schlieren methods of imaging. The description includes specifics for laboratory implementation as well as the possibility of combinations of elements of schlieren sets. The requirements for laboratory implementation and application of the methods are described. For practical verification of functionality two aparatures were selected -an aparature based on the architecture of a Toepler assembly with two lenses, which uses a phase filter realized with Wollaston prism, and a single-mirror aparature with a spatial edge. Both aparatures were tested in a series of experiments to select kvalitative experiment for the usage in the education process. In the methodological part of thesis the possibilites of single methods and applications are described, with regard to the possibility of their integration in education. Appropriate experiments were recommended for basic schools, secondary schools and higher education. Within diploma thesis, the experiment concerning heat transfer by radiation and convection was implemented in the process of teaching of third-year high school students.

Keywords

schlierová metoda, výuka fyziky, Wollastonův hranol, interference, difrakce, prostorový břit, fázový filtr.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 7. 2021

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. František Petráš

Palacký University Olomouc

Faculty of Education

Master programme / field:
Teaching at Higher Secondary School / UTIV-F