Chaos at High School

Abstrakt

We are faced with chaotic processes in many segments of our life: meteorology, environmental pollution, financial and economic processes, sociology, mechanics, electronics, biology, chemistry. The spreading of high-performance computers and the development of simulation methods made the examination of these processes easily available. Regular, periodic motions (pendulum, harmonic oscillatory motion, bouncing ball), as taught at secondary level, become chaotic even due minor changes. If it is true that the most considerable achievements of twentieth century physics were the theory of relativity, quantum mechanics and chaos theory, then it is presumably time to think about, examine and test how and to what extent chaos can be presented to the students. Here I would like to introduce a 12 lesson long facultative curriculum framework on chaos designed for students aged seventeen. The investigation of chaos phenomenon in this work is based on a freeware, “Dynamics Solver”. This software, with some assistance from the teacher, is suitable for classroom use at secondary level.
PDF (English)

Reference

Caforio, A. & Ferilli, A. (1993). Physica 2. Firenze: Le Monier.

Dynamics Solver. Available at http://tp.lc.ehu.es/jma/ds/ds.html

Eichhardt, I. & Jaloveczki, J. (2008). Fizikázzunk egyszeruen, számítógéppel (Let’s study physics the simplest way: using only a computer). Fizikai Szemle, 2008(9), 311-315.

Eichhardt, I. & Jaloveczki, J. (2009). Numerikus módszerek a diákköri munkában (Numerical methods in students’ circle work). Fizikai Szemle, 2009(10), 348-351.

Gleick, J. (1988). Chaos. Making a new science. Penguin Books.

Jaros, A., Nussbaumer, A. & Kunze, H. (1999). Basiswissen Physik-compact. Wien: Öbv&hpt.

Ott, E. (1993). Chaos in dynamical systems. Cambridge University Press.

Planck, M. (1958). Physikalische Abhandlungen und Vortrage. Braunschweig: Friedrich Vieweg und Sohn.

Szatmári-Bajkó, I. (2010). Káosz, rend, látvány. Iskolakultúra, 2010(1), 116-131.

Szatmári-Bajkó, I. (2006). „Káoszt”? – azt! (Some chaos? Yes, let us have it!), Fizikai Szemle, 2006(11), 376-380.

Tél, T. & Gruiz, M. (2006). Chaotic dynamics. Cambridge University Press.

Tellmann, J., Darvay, B. & Kovács, Z. (2006). Fizika XI. Ábel Kiadó.

Violino, P. & Robutti, O. (1995). La fisica e i suio modelli, Volume 3. Bologna: Zanichelli.

Autoři, kteří publikují v tomto časopise, souhlasí s následujícími body:
  1. Autoři si ponechávají copyright a garantují časopisu právo prvního publikování, přitom je práce zároveň licencována pod Creative Commons Attribution licencí, která umožňuje ostatním sdílet tuto práci s tím, že přiznají jejího autora a první publikování v tomto časopisu.
  2. Autoři mohou vstupovat do dalších samostatných smluvních dohod pro neexkluzivní šíření práce ve verzi, ve které byla publikována v časopise (například publikovat ji v knize), avšak s tím, že přiznají její první publikování v tomto časopisu.
  3. Autorům je dovoleno a doporučováno, aby zpřístupnili svou práci online (například na svých webových stránkách) před a v průběhu redakčního řízení jejich příspěvku, protože takový postup může vést k produktivním výměnám názorů a také dřívější a vyšší citovanosti publikované práce (Viz Efekt otevřeného přístupu).