На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Некоторые перспективы реализации модельных экспериментов на компьютере и создание виртуальных лабораторных практикумов по физике

Категория: Физика, Астрономия

версия для печати

Страница: [1] [2] [3] [4]

Разработка виртуальных измерительных устройств для каждого раздела физики имеет свою специфику.

Для апробации измерений в пределах модельного эксперимента была создана модельная программа, имитирующая движение молекул в идеальном газе. В прямоугольнике, изображающем герметично закрытый сосуд, движутся кружочки, указывающие на места расположения молекул. Молекулыдвижутся хаотично, упруго отражаются от стенок. Считается, что они настолько малы, что вероятность их соприкосновения бесконечно мала, поэтому они не сталкиваются, а пролетают одна мимо друга. Учтен распределение молекул по скоростям.

Подсчет количества столкновений шаров (молекул) со стенками за равные промежутки времени (измерение давления), возможность измененияскорости движения шариков (изменение температуры) и величины изучаемого объема (движение стенок сосуда), при сохранении количества молекул внутри сосуда, позволяет построить графики изотермического, изобарного, изохорный процесса в идеальном газе.

При построении изотермы через равные промежутки времени изменяли размер сосуда, подсчитывали количествостолкновений с стеночкой. Все это происходило без изменения температуры (скорости молекул). Строили зависимость количества столкновений от объема.

При построении изохоры через равные промежутки времени изменяли скорость молекулам и подсчитывали количество столкновений со стенкой. Все это происходило без изменения размера сосуда (объема). Строили зависимость количества столкновенийот скорости молекул.

При построении изобары через равные промежутки времени изменяли скорость молекул и подбирали объем сосуда таким образом, чтобы количество столкновений со стенкой была постоянной (давление постоянный). Строили зависимость объема от средней скорости молекул.

Сравнение графиков, построенных по результатам модельного эксперимента,качественно совпали с графиками, построенными по известным эмпирическими соотношениями (рис. 3).

На рис. 3 слева от графика расположен прямоугольник, который визуализирует в реальном времени количество ударов шариков о стенки. Координата каждой точки по оси ординат определяется положением верхней границы прямоугольника на момент остановки накопления. Втораякоордината, по оси абсцисс, определяется объемом сосуда, находящегося под графиком функции.

Важным моментом является то, что в этой реализации модели существуют количественные измерения в реальном времени. В большинстве случаев модельные обучающие программы дают возможность только качественного наблюдения.

Учет взаимодействия молекул, а также уменьшение ихколичества в газе (при конденсации) позволит моделировать процессы в реальных газах. Такие модели были реализованы.

Перспективы развития. Вполне понятно, что качественная модель сложного физического процесса не может быть построена только на основе взаимодействия виртуальных физических объектов. Без программного описания взаимодействия отдельных компонентов модели можнообойтись только в простейших случаях. Однако создание транслятора языка программирования само по себе достаточно сложная задача. Поэтому предлагается создавать лабораторные практикумы как приложение (application) до развитого языка программирования, например, Delphi. Такой подход позволит накапливать виртуальные физические объекты и создать библиотеку алгоритмоввзаимодействий этих объектов. Предполагается, что большого упрощения работы при создании новых компонентов, необходимых для формирования моделей, можно будет достичь благодаря подражанию свойств объектов, их инкапсуляции и полиморфизма. Все выше сказанное позволит значительно сократить время на постановку и проведение новых модельных экспериментов в рамках лабораторныхпрактикумов по физике.

Литература

Машбиц Е.И., Бабенко Л.П. и др. Основы компьютерной грамотности / Под ред. А. А. Стогния и др. — К.: Наук., 1988. — 215 с.

Holovin N., Holovina N. New informative technologies in the lessons of physics / / Тезисы 6 международно-го съезда «Oсвита и обучения оптики и фотоники», cекция: Новые технологиив образовании. — Мексика. — Конкут, — Мехико. 1999. (ИЭ-И) РИИИ — 12. — С. 119.

Головин М.Б. Использование новых информационных технологий на уроках физики / / Материалы научно-практической конференции «Роль задач в процессе изучения естественно-математических дисциплин». — Луцк — Нововолынск, 2000. — С. 9-10.

Адрес для переписки:

43025г. Луцк, пр. Воли, 13 Статью подано в редколлегию

тел. 4-92-21, 4-91-67 31.10.2000 г.

e-mail: post@univer.lutsk.ua

УДК 53 (083) В. А. Савош — (аспирант кафедры общей

физики и методики преподавания физики ВГУ,

учитель физики СОШ № 26

Компьютерная модель как объект самостоятельного исследованияучениками

на уроках физики

Работа выполнена в Волынском государственном

университете им. Леси Украинский

Рассмотрено применение элементов компьютерного моделирования на уроках физики. Использование компьютерной модели как объекта исследования активизирует у учащихся процесс самостоятельного познания физических явлений, способствует развитию умений и навыковсамостоятельной познавательной деятельности.

Ключевые слова: учебная компьютерная модель, эксперимент, инструктивная карточку.

V. Savosh. The computer model as on object of pupils ’self-perception research at physics lessons. The usage of computer elements modeling at the physics lessons is investigated in this article. The computer model is usedas an object of the pupils ’investigation and it activities the process of self-perception of phenomena in physics and promotes the development of skills and habits of self-test.

Key words: teaching computer model, experiment, instruction card.

Страница: [1] [2] [3] [4]

версия для печати