сотрудник с 01.01.2024 по 01.01.2025
Пермский край, Россия
сотрудник
Россия
студент
Россия
студент
Россия
УДК 378.147 Методы обучения. Формы преподавания
ГРНТИ 14.35 Высшее профессиональное образование. Педагогика высшей профессиональной школы
В статье исследуются ключевые аспекты обучения студентов высшей школы моделированию траектории движения заряженной частицы в магнитном поле в среде Mathcad. Для формирования единой естественнонаучной картины мира у студентов высшей школы показаны межпредметные связи между физикой, математикой и информатикой. Анализируются отечественные и зарубежные публикации на предмет использования различных сред и языков программирования при моделировании траектории движения заряженной частицы. Обосновывается необходимость использования среды Mathcad для решения учебных целей преподавателей физики. Рассматривается характер движения заряженных частиц в магнитном поле. Разработан подробный алгоритм создания 2D- и 3D-моделей траектории движения заряженной частицы в магнитном поле, сопровождающийся рисунками. Студенты получат междисциплинарные умения и навыки, которые высоко ценятся современными работодателями.
обучение студентов, технический вуз, моделирование траектории частицы, движение заряженной частицы, магнитное поле, среда Mathcad
1. Маргачев С.В. Методы анализа и математическое моделирование траекторий заряженных частиц в системах со скрещенными магнитными и электрическими полями // Математическое моделирование, компьютерный и натурный эксперимент в естественных науках. 2023. № 1. С. 34-39. DOI:https://doi.org/10.24412/2541-9269-2023-1-34-39. EDN: https://elibrary.ru/GWLWTB
2. Соболев С.В. К вопросу об изучении движения заряженной частицы в магнитном поле // Физика в школе. 2023. № 1. С. 30-34. DOI:https://doi.org/10.47639/0130-5522_2023_1_30. EDN: https://elibrary.ru/YSSCMC
3. Лекомцев П.Л., Ниязов А.М., Шавкунов М.Л., Корепанов А.С. Движение заряженной частицы в электромагнитном поле // Сельский механизатор. 2023. № 8. С. 22-23. DOI:https://doi.org/10.47336/0131-7393-2023-8-22-23. EDN: https://elibrary.ru/IYFYEG
4. Шапошников Ф.В., Уткина Л.Ф. Безызлучательное движение заряженной частицы в магнитном поле // Новые технологии. Наука, техника, педагогика = New Technologies. Science, Engineering, Pedagogics : Материалы Всероссийской научно-практической конференции = Proceedings of the All-Russian scientific-practical conference, Москва, 19–26 февраля 2024 года. – Москва: Московский Политех, 2024. С. 365-368. EDN: https://elibrary.ru/VDHWYU
5. Soni P.K., Kakad B., Kakad A. Simulation study of motion of charged particles trapped in Earth’s magnetosphere // Advances in Space Research. 2021. Vol. 67. Iss. 2. P. 749-761. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.10.020. EDN: https://elibrary.ru/KJJVGB
6. Xu Zh., Bo X., Wu H. [et al.] Numerical simulation of contact and separation of magnetic particles under uniform magnetic field // Journal of Physics D: Applied Physics. 2022. Vol. 55, No. 8. P. 085001. DOI:https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac353a. EDN: https://elibrary.ru/RYTCRU
7. Arendt V. Numerical methods, energy conservation, and a new method for particle motion in magnetic fields // Mathematics and Computers in Simulation. 2023. Vol. 205. P. 142-185. DOI:https://doi.org/10.1016/j.matcom.2022.09.015. EDN: https://elibrary.ru/NSZRWK
8. Filho D.P.M., Souza N.R.D.S., Kamassury J.K.S. [et al.] Didactic study on classical dynamics of an electrically charged particle under influence of a constant and uniform magnetic field // Brazilian Journal of Development. 2023. Vol. 9, No. 6. P. 19815-19830. DOI:https://doi.org/10.34117/bjdv9n6-073. EDN: https://elibrary.ru/OJHGYD
9. Kudryavtsev D.I., Kopytov G.Ph., Brazhko V.A. Motion of a Charged Particle in the Electromagnetic Field of a Polarization-Modulated Wave in the Presence of a Constant Magnetic Field // Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Series Natural Sciences. 2023. No. 5(110). P. 73-89. DOI:https://doi.org/10.18698/1812-3368-2023-5-73-89. EDN: https://elibrary.ru/OABAAQ
10. Shaar Ya.N., Rizcallah J.A., Karnilovich S.P. A charged particle driven by an electromagnetic wave in crossed electric and magnetic fields // Physica Scripta. 2023. Vol. 98, No. 4. P. 045018. DOIhttps://doi.org/10.1088/1402-4896/acc2f5. EDN: https://elibrary.ru/SXUWHX
11. Кудря А.П., Жданова Т.П., Сирота М.А., Стибаев А.Г. Моделирование движения заряженных частиц в магнитном поле соленоида // Физическое образование в ВУЗах. 2020. Т. 26. № 4. С. 88-96. EDN: https://elibrary.ru/NJIUZL
12. Голубков В.С., Майоров А.Г. Пакет программ для численных расчетов траектории частиц в магнитосфере Земли и его применение для обработки данных эксперимента PAMELA // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2021. Т. 85, № 4. С. 512-514. DOI:https://doi.org/10.31857/S0367676521040128. EDN: https://elibrary.ru/MDFXIR
13. Парфенов С.А. О движении заряженной частицы в электромагнитном поле // Путь в науку: материалы региональной научно-практической конференции, Мурманск, 12–17 апреля 2021 года / отв. ред. А. А. Ляш. Мурманск: Мурманский арктический государственный университет, 2021. С. 49-51. EDN: https://elibrary.ru/YIXPWO
14. Пипич П.В. Применение систем компьютерной математики для исследования движения частиц в электрическом, магнитном и гравитационном полях // Физическое образование в ВУЗах. 2023. Т. 29, № 3. С. 137-151. DOI:https://doi.org/10.54965/16093143_2023_29_3_137. EDN: https://elibrary.ru/KUIGGB
15. Жлоба М.Е. Компьютерное моделирование траектории движения заряженной частицы в магнитном поле // XVIII Машеровские чтения: Материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 2-х томах, Витебск, 25 октября 2024 года. Витебск: Витебский государственный университет им. П.М. Машерова, 2024. С. 16-18. EDN: https://elibrary.ru/MENASI
16. Fang Y., Hou Zh., Liu H. Simulation of motion of charged particles in inhomogeneous electromagnetic field based on Matlab // Proc. SPIE 13226, Third International Conference on Advanced Manufacturing Technology and Manufacturing Systems (ICAMTMS 2024), 132263J (5 August 2024). DOI:https://doi.org/10.1117/12.3038352.
