СТАТЬИ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА ЭВМ
ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА КОМПЬЮТЕРЕ.
Изучение основ компьютерного моделирования предусматривает
овладение методами решения дифференциальных уравнений, содержащих
частные производные второго порядка. Рассмотрим программу, решающую
уравнение Пуассона ...
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ ПАКЕТА MATHCAD.
Внедрение в учебный процесс компьютерной техники позволяет существенным
образом изменить методику изучения некоторых вопросов курса физики,
связанных с осуществлением громоздких, многократно повторяющихся
вычислительных процедур, решением систем дифференциальных уравнений,
построением графиков и поверхностей ...
ПРОВЕРКА ПРИНЦИПА ГАМИЛЬТОНА МЕТОДОМ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
Предлагаемый вычислительный эксперимент позволяет определить
действие S при движении материальной точки в однородном силовом
поле по действительному и окольному путям. Варьирование пути
осуществляется путем изменения скорости движения на разных участках
прямолинейной траектории при фиксированном времени
движения. Результаты вычислений показывают, что ...
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ.
Обучение основам компьютерного моделирования предполагает решение
задач механики сплошных сред численными методами [2]. Рассмотрим
течение вязкой жидкости, которое инвариантно по отношению к
переносам в направлении движения (течение жидкости в трубе,
обтекание бесконечно длинного корабля и т.д.)...
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ МЕХАНИКИ.
Рассмотрены типичные задачи по следующим разделам механики: кинематика,
динамика точки и твердого тела, законы сохранения, силы в механике,
аналитическая динамика, теория динамического хаоса и др.
Предложены программы на языке Pascal и QBasic...
РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ШРЕДИНГЕРА НА КОМПЬЮТЕРЕ.
Динамическое состояние квантовой частицы описывается волновой функцией
Ψ(x,y,z,t), квадрат модуля которой равен плотности вероятности
нахождения частицы в данной точке пространства. Основным уравнением
квантовой механики является уравнение Шредингера. Численно решить
уравнение Шредингера --- значит подобрать такие значения ...
ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРА ...
Рассмотрим конкретные примеры использования компьютера для
проведения натурного и вычислительного экспериментов при изучении
колебательного движения.
Установка для изучения затухающих колебаний состоит из
физического маятника 1, выполненного в виде алюминиевой пластины,
и оптодатчика, подключенного к компьютеру 7...
РЕШЕНИЕ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ В КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЛАХ НА ПЭВМ.
Часто исследование той или иной проблемы сводится к решению
системы линейных уравнений в действительных или комплексных
числах. Например, расчет цепи постоянного тока...
ИЗУЧЕНИЕ ХАОСА С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ.
Многочисленные эксперименты подтвердили ограниченность концепции
механического детерминизма и убедительно показали, что даже простые
механические системы в некоторых случаях ведут себя непредсказуемым
образом. Возникшая теория детерминированного хаоса ...
ЗАДАЧИ ПО ИНФОРМАТИКЕ.
Предложено около 30 задач по информатике (формула Шеннона, кодирование
и декодирование информации, распознавание образов и т.д.), решение
которых требует написания несложных программ на языках...
ПРИМЕНЕНИЕ ПЭВМ В ФИЗИЧЕСКИХ ОПЫТАХ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПК ПРИ ИЗУЧЕНИИ ВРАЩЕНИЯ ТЕЛА В ВЯЗКОЙ СРЕДЕ.
Модернизирована известная лабораторная работа, посвященная
изучению движения тел в вязкой среде. Использование компьютера
существенно расширяет функциональные возможности установки. В
зависимости от программы могут быть реализованы различные схемы
эксперимента...
ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРА.
Развитие техники учебного эксперимента по физике
требует совершенствования методов измерения времени.
Современный измеритель времени должен иметь широкие пределы измерения,
высокое быстродействие и малую погрешность, выдавать результат в
цифровом виде...
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПК ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ...
Предлагается экспериментальная установка для изучения реактивного
движения. Она состоит из сегнерова колеса, на котором установлен
диск с прорезями, а рядом расположен оптодатчик, подключеный к
компьютеру. Компьютер подсчитывает число прорезей, прошедших мимо
оптодатчика за 1--2 с, вычисляет скорость вращения и строит график
ее зависимости от времени...
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПК В УЧЕБНОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ ПО МЕХАНИКЕ.
В статье рассматривается методика использования универсального
прибора, состоящего из персонального компьютера (ПК), к которому
ерез параллельный порт LPT, обычно используемый для соединения с
принтером, подключаются различные датчики (геркон, оптодатчик и
датчик координаты). Схемы цепей, обрабатывающих сигнал...
КАК ИЗ КОМПЬЮТЕРА СДЕЛАТЬ ОСЦИЛЛОГРАФ.
Использование персонального компьютера в учебном процессе
в качестве осциллографа имеет ряд преимуществ: 1) ПК многофункциональны,
распространены и доступны, в то время как современный средний осциллограф
имеет высокую стоимость и решает сравнительно узкий класс задач;
2) ПК имеет большой экран, что позволяет демонстрировать осциллограммы
аудитории ...
КОМПЬЮТЕР В ОПЫТАХ СО ЗВУКОВЫМИ ИМПУЛЬСАМИ.
Экспериментальная установка состоит из компьютера, к которому подключены
динамик и микрофон. Динамик преобразует поступающие от ПК сигналы в звуковые
импульсы, сигнал с микрофона выводится на экран монитора. По времени
запаздывания сигнала с микрофона можно определить его координату...
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЦП ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ.
Экспериментальное изучение затухающих колебаний требует определения
координаты системы с частотой в десятки раз превышающей частоту
исследуемых колебаний. Это позволит получить график зависимости
координаты от времени, вычислить скорость и построить фазовый портрет
колебаний. Колебательная система состоит из стального шарика 1, катающегося
по изогнутым направляющим 2 ...
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ.
Персональный компьютер -- многофункциональное устройство, которое может быть
использовано: а) в качестве источника сигналов или измерительного
прибора; б) для обработки файлов, полученных на других устройствах
(сканерах, фото- и видеокамерах и т.д.); в) для обработки и графического
представления ...
ИЗУЧЕНИЕ СКАТЫВАНИЯ ШАРА С ПОМОЩЬЮ ПЭВМ.
Экспериментальная установка для изучения скатывания по наклонной
плоскости состоит из шарика 1 и двух металлических наклонных
направляющих 2 длиной 1,2 м, подключенных к LPT--порту ПЭВМ
(11 и 25 выводы). На одной направляющей лежит полоска бумаги ...
АКУСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТЫ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КОЛЕБАНИЙ ...
Рассматриваемый метод позволяет измерять координату тела с точностью
до 2-5 мм с периодичностью 0,3 -- 1 с, и сохранять результаты
в массиве с последующим построением графика. Сущность метода состоит
в определении времени распространения звукового импульса от динамика
до микрофона, установленного на движущемся теле. Управление динамиком
и измерение времени осуществляется с помощью компьютера...
ФИЗИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
ИСКУССТВЕННАЯ РАДУГА. Почему возникает радуга? Чем объясняется
ее изогнутая форма? Не каждый может ответить на эти вопросы. Одно дело
-- теория радуги или случайные наблюдения этого явления, и совсем другое --
экспериментальное исследование...
ДЕМОНСТРАЦИЯ ПРИНЦИПА ФЕРМА В АКУСТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ.
Схема установки, для демонстрации принципа Ферма
при отражении звука, представлена на рис. 1. Динамик ВA1,
подключенный к возбудителю сигнала 1, периодически (примерно раз в
секунду) вырабатывает кратковременный звуковой сигнал. Электронным
секундомером, состоящим из генератора счетных импульсов 2,
ключевого устройства 3 ...
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДИСПЕРСИИ ЗВУКА.
Предложена лабораторная работа по экспериментальному
изучению дисперсии звука. Диспергирующей средой является слой воздуха
перед отверстиями установленных в плоскости акустических резонаторов.
Учащиеся получают возможность на стандартном оборудовании исследовать
дисперсию волн в искусственной среде. Явление дисперсии волн состоит в
зависимости скорости...
ИЗУЧЕНИЕ ЦЕПЕЙ С ИСТОЧНИКОМ НЕГАРМОНИЧЕСКОЙ ЭДС.
Рассмотрена серия опытов, позволяющая изучить влияние емкости и
индуктивности на кривые тока и напряжения, проанализированы
возможности использования среды Electronics Workbench для моделирования
цепей с источником негармонической ЭДС...
НАБЛЮДЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИИ. Поднесем к проводнику
положительно заряженное тело. В проводнике возникнет электрическое
поле, и свободные электроны, двигаясь против поля будут собираться
в ближайшей к заряженному телу области проводника...
ПРОВЕРКА ВТОРОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ.
Одним из сложнейших вопросов современного курса физики является
необратимость физических явлений. Трудность усвоения этого
материала школьниками понятна: они не знакомы с понятием вероятности
и законами сложения и умножения вероятностей.
В статье описан простой опыт с монетами...
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОКОВ.
Предлагается методика экспериментального изучения
зависимости силы магнитного взаимодействия проводников с током
от величины силы тока с помощью магнитных весов. Экспериментальная
установка, состоящая из коромысла, чашечки для гирь, двух обмоток,
амперметра и ЛАТРа, позволяет измерить магнитную постоянную
с точностью до 10 % ...
ЛЕКЦИОННАЯ ДЕМОНСТРАЦИЯ ГРУППОВОЙ СКОРОСТИ ВОЛНЫ.
Экспериментальная установка состоит из генератора импульсов,
выполненного на транзисторах VT1 и VT2, к выходу которого подключен
динамик BA1, и микрофона BM1, соединенного через усилитель A1
с входом Y осциллографа P1. Ждущая развертка...
СУММАТОР ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ.
Одним из основных узлов ЭВМ является сумматор, - устройство,
позволяющее осуществить сложение двоичных чисел. Нами на базе
микросхемы К155ИМ3 собран прибор, демонстрирующий работу
трехразрядного двоичного сумматора. На лицевой панели прибора
друг под другом размещены три ключа SA1, SA2, SA3 с красными
светодиодами ...
ИЗУЧЕНИЕ ДИФФУЗИИ ПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА.
Диффузией называется явление самопроизвольного перемешивания
соприкасающихся веществ, обусловленное хаотическим движением молекул.
Согласно закону Фика, масса вещества, переносимого за время dt через
элементарную площадку dS пропорциональна градиенту плотности, площади
dS и времени dt...
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦИКЛОИДЫ.
Представьте себе две произвольные точки A и B в поле тяжести Земли.
Их можно соединить бесконечно большим числом кривых 1, 2, 3 и т.д. Допустим,
что каждая кривая является горкой, по которой под действием силы тяжести
движется тело...
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ДИДАКТИКИ ФИЗИКИ
ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ЭМПИРИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ ПО ФИЗИКЕ.
Научно-технический прогресс, теснейшим образом связанный с
общим интеллектуальным уровнем общества, предопределяет подъем
всей системы образования и требует использования новых,
передовых методов в учебном процессе. Определяющую роль в формировании
научного мышления и естественно-научной картины мира играет изучение
физики...
МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭМПИРИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ.
В статье проанализирован процесс формирования у учащихся эмпирических
знаний и предложены его качественная и количественная модели.
Системный анализ позволяет выделить следующие структурные элементы:
учащийся, преподаватель, окружающая среда, система учебных опытов и
наблюдений ...
КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОВ МЕТОДОМ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА.
Рассмотрены основные принципы и особенности автоматической классификации
объектов в гуманитарных исследованиях. Указаны основные факторы,
определяющие уровень овладения учащимися физическими фактами,
определены дидактические характеристики
учебного физического факта. Описаны результаты экспертной оценки
дидактических характеристик физических фактов...
ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ.
Информатизация образования требует проведения соответствующих
исследований и создания современных методов обучения, основанных
на использовании информационных технологий, и приводящих к повышению
качества учебного процесса до уровня требований постиндустриального
общества...
