Том 12, номер 3,
2006 ISSN 1609 - 3143
Физическое образование
в вузах
Издательский Дом Московского Физического общества
Редколлегия журнала "Физическое образование
в вузах"
Главный редактор
Крохин Олег Николаевич - академик, Московский
инженерно-физический институт (государственный университет), Физический
институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия.
Заместители Главного редактора
Гладун Анатолий Деомидович - Московский
физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный
Московской области, Россия.
Николаев Владимир Иванович - Московский
государственный университет
им. М.В. Ломоносова, Центр переподготовки научно-педагогических кадров
МГУ, Москва, Россия.
Суханов Александр Дмитриевич - Российский университет
дружбы народов, Российский научный центр физического образования, Москва, Россия.
Шапочкин Михаил Борисович - Московский энергетический
институт (технический
университет), Московское физическое общество, Москва, Россия.
Редакционная коллегия
Кудрявцев Николай Николаевич - Московский
физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный
Московской области, Россия.
Колесников Юрий Леонидович - Санкт-Петербургский
государственный университет информационных технологий, механики и оптики,
Санкт - Петербург, Россия.
Лебедев Юрий Анатольевич - Объединённое
физическое общество РФ, Москва, Россия.
Песоцкий Юрий Сергеевич - Российское
научно-производственное объединение "Росучприбор", Москва, Россия.
Рудой Юрий Григорьевич - Российский университет
дружбы народов, Москва, Россия.
Светозаров Владимир Владимирович - НТЦ
"ВЛАДИС", Московский инженерно-физический институт (государственный
университет), Москва, Россия.
Спирин Геннадий Георгиевич - Московский
авиационный институт (технический университет), Москва, Россия.
Трухин Владимир Ильич - Московский
государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия.
Чернышев Виктор Викторович - Военно-воздушная
инженерная академия им. профессора Н.Е. Жуковского, Москва, Россия.
Ответственный секретарь
Калачев Николай Валентинович - Физический
институт им. П.Н. Лебедева РАН, Московское физическое общество, Москва,
Россия.
Техническая редакция
Березин Павел Дмитриевич - Физический
институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия.
Черткова Ирина Николаевна - Физический институт им.
П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия.
- Издательский дом МФО, 2006 г.
Физическое образование в вузах
Т. 12, N 3, 2006
Содержание
3 Мировые тенденции развития физического образования
В.А. Алешкевич
13 Интеграция образования и прикладных исследований на кафедре
квантовой электроники Красноярского государственного университета
А.С. Проворов, М.Ю. Реушев, В.В. Салмин, А.Г. Сизых,
Е.А. Слюсарева, А.В. Сорокин
27 Метрологические аспекты курса общей физики
В.С. Идиатулин
37 О выводе уравнения Эйлера в гидродинамике и условии
несжимаемости жидкости
Н.Н. Лукерченко, Ю.А. Попов, Ю.П. Рыбаков, Г.Н. Шикин
43 Волновая природа явления электромагнитной индукции
П.М. Меднис
49 Пружинный маятник Фруда
В.С. Булыгин
58 Система эвристических приемов решения физических задач
М.С. Красин
70 О типовом комплекте оборудования для лаборатории
"Квантовая физика и строение вещества"
Е.Э. Фискинд
77 Изучение физики материалов и компонентов твердотельной
электроники в педагогическом
вузе
И.И. Хинич, Е.В. Цуревский
85 Описание экспериментальной установки, моделирующей механизм
взаимодействия вихря с водной поверхностью
В.А. Бубнов
99 Простое наблюдение геометрической фазы Рытова
В.И. Цой, Л.А. Мельников, В.Л. Дербов, М.Б. Железнов
105 Лабораторная работа "Корпускулярные свойства g-излучения"
А.В. Макиенко, Б.Г. Чернявский
109 Изучение движения заряженной частицы в скрещенных стационарных
электрическом и магнитном полях с помощью виртуальных лабораторных
работ
Н.С. Кравченко, О.Г. Ревинская
117 Роль новых интегративных спецкурсов и практикумов в профессиональной
подготовке специалистов в области физико-математического образования
Г.М. Магомедов, А.К. Касимов
125 Физические демонстрации в педагогическом вузе
С.Ю. Мельков, В.Г. Приданов
132 Аннотации
Physics in Higher Education
T. 12, N 3, 2006
The contents
3
World Tendencies of the Physics Education Development
V.A. Aleshkevich
13 Education and Applied Researches Integration
at the Quantum Electronics Department of Krasnoyarsk State University
A.S. Provorov, M.Yu. Reushev, V.V. Salmin, A.G. Sizykh,
E.A. Slyusareva, A.V. Sorokin
27 The Metrology Aspects for General Physics Course
V.S. Idiyatulin
37 On Deriving Euler Equation in Hydrodynamics and Сonsequences
of Incompressibility Condition for Liquid
N.N. Lukerchenko, Yu.A. Popov, Yu.P. Rybakov and G.N. Shikin
43 The Wave Nature of Electromagnetic Induction Phenomenon
P.M. Mednis
49 Froude's Spring Pendulum
V.S. Bulygin
58 The System of Heurististic Methods of Solving Problems
in Physics
M.S. Krasin
70 About Standard Set of Equipment on Laboratory
"Quant Physics and Structure of Matter"
E.E. Fiskind
77 Studying of Physics of Materials and Components
of Solid-State Electronics in Pedagogical High School
I.I. Khinich, E.B. Tzurevskii
85 The Description of Experimental Installation Simulating
the Mechanism Interactions of a Whirlwind with a Water Surface
V.A. Bubnov
99 The Simple Observation of the Geometrical Rytov Phase
V.I. Tsoy, L.A. Melnikov, V.L. Derbov, M.B. Zheleznov
105 The Laboratory Experiment "Corpuscular Properties
of g-Radiation"
A.V. Makienko, B.G. Chernyavsky
109 The Study of the Movement of Charged Particle
in Stationary Crossed Electrical and Magnetic Fields
via Virtual Laboratory Works
N.S. Kravchenko, O.G. Revinskaya
117 Role New Integration Special Course and Practical Work
"Physics of Polymers and Composites" in Preparation of Experts
of a Physical and Mathematical Direction
G.M. Magomedov, A.K. Kasimov
125 Physical Demonstrations in Pedagogical Universities
S.Yu. Mel'nikov, V.G. Pridanov
132 Abstracts
Мировые тенденции развития физического образования
В.А. Алешкевич
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
физический факультет
Предпринята попытка анализа важных тенденций физического образования
в высшей школе в России и за рубежом. Для этой цели использованы официальные
документы ЮНЕСКО, Европейской сети физического образования, а также Интернет-ресурсы.
Интеграция образования и прикладных исследований
на кафедре квантовой электроники Красноярского государственного университета
А.С. Проворов, М.Ю. Реушев, В.В. Салмин, А.Г. Сизых,
Е.А. Слюсарева, А.В. Сорокин
Красноярский государственный университет
Представлен и обсуждается опыт интеграции образования и прикладных
исследований кафедры квантовой электроники Красноярского государственного
университета. Рассмотрены системы многоуровневой общеобразовательной
и специальной подготовки физиков по специализациям "Квантовая электроника"
и "Медицинская физика". Приведены примеры интеграции направлений прикладных
исследований с учебным процессом.
Метрологические аспекты курса общей физики
В.С. Идиатулин
ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 426069, Ижевск, ул. Студенческая, 11
e-mail: root@isa.nivad.ru
Рассмотрены метрологические аспекты курса общей физики вуза, относящиеся
к физической терминологии, определениям физических величин и их единиц.
Отмечено, что в учебной и справочной литературе это проводится не всегда
физически корректно. Обсуждаются задачи определений и их роль в раскрытии
сущности и усвоении физических понятий.
О выводе уравнения Эйлера в гидродинамике
и условии несжимаемости жидкости
Н.Н. Лукерченко, Ю.А. Попов, Ю.П. Рыбаков, Г.Н. Шикин
a)Российский университет дружбы народов
б)Институт гидродинамики Чешской Академии Наук
E-mail: soliton4@mail.ru
В статье обсуждается методология вывода уравнения Эйлера в
гидродинамике и условие несжимаемости жидкости. Показано, что
последнее имеет множество нетривиальных решений.
Волновая природа явления электромагнитной индукции
П.М. Меднис
Новосибирский государственный педагогический университет, кафедра общей
физики
Россия, 630126, Новосибирск, Вилюйская 28, e-mail: pmednis@inbox.ru
На примере металлического диска, вращающегося с постоянной угловой скоростью
в постоянном и однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости
диска, рассмотрен вопрос о возбуждении электродвижущей силы (э.д.с.)
индукции в среде с волновой точки зрения.
Пружинный маятник Фруда
В.С. Булыгин
Московский физико-технический институт (государственный университет)
bulygin@nm.ru
Рассмотрено движение пружинного маятника под воздействием силы трения
с падающей зависимостью от скорости.
Система эвристических приемов решения физических задач
М.С. Красин
Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского
248023, Россия, г. Калуга, ул. Ст. Разина, д. 26 КГПУ
E-mail: krasin@kspu.kaluga.ru
Приводится авторская система эвристических приёмов решения задач по физике
для учащихся средней школы. Даётся обоснование подобного объединения
приёмов и их структурирования. Содержатся пояснения к приёмам, примеры,
иллюстрирующие их эффективность и краткие методические рекомендации.
О типовом комплекте оборудования для лаборатории "Квантовая физика
и строение вещества"
Е.Э. Фискинд
Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия
E-mail: fiskind@ntspi.ru
Рассмотрены методические особенности комплекта лабораторного оборудования
по квантовой физике ФПК. Проведен анализ возможностей установок по измерению
резонансного потенциала, изучению космических лучей и эффекта Холла.
Изучение физики материалов и компонентов твердотельной электроники
в педагогическом вузе
И.И. Хинич, Е.В. Цуревский
Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
Набережная. р. Мойки, 48, 191186, Санкт-Петербург, Россия
Предлагается новый методический подход к построению лабораторного практикума
по изучению физических основ твердотельной электроники в педагогических
вузах.
Описание экспериментальной установки, моделирующей механизм взаимодействия
вихря с водной поверхностью
В.А. Бубнов
Московский городской педагогический университет (Кафедра естественнонаучных
дисциплин) 129226, 2-й Сельскохозяйственный проезд, д.4. E-mail: bub@mgpu.ru
В работе описана конструкция экспериментальной установки, которая раскрывает
механизм взаимодействия изолированного вихря с нагретой водной поверхностью.
Показано, что вихрь возбуждает на водной поверхности цилиндрические волны,
которые интенсифицируют процесс испарения жидкости.
Простое наблюдение геометрической фазы Рытова
В.И. Цой, Л.А. Мельников, В.Л. Дербов, М.Б. Железнов
Саратовский государственный университет, 410012, Саратов, Россия
Описан простой способ наблюдения вращения плоскости поляризации при
распространении света по неплоским траекториям. Подобные наблюдения легко
осуществимы в практикуме по общей физике.
Лабораторная работа "Корпускулярные свойства g-излучения"
А.В. Макиенко, Б.Г. Чернявский
Томский политехнический университет
634050 г. Томск, пр. Ленина, 30
Е-mail: antoninamak@mail2000.ru
Описана лабораторная установка по изучению корпускулярных свойств
g-излучения, отличающаяся от известных работ физического практикума.
Важным отличием является возможность изменения положения g-источника
относительно двух детекторов с применением схемы совпадений. Кроме того
установка также позволяет исследовать статистическое распределение вероятности
попадания g-фотонов в детекторы.
Изучение движения заряженной частицы в скрещенных стационарных электрическом
и магнитном полях с помощью виртуальных лабораторных работ
Н.С. Кравченко, О.Г. Ревинская
Томский политехнический университет, 634034, Томск, пр. Ленина, 30
e-mail: ogr@tpu.ru
Рассмотрение движения заряженных частиц во внешних полях различной конфигурации
имеет большое методическое значение при изучении раздела "Электричество
и магнетизм" курса общей физики. В двух случаях движения можно представить
в виде суперпозиции поступательного и вращательного движения (трохоида,
винтовая линия). В ходе работы у студентов формируются не только предметные
знания, но и обобщенные навыки исследования теоретических моделей.
Роль новых интегративных спецкурсов и практикумов
в профессиональной подготовке специалистов в области физико-математического
образования
Г.М. Магомедов, А.К. Касимов
Дагестанский государственный педагогический университет
367003, г. Махачкала, ул. М. Ярагского, 57
E-mail: arifkas@mail.ru
Рассмотрены роль новых интегративных спецкурсов, практикумов и факультативов
(на примере "Физики полимеров и композитов") в многоуровневой естественнонаучной
подготовке студентов в системе высшего профессионального образования
и формирование профессионально значимых качеств бакалавров, специалистов
и магистров в области физико-математического образования.
Физические демонстрации в педагогическом вузе
С.Ю. Мельков, В.Г. Приданов
Новосибирский государственный педагогический университет
630126 Новосибирск, Вилюйская 28 , spog@mail.ru
Обсуждаются вопросы постановки демонстрационных опытов в курсе общей
физики и современные проблемы, возникающие при этом. Указаны возможности
использования научного и технического потенциала студентов - выпускников
для поддержания экспериментальной базы в рабочем состоянии.
World Tendencies of the Physics Education Development
V.A. Aleshkevich
Lomonosov Moscow State University
In this paper, the analysis of important tendencies of the physics education
in high school was made. The outlines of the paper are based on the official
documents UNESCO, European physics education network, Internet resources
and others.
Education and Applied Researches Integration
at the Quantum Electronics Department of Krasnoyarsk State University
A. S. Provorov, M. Yu. Reushev, V.V. Salmin, A.G. Sizykh,
E. A. Slyusareva, A.V. Sorokin
Krasnoyarsk State University
We report the experience of education and applied researches integration
at the Quantum Electronics Department of Krasnoyarsk State University.
The systems of multi-stage general and special training specialization
"Quantum electronics" and "Medical physics" are considered. The examples
of education process and applied researches integration are presented.
The Metrology Aspects for General Physics Course
V.S. Idiyatulin
Izhevsk State Agricultural Academy
The metrology aspects for general course of physics, which are concerned
with the physical terminology and physical quantity and their units'
definition, are considered. It is not always carried out physically correct
in schoolbooks or in reference literature. The tasks of definition and
their role in uncovering of the essence and learning of physical concepts
are discussed.
On Deriving Euler Equation in Hydrodynamics
and Consequences of Incompressibility
Condition for Liquid
N.N. Lukerchenko, Yu.A. Popov, Yu.P. Rybakov and
G.N. Shikin
Russian University of Friendship of Peoples
We discuss the methodology of deriving Euler equation in Hydrodynamics
and show that the incompressibility condition for liquid admits the variety
of nontrivial solutions.
The Wave Nature of Electromagnetic Induction Phenomenon
P.M. Mednis
Novosibirsk State Pedagogical University
From the wave point of view the question of generation the induced the
electromotive force (emf) in metallic disk which rotates with constant
angular velocity inside constant and uniform magnetic field which is
orthogonal to the disks surfaces is considered.
Froude's Spring Pendulum
V.S. Bulygin
Moscow Institute of Physics and Technology (State University, Russia)
bulygin@nm.ru
Surveyed the motion of a spring pendulum under action of a frictional
force with impinging dependence on velocity.
The System of Heurististic Methods of Solving Problems in Physics
M.S. Krasin
K. Tsiolcovski Kaluga State Pedagogical University
The author's system of heurististic methods of solving problems in physics
for secondary school students s submitted. The article gives the basic
for uniting and structuring those methods. It presents the descriptions
of the methods, examples, illustrating their efficiency, and brief methodical
recommendations.
About Standard Set of Equipment
on Laboratory " Quantum Physics and
Structure of Matter"
E.E. Fiskind
Nizhniy Tagil State Social-Pedagogical Academy
е-mail: fiskind@ntspi.ru
A peculiarities standard of laboratory equipment on quant physics FPK
has been considered. Analysis possibilities of set on measurements of
resonance potential, study cosmic rays and Hall's effect has been implemented.
Studying of Physics of Materials
and Components
of Solid-State Electronics in Pedagogical High School
I.I. Khinich, E.B. Tzurevskii
Herzen's Russian State Pedagogical University
Moyka r. embankment, 48, 191186, St. Petersburg, Russia
A new methodical approach to construction of a laboratory practical work
on studying physical bases of solid-state electronics in pedagogical
high schools is offered.
The Description of Experimental Installation Simulating
the Mechanism Interactions of a Whirlwind with a Water Surface
V.A. Bubnov
Moscow City Pedagogical University
In work the design of experimental installation is described which opens
the mechanism of interaction of the isolated whirlwind with the heated
up water surface. Is shown, that the whirlwind raises on a water surface
cylindrical waves, which intensify process of evaporation of a liquid.
The Simple Observation of the Geometrical Rytov Phase
V.I. Tsoy, L.A. Melnikov, V.L. Derbov, M.B. Zheleznov
Physics Department, Saratov State University, 83 Astrakhanskaya Str.
410012 Saratov, Russia
The simple observation of the polarization plane rotation under the non-planar
light propagation is described. It is easy to realize such observation
in the teaching physics laboratory.
The Laboratory Experiment "Corpuscular Properties
of g-Radiation"
A.V. Makienko, B.G. Chernyavsky
Tomsk Polytechnical University
The new laboratory equipment is described for the study of corpuscular
properties of g-radiation. The important difference consists in the possibility
of change of the position of g-source relative to the pair of detectors
with the use of the coincidence scheme.
The Study of the Movement of Charged Particles
in Stationary Crossed Electrical and Magnetic Fields
via Virtual Laboratory Works
N.S. Kravchenko, O.G. Revinskaya
Tomsk Polytechnic Institute
The question studied has an important methodical significance in the
section of "Electricity and Magnetism" in the course of general physics.
In two cases these movements may be represented as a superposition of
translational and rotational movements (Trochoida, spiral line). In performing
the work the students obtain not only concrete knowledge, but also the
experience of studying of theoretical models.
Role New Integration Special Course and Practical Work
"Physics of Polymers and Composites" in Preparation of Experts of a Physical
and Mathematical Direction
G.M. Magomedov, A.K. Kasimov
The Dagestan state pedagogical university
367003, Makhachkala, street. M. Jarakskogo, 57
E-mail: arifkas@mail.ru
The role of new integration special course and a practical work "Physics
of polymers and composites" is considered in multilevel natural-science
preparation of students in system of the supreme vocational training
and formation of professionally significant qualities of bachelors, experts
and masters of physical and mathematical education.
Physical Demonstrations in Pedagogical
Institutes
of Higher Education
S.Yu. Melkov, V.G. Pridanov
Novosibirsk State Pedagogical University, 630126 Novosibirsk, Vilyuy
st. 28 spog@mail.ru
In this paper are discussed questions of the setting up of demonstration
experiments in the course of general physics and contemporary problems,
appearing in this case. Also are indicated the possibilities of using
the scientific and technical potential of students - graduates for maintaining
the experimental base in running order. |