Том 17, номер 2, 2011               ISSN 1609 - 3143

Физическое образование в вузах

Издательский Дом Московского Физического общества

Совет журнала

Крохин Олег Николаевич - главный редактор, академик РАН, научный руководитель Высшей школы физиков НИЯУ МИФИ, проф., доктор физико-математических наук
Гладун Анатолий Деомидович - заместитель главного редактора, проф. МФТИ (ГУ), доктор физико-математических наук Николаев Владимир Иванович -- заместитель главного редактора, проф. МГУ им. М.В. Ломоносова, директор ЦПНПК при МГУ, доктор физико-математических наук
Николаев Владимир Иванович — заместитель главного редактора, проф. МГУ им. М.В. Ломоносова, директор ЦПНПК при МГУ, доктор физико-математических наук.
Суханов Александр Дмитриевич -- заместитель главного редактора, проф. РУДН, директор Центра естественнонаучного образования Минобрнауки РФ при РУДН, доктор физико-математических наук
Шапочкин Михаил Борисович -- заместитель главного редактора, председатель Правления МФО, проф., доктор физико-математических наук
Колесников Юрий Леонидович -- проректор СПбГУ ИТМО, проф., доктор физико-математических наук
Кудрявцев Николай Николаевич -- ректор МФТИ (ГУ), член-корреспондент РАН, проф., доктор физико-математических наук
Стриханов Михаил Николаевич -- ректор НИЯУ МИФИ, проф., доктор физико-математических наук
Трухин Владимир Ильич -- декан физфака МГУ им. М.В. Ломоносова, проф., доктор физико-математических наук

Редакционная коллегия

Ответственный секретарь
Калачев Николай Валентинович -- старший научный сотрудник отдела ученого секретаря ФИАН, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана и Финансового университета при Правительстве РФ, кандидат физико-математических наук

Гороховатский Юрий Андреевич -- зав. каф. РГПУ им. А.И. Герцена, проф., доктор физико-математических наук
Завестовская Ирина Николаевна -- декан Спецфака МИФИ, доц., кандидат физико-математических наук
Калашников Николай Павлович -- зав. каф. НИЯУ МИФИ, проф., доктор физико-математических наук
Лебедев Владимир Сергеевич -- зав. каф. МФТИ (ГУ), проф., доктор физико-математических наук
Лебедев Юрий Анатольевич -- зам. Председателя Правления Объединённого физического общества РФ, доктор физико-математических наук
Песоцкий Юрий Сергеевич -- ген. директор ООО "Марпут", проф., доктор педагогических наук
Пурышева Наталия Сергеевна -- зав. каф. МПГУ, проф., доктор педагогических наук
Рудой Юрий Григорьевич -- проф. РУДН, доктор физико-математических наук
Салецкий Александр Михайлович -- зав. каф. МГУ им. М.В. Ломоносова, проф., доктор физико-математических наук
Спирин Геннадий Георгиевич -- зав. каф. МАИ (ГТУ), проф., доктор технических наук
Чернышев Виктор Викторович -- зав. каф. ВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, проф., кандидат технических наук

Техническая редакция

Березин Павел Дмитриевич -- руководитель РИИС ФИАН.
Алексеева Татьяна Валерьевна -- инженер РИИС ФИАН.
Алексеева Татьяна Викторовна -- редактор РИИС ФИАН.

Издательский дом МФО, 2010 г.

Физическое образование в вузах
Т. 17, N 2, 2011

Содержание

3 Профессору Владимиру Ивановичу Николаеву – 75 лет!
5 К 75-летию А.Д. Суханова
8 Принцип историзма в преподавании физики
В.И. Попков
23 Экспериментальное и теоретическое исследование электрических изображений в различных системах
В.А. Саранин, А.Б. Федоров
30 О равенстве коэффициентов взаимной индукции
Н.П. Калашников, С.Г. Рубин
36 "Лишние" данные в задачах по физике
В.И. Николаев
40 Свойства времени в Специальной теории относительности (СТО)
А.В. Хрусталев
53 Квазиклассические оценки структуры атома водорода (Методические замечания о преподавании основ квантовой теории)
А.В. Берков
64 НИР студентов факультета строительства и городского хозяйства на кафедре физики ИрГТУ
Т.И. Шишелова
69 Интегративные элементы физической модели "Плазмотрон"
С.В. Анахов
76 Формирование умений разработки физических основ принципов действия современных технических устройств в исследовательском изучении физики полупроводников
Н.В. Клишкова, Ю.С. Остроумова, А.И. Сидоров, С.Д. Ханин, Е.Б. Шадрин
84 К истории общего физического практикума. Механика
В.И. Козлов
90 Использование компьютеризированной лабораторной установки для проведения учебного исследования по оптике
О.П. Матвеев, Е.Э. Фискинд
97 Пленочные объекты для демонстрации и исследования явления гигантского магнитосопротивления
В.Б. Лобода, Ю.А. Шкурдода, В.А. Кравченко, С.Н. Хурсенко
103 Квантовая механика и оптика: III. Педагогический эксперимент с использованием аналогий
В.Н. Хильманович, С.В. Жуковский, С.В. Гапоненко
115 Связь выпускных квалификационных работ студентов с вузом и школой
В.Г. Приданов
123 Учебное исследование электростатического взаимодействия как средство развития экспериментальных умений студентов
В.В. Майер, В.А. Саранин, Е.И. Вараксина, А.Б. Федоров
136 К вычислению моментов инерции полу-шара
В.И. Козлов
140 Аннотации

Physics in Higher Education
V. 17, N 2, 2011
The contents
3 Heartily Congratulations to Our Jubilee’s Men (V.I. Nikolaev)
5 Heartily Congratulations to Our Jubilee’s Men (A.D. Sukhanov)
8 Historism Principle in Physics Teaching
V.I. Popkov
23 Experimental and Theoretical Research of Electric Images in Various Systems
V.A. Saranin, A.B. Fedorov
30 On the Equality of Coefficients of Mutual Inductivity
N.P. Kalashnikov and S.G. Rubin
36 "Superfluous" Data in Physics Tasks
V.I. Nikolaev
40 Properties of Time in Special Theory of Relativity (STR)
A.V. Khrustaliov
53 Quasiclassical Evaluation of the Hydrogen Atom (Methodical Comments about Teaching the Foundations of Quantum Theory)
A.V. Berkov
64 Research Work of Students of Faculty of Building and Municipal Economy on Chair of Physics of ISTU
T.I. Shishelova
69 Integrated Elements of Physical Model "Plasmotron"
S.V. Anakhov
76 Skill Development of Working out of Operation Principles of Modern Devices in Semiconductor Physics Researching Education
N.V. Kliskova, Yu.S. Ostroumova, A.I. Sidorov, S.D. Khanin, E.B. Shadrin
84 On the History of General Physical Practicum: Mechanics
V.I. Kozlov
90 Use of the Computerized Laboratory Installation for Carrying out of Educational Research on Optics
O.P. Matveev, E.E. Fiskind
97 Film Samples for Demonstration and Researches of Effect Giant Magnetoresistance
V.B. Loboda, Yu. A. Shkurdoda, V.A. Kravchenko, S.N. Hursenko
103 Quantum Mechanics and Optics: III. The Pedagogical Experiment with Using Analogies
V.N. Khilmanovich, S.V. Zhukovsky, S.V. Gaponenko
115 Communication FQW Students with the University and School
V.G. Pridanov
123 Educational Research of Electrostatic Interactions as Means of Development Experimental Skills of Students
V.V. Mayer, V.A. Saranin, E.I. Varaksina, A.B. Fedorov
136 On Calculation of Moments of Inertia of a Half Ball
V.I. Kozlov
140 Abstracts

Профессору Владимиру Ивановичу Николаеву – 75 лет!

29 марта исполнилось 75 лет профессору кафедры общей физики МГУ им. М.В. Ломоносова Николаеву Владимиру Ивановичу. Вся трудовая деятельность В.И. Николаева связана с Московским университетом. Окончив физический факультет и аспирантуру, Владимир Иванович с 1963 г. работает на кафедре общей физики, став в 1981 г. профессором. Он читал семестровые курсы лекций для студентов 1 и 2 курсов по разделам "Механика", "Молекулярная физика", "Электричество и магнетизм", а также спецкурсы для студентов старших курсов и аспирантов "Физика магнитных явлений", "Мессбауэровская спектроскопия магнитоупорядоченных систем", "Прикладная мессбауэровская спектроскопия", "Релаксационные явления в эффекте Мессбауэра". По результатам анкетирования и опроса студентов в 2003 году В.И. Николаев был удостоен звания "Преподаватель года". Профессор В.И. Николаев является замечательным методистом. Своим богатым преподавательским опытом он щедро делится с другими. Более 15 лет он руководил семинаром по методике преподавания физики для молодых преподавателей. Многим сотрудникам кафедры эти семинары помогли освоить основы педагогического мастерства. Теперь очень много физических законов и определений мы формулируем "по Николаеву". С 1991 г. В.И. Николаев является директором Центра переподготовки научно-педагогических кадров МГУ (бывший факультет повышения квалификации), где ведет большую организационную работу. При Центре им был организован Лекторий для учителей физики г. Москвы, который, начиная с 1992 г., трижды в год в период осенних, зимних и весенних школьных каникул проводит свои лекционные сессии. За свою многолетнюю плодотворную работу В.И. Николаев в 2000 г. был удостоен звания "Заслуженный профессор Московского университета", а в 2003 г. стал победителем конкурса, посвященного 70*летнему юбилею физического факультета, в номинации "Педагогическая деятельность". С 2002 г. является членом Президиума Научно*методического Совета по физике Минобразования РФ. Он уделяет также много внимания распространению физических знаний и методических разработок в вопросах преподавания, являясь заместителем главного редактора журнала "Физическое образование в вузах" и членом редколлегии РЖ "Физика".
Наряду с преподавательской деятельностью, В.И. Николаев успешно занимается научной работой. Он – ученик И.К. Кикоина. В 1979 г. стал доктором физико-математических наук. К области его научных интересов относятся: физика магнитных явлений, физика твердого тела, мессбауэровская спектроскопия, физические свойства систем наночастиц. Им был получен ряд приоритетных научных результатов. В 1961 г. осуществил (в Институте атомной энергии) первые в СССР опыты по эффекту Мессбауэра с изотопом Fe*57. Показал, что вероятность эффекта Мессбауэра зависит от магнитного состояния вещества. Им была выявлена особая роль ангармонизма колебаний атомов в тепловых свойствах наночастиц, предсказано существование нового фазового перехода – "парамагнетизм – индуцированный суперпарамагнетизм", введено представление о переходах более "мягких", чем фазовые переходы второго рода.
В.И. Николаев подготовил более 30 кандидатов и 3*х докторов наук. Он автор около 300 научных и научно*методических работ. Является членом двух диссертационных советов при МГУ, членом Ученого Совета дополнительного образования. Много лет Владимир Иванович активно участвовал в работе общества "Знание". С лекциями объездил всю нашу страну. Являлся первым заместителем председателя Правления организации общества "Знание" МГУ. Владимир Иванович получил благодарности ректора МГУ академика В.А. Садовничего и декана физического факультета профессора В.И. Трухина – за многолетнюю плодотворную педагогическую, научную и методическую деятельность.
Редакционная коллегия, сотрудники редакции сердечно поздравляют Владимира Ивановича с юбилеем и желают ему крепкого здоровья и больших творческих успехов на нелегком пути отечественной науки и педагогики.

К 75_летию А.Д. Суханова

15 мая 2011 г. исполнилось 75 лет заместителю главного редактора нашего журнала д.ф._м.н., профессору Александру Дмитриевичу Суханову. Его имя широко известно физикам-теоретикам и физикам-преподавателям. В этих двух основных ипостасях своей деятельности он заслужил репутацию энтузиаста и первопроходца задолго до того, как термин "инновация" вошел в нашу жизнь. Многие его начинания получили признание в научно-педагогическом сообществе, за что он был удостоен высоких почетных званий и наград – от премии Президента России в области образования до премии им. Н.Н. Боголюбова Национальной академии наук Украины за научные работы.
Начав свою педагогическую деятельность в высшей школе в 1963 году, АД недолго шел по проторенной колее, накатанной коллегами-предшественниками. Его не удовлетворяла фрагментарность и анахроничность структуры курса физики, которая была уместна во времена Хвольсона, но не отвечала состоянию науки конца 20 столетия. Глубоко чувствуя необходимость перемен, он искал основания для превращения нашей дисциплины в органически целостный монолит. В итоге им был написан капитальный
труд – ФКФ в 4-х томах (1996-2004 гг.) и Лекции по квантовой физике (1991 и 2006 гг.), с единомышленниками АД стал соавтором современной учебной программы, которая была признана МО РФ как основная примерная программа для инженеров (1994, 2000 г.г.). Однако на пути массового распространения этой программы возникло большое количество труднопреодолимых препятствий. Свою энергию, настойчивость и авторитет, будучи членом Президиума НМС по физике, он направляет на противодействие тому размыванию устоев высшего образования, которое происходит в наши дни. С именем АД неразрывно связана и другая инновация в российском образовании – дисциплина КСЕ, не имеющая аналогов за рубежом. Предназначенная исходно для гуманитариев, которым были адресованы написанные им учебник (2000, 2004 и 2006 г.г.) и утвержденная МО учебная программа (1995, 2000 гг.), эта дисциплина была замышлена как современная интерпретация естественнонаучной картины мира.
Важность этой тематики была признана как чиновниками, так и преподавательским сообществом, курс вошел в ГОСы, но тенденция к узкой профессионализации привела к выхолащиванию первоначальной идеи, так что возникла угроза практически полного свертывания дисциплины. Однако и в этих условиях АД как зам. председателя НМС по КСЕ не прекращает борьбу за восстановление ее статуса и содержания. Не менее активно АД проявил себя и в науке. Будучи учеником второй генерации школы академика Н.Н. Боголюбова, он опубликовал свою первую научную статью в 1958 г., за год до окончания физфака МГУ. С тех пор им было написано около 400 работ, более половины из которых посвящены разным разделам теоретической физики. При этом его интересы не замыкались в достаточно специальной области квантовой теории поля, в которой он начинал свою научную жизнь. После защиты в МГУ докторской диссертации (1971 г.) АД постепенно переключается на другие направления исследований. В их числе и прикладные вопросы физики, и история и методология физики, и проблемы физического образования. Можно сказать, что все это время он искал тему, в которой можно было бы выразить его понимание единства физики. В итоге, в середине 90-х годов он увлекся проблемой, на первый взгляд, весьма далекой от КТП, – статистической термодинамикой. Его привлекла идея навести мосты между квантовой и "тепловой" физикой, основанная на присущей им близости типов ансамблевого описания. Сейчас он успешно трудится в этой области, развивая новое направление – современную стохастическую термодинамику. Эти результаты, объединенные общим брендом "Инкорпорация термодинамики в квантовую теорию" и поддержанные рядом грантов РФФИ, в течение последнего десятилетия воплощены в серии статей, коллективной монографии (Вена, 2011 г.), докладах на престижных международных конференциях. И как всегда, несмотря на значительное число оппонентов, он горячо убеждает коллег в правомерности своего подхода и завоевывает сторонников.
Описание неутомимой деятельности АД окажется неполным, если в него не включить издательское направление. Его усилиями на русском языке было издано 4-томное Собрание трудов Дирака (2002-2004 г.г.) (единственное в мире полное издание) и академически выполненное Собрание трудов Н.Н. Боголюбова в 12 томах (2005-2009 гг.). В них он выступил как лидер огромного коллектива, приняв на себя обязанности организатора, переводчика, научного редактора и автора комментариев. Его неустанная забота о подготовке квалифицированной научной смены проявилась в отдельном издании Избранных университетских лекций Н.Н. Боголюбова (2009 г.). Все публичные выступления А.Д. Суханова всегда глубоко полемичны и актуальны. Он обладает феноменальной памятью и широкой эрудицией, вызывая неизменный интерес слушателей. Он смело ставит острые вопросы и предлагает радикальные пути поиска возможных решений проблем, стоящих перед наукой и образованием. Объединяя в себе качества ученого, просветителя и организатора, он оказывается движущей силой многих проектов. И хотя иногда они опережают время, мы надеемся, что будущее подтвердит его правоту. Имея за плечами опыт бывалого туриста, он умеет преодолевать трудности, находить выход из сложных и опасных ситуаций, не поступаясь при этом главными принципами своей жизненной позиции – быть настойчивым в достижении поставленных целей, не сворачивать с выбранного маршрута и чувствовать локоть друзей.
В день славного юбилея от имени редакции нашего журнала и его читателей хочется пожелать Александру Дмитриевичу, прежде всего, крепкого здоровья, чтобы ему на многие годы достало сил проявлять свою кипучую энергию и заражать окружающих своим оптимизмом по поводу перспектив развития физики, физического и естественнонаучного образования.

Главный редактор О.Н. Крохин

УДК 53
Принцип историзма в преподавании физики
Владимир Иванович Попков
Брянский государственный технический университет
241035. Брянск; Бульвар 50_летия Октября, 7; e-mail: popkov@tu_bryansk.ru

Рассматривается вопрос о применении принципа историзма в преподавании курса физики в вузе. Показано, что последовательная реализация принципа историзма способствует более глубокому усвоению курса и эффективному формированию научного мировоззрения.
Ключевые слова: физика; принцип историзма в обучении; научное мировоззрение; научная картина мира; модели и аналогии; единство научного знания; материя и движение.

УДК 537.211
Экспериментальное и теоретическое исследование электрических изображений в различных системах
Владимир Александрович Саранин1, Александр Борисович Федоров2
1Глазовский государственный педагогический институт им. В.Г. Короленко,
427621 г. Глазов, ул. Первомайская, 25; e-mail: saranin@ggpi.org
2Глазовский инженерно-экономический институт (филиал ИжГТУ),
427621, г. Глазов, ул. Кирова, 36; e-mail: fedorov@gfi.edu.ru

Приведены результаты экспериментального исследования взаимодействия заряженного шарика с не заряженными проводящими пластинами в условиях, когда шарик можно считать точечным зарядом. Исследование проведено для трёх пластин разных размеров, последовательно заземлённых или не заземлённых (изолированных). Теоретические исследования проведены для системы точечный заряд – проводящий незаряженный шар, также заземленный или не заземленный. Найдены асимптотики малых и больших расстояний между зарядом и поверхностью шара. Показано, что во всех случаях заземление существенно влияет на величину электрического изображения заряда.
Ключевые слова: метод электрических изображений, заряженный шарик и проводящая
плоскость, электростатический динамометр, точечный заряд и проводящий шар, сила
электростатического притяжения.

УДК: 537.611, 537.612
О равенстве коэффициентов взаимной индукции
Николай Павлович Калашников, Сергей Георгиевич Рубин
НИЯУ МИФИ
115597, Москва. Гурьевский  проезд. д.35/58, кв.438. kalash@mephi.ru, sergeirubin@list.ru

В статье обсуждаются аспекты преподавания в ВУЗах такого вопроса, как взаимная индукция. Рассматриваются способы простого доказательства равенства коэффициентов взаимной индукции.
Ключевые слова: магнитное поле, индукция, индуктивность, энергия.

УДК 53
"Лишние" данные в задачах по физике
Владимир Иванович Николаев
МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет; e-mail: vnik@cs.msu.su

Развивается тезис о том, что "лишние" данные в формулировках задач по физике можно  рассматривать как одно из средств, с помощью которых формируется умение учащихся анализировать ситуацию и принимать адекватное решение. В этом своем качестве "лишние" данные в задачах создают дополнительные условия, близкие к реальным, для проверки компетентности обучаемых.
Ключевые слова: формулировки задач, лишние данные, дидактические ресурсы.

УДК 530.1+372.8
Свойства времени в Специальной теории относительности (СТО)
Александр Васильевич Хрусталев
Московский институт мировой экономики и международных отношений
E-mail: jupiter5500@yandex.ru

Предложено понятие инвариантного времени в СТО, общего (с точностью до начала отсчета) для всех инерциальных систем отсчета (ИСО). Различие промежутков инвариантного времени между двумя событиями в разных ИСО объясняется относительным характером событий в СТО. Разработанный понятийный аппарат применяется к решению типовых задач кинематики СТО.
Ключевые слова: специальная теория относительности (СТО); физическая картина мира (ФКМ); пространство и время; инвариантное время; подобные события; относительность событий; относительность промежутков времени между событиями.

УДК 539.18
Квазиклассические оценки структуры атома водорода (Методические замечания о преподавании основ квантовой теории)
Александр Викторович Берков
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", Москва
Е_mail: berkov@theor.mephi.ru

На примере квазиклассической модели атома рассмотрена методика преподавания основ квантовой теории в рамках общего курса физики для техникумов, колледжей и школ профильного уровня. Обсуждается роль размерных оценок при получении качественных результатов. Показана последовательность физических приближений, приводящих к построению модели атома Бора.
Ключевые слова: квазиклассическая модель атома, приближенные оценки характеристик атома.

УДК 53
НИР студентов факультета строительства и городского хозяйства на кафедре физики ИрГТУ
Тамара Ильинична Шишелова
Иркутский государственный технический университет
664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83Б; e-mail: i03@istu.edu

В статье обсуждается опыт работы со студентами младших курсов на общеобразовательной кафедре физики ИрГТУ. Новый уровень подготовки в рамках национального исследовательского университета помогут стать нашим выпускникам востребованными на мировом рынке труда.
Ключевые слова: НИР, элитное образование, конференции.

УДК 501;504.6
Интегративные элементы физической модели "Плазмотрон"
Сергей Вадимович Анахов
РГППУ – Российский государственный профессионально-педагогический университет, кафедра общей физики,
620012, г. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11, e-mail: svan@tt66.ru

На основе структурно-функционального метода рассмотрены физические принципы работы плазмотронов с точки зрения интеграции их в структуры образовательного процесса. Делается вывод о возможности включения физической модели плазмотрон в качестве одного из элементов интегративных образовательных курсов.
Ключевые слова: физика плазменных процессов, структурно-функциональный метод, плазмотрон, физическая модель, интегративные образовательные курсы.

УДК 372.853
Формирование умений разработки физических основ принципов действия современных технических устройств в исследовательском изучении физики полупроводников
Наталия Владимировна Клишкова1, Юлия Сергеевна Остроумова1,
Александр Иванович Сидоров2, Самуил Давидович Ханин1,
Евгений Борисович Шадрин3
1 Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена;
e-mail: N-Klishkova@yandex.ru
2 Санкт-Петербургский государственный технический университет ИТМО
3 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Рассматриваются и обосновываются методические подходы к освоению умений разработки принципов действия современных полупроводниковых устройств в исследовательском обучении.
Ключевые слова: физические принципы, оптические модуляторы, фазовый переход полупроводник(металл, исследовательская деятельность студентов.

УДК 53.372.8
К истории общего физического практикума. Механика
Владимир Иванович Козлов
Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
119991, ГСП_1, Москва, Лен. горы, д. 1, строение 2, МГУ им. М. В. Ломоносова,
физический факультет, кафедра общей физики; e-mail: Kozlov1937.@mail.ru

Прошло сто лет с момента выхода в свет первого руководства к выполнению лабораторных работ по физике профессора Московского университета А.П. Соколова. С тех пор и в московском университете и в других вузах нашей страны и за рубежом было создано множество лабораторных работ, посвященных изучению различных физических явлений и физических законов самыми разнообразными методами. В настоящей статье представляется книга, в которой, наряду с кратким изложением истории развития общего физического практикума, собрана информация о лабораторных работах по механике, опубликованных за прошедшие годы.
Ключевые слова: общий физический практикум, физические явления, механика, лабораторные работы.

УДК 53.001.5:681.5
Использование компьютеризированной лабораторной установки для проведения учебного исследования по оптике
Олег Прокопьевич Матвеев, Евгений Эмильевич Фискинд
Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия
622031, Свердловская обл., г. Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 57
E-mail: fiskind@ntspi.ru

Разработана и создана автоматизированная лабораторная установка с использованием шагового двигателя в качестве исполнительного устройства, обеспечивающего вращение анализатора при изучении поляризации света. Персональный компьютер используется для генерации импульсов, управляющих контроллером двигателя, регистрации и визуализации результатов. В рамках лабораторной работы предлагается изучение влияния спектральных характеристик источников и фотоэлектрических приемников излучения на результаты проверки закона Малюса.
Ключевые слова: учебное исследование; автоматизированная установка; шаговый двигатель; поляризация света; закон Малюса; фотодатчик; персональный компьютер; микропроцессорный измеритель; поляризатор; анализатор; спектральная характеристика.

УДК 378.14:538.975
Пленочные объекты для демонстрации и исследования явления гигантского магнитосопротивления
Валерий Борисович Лобода, Юрий Алексеевич Шкурдода,
Владимир Алексеевич Кравченко, Светлана Николаевна Хурсенко
Сумский государственный педагогический университет им. А.С. Макаренко
40002, Украина, г. Сумы, ул. Роменская, 87; e-mail: loboda@sspu.sumy.ua

В работе описаны пленочные образцы и простейшая установка для демонстрации и лабораторных исследований явления гигантского магнитосопротивления (Нобелевская премия по физике за 2007 год) в CIP геометрии при комнатной температуре. Использование двух пленочных образцов (однослойная пленка Co и трехслойная пленка (магнитная сверхрешетка) Co/Cu/Co), имеющих одинаковые геометрические размеры, позволяет продемонстрировать и изучить типичное анизотропное магнитосопротивление (однослойная пленка) и гигантское магнитосопротивление (трехслойная пленка).
Ключевые слова: тонкая металлическая пленка, анизотропное магнитосопротивление, гигантское магнитосопротитвление.

УДК 378.016:53
Квантовая механика и оптика: III. Педагогический эксперимент с использованием аналогий
Валентина Николаевна Хильманович1,
Сергей Владимирович Жуковский2, Сергей Васильевич Гапоненко3
1 Гродненский государственный медицинский университет, кафедра медицинской и биологической физики, г. Гродно, Беларусь; e-mail: valentina-gr@yandex.ru
2Институт физики им. Степанова НАН Беларуси (лаборатория нанооптики, научный сотрудник, кандидат физ.-мат. наук),
г. Минск, Беларусь
3Институт физики им. Степанова НАН Беларуси (руководитель лаборатории нанооптики, профессор, доктор физ.-мат.наук)
г. Минск, Беларусь (220072, пр. Независимости 68), e-mail: s.gaponenko@ifanbel.bas$net.by

Описывается педагогический эксперимент, в основе которого – курс лекций, основанный на использовании оптических аналогий в квантовой механике. Доказывается, что использование метода является более эффективным по сравнению с традиционным методом изложения учебного материала.
Ключевые слова: педагогический эксперимент; оптические аналогии в квантовой
механике; учебная успешность, статистический критерий Манна-Уитни; однофакторный дисперсионный анализ; методика преподавания.

УДК 53(075.8)+378
Связь выпускных квалификационных работ студентов с вузом и школой
Валерий Григорьевич Приданов
ГОУ ВПО "Новосибирский государственный педагогический университет"
630126 Новосибирск, Вилюйская, 28; e-mail: valerij.pridanoff@yandex.ru

Обсуждается вопрос о том, как формируется научный потенциал студентов-физиков НГПУ. Проверкой уровня этого потенциала могут служить выпускные квалификационные работы (ВКР). В качестве иллюстрации приведено краткое описание одной ВКР и обосновывается связь этой работы с будущей деятельностью студента-выпускника. Подчеркивается возможность использования основы подобных ВКР в качестве лабораторных работ для студентов следующих поколений.
Ключевые слова: студенты_выпускники; лабораторные работы; выпускная квалификационная работа; оборудование; пограничный слой; распределение давления; профиль скорости; уравнения пограничного слоя; модели.

УДК 53:372.85 +537.211
Учебное исследование электростатического взаимодействия как средство развития экспериментальных умений студентов
Валерий Вильгельмович Майер, Владимир Александрович Саранин,
Екатерина Ивановна Вараксина, Александр Борисович Федоров
Глазовский государственный педагогический институт им. В.Г. Короленко,
427621, г. Глазов, ул. Первомайская, 25; e-mail: varaksina_ei@list.ru , val-sar@yandex.ru

В качестве объекта учебного исследования для развития экспериментальных умений студентов предлагается электростатическое взаимодействие двух проводящих заряженных шаров. Эта система зарядов позволяет продемонстрировать как выполнимость закона Кулона на больших расстояниях, так и отклонения от него на близких расстояниях между шарами. Приводятся учебная теория и эксперимент, результаты которых находятся в хорошем соответствии.
Ключевые слова: учебное исследование, электростатика, заряженные шары, закон Кулона, экспериментальные умения.

УДК 53.372.8
К вычислению моментов инерции полу-шара
Владимир Иванович Козлов
Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
119991, ГСП_1, Москва, Лен. горы, д. 1, строение 2, МГУ им. М.В. Ломоносова,
физический факультет, кафедра общей физики; e-mail: Kozlov1937.@mail.ru

Получены формулы для вычисления моментов инерции сплошного однородного полу-шара относительно наиболее характерных осей. Вывод этих формул основан на том, что момент инерции полу-шара относительно оси, проходящей через центр его плоской стороны, не зависит от ориентации этой оси.
Ключевые слова: момент инерции, полу-шар, теорема Гюйгенса–Штейнера.

Abstracts

Historism Principle in Physics Teaching
V.I. Popkov
Bryansk State Technical University; e-mail: popkov@tu-bryansk.ru

Application of a principle of a historism in teaching of a course of physics in high school is considered. It is shown, that consecutive realization of a principle of a historism promotes deeper mastering of a course and effective formation of scientific outlook.
Key words: physics; a historism principle in training; scientific outlook; a scientific picture of the world; models and analogies; unity of scientific knowledge; a matter and movement.

Experimental and Theoretical Research of Electric Images in Various Systems
V.A. Saranin1, A.B. Fedorov2
1Glazov State Pedagogical Institute; e-mail: saranin@ggpi.org
2Glazov Engineering-economical Institute, E-mail: fedorov@gfi.edu.ru

Results of an experimental research of interaction of the charged ball with not charged conducting plates in conditions when it is possible to consider a ball a point charge are resulted. Research is lead for three plates of the different sizes consistently earthed or not earthed (isolated). Theoretical researches are lead for system a point charge - the conducting not charged sphere also earthed or not earthed. Are found limits small and greater distances between a charge and a surface of a sphere. It is shown, that in all cases grounding essentially influences size of the electric image of a charge.
Key words: a method of the electric images, the charged ball and a conducting plane, an electrostatic dynamometer, a point charge and a conducting sphere, force of an electrostatic attraction.

On the Equality of Coefficients of Mutual Inductivity
N.P. Kalashnikov and S.G. Rubin
NRNU MEPHI, e-mail: kalash@mephi.ru

In the paper some aspects of teaching of mutual inductivity are discussed. The equality of coefficients of mutual inductivity is proved in the simply way.
Key words: magnetic field, induction, inductivity, energy.

"Superfluous" Data in Physics Tasks
V.I. Nikolaev
M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics; e-mail: vnik@cs.msu.su

The thesis is developed that "superfluous" data in formulations of physics tasks may be considered as tools with the help of which the skill of pupils to analyze a situation and to take an adequate decision is formed. In such their quality, "superfluous" data in tasks create supplementary conditions, close to real ones, for verification of pupils’ competence.
Key words: formulations of tasks, superfluous data, didactics resources.

Properties of Time in Special Theory of Relativity (STR)
A.V. Khrustaliov
Moscow Institute of World Economics and International Relations
E-mail: jupiter5500@yandex.ru

The concept of invariant time common (with accuracy to initial time) for all inertial frames of reference (IFR) in Special Theory of Relativity (STR) is suggested. The difference in invariant time intervals between two events, in different IFR is explained with relative character of events in STR. The developed concepts are applied to solving typical problems in relativistic kinematics.
Key words: special theory of relativity (STR); physical picture of world; space and time; invariant time; similar (corresponding) events; relativity of events; relativity of time intervals between two events.

Quasiclassical Evaluation of the Hydrogen Atom (Methodical Comments about Teaching the Foundations of Quantum Theory)
A.V. Berkov
NRNU MEPHI, e-mail: berkov@theor.mephi.ru

Taking as an example the quasi-classical model of an atom, the methodology of teaching quantum theory basics in the framework of general course of physics for technical schools, colleges and schools of profile level is considered. The role of dimensional analysis for obtaining the qualitative results is discussed. The succession of physical approximations leading to the construction of Bohr’s model is shown.
Key words: quasi-classical model of an atom, approximate estimates of atomic characteristics.

Research Work of Students of Faculty of Building and Municipal Economy on Chair of Physics of ISTU
T.I. Shishelova
Irkutsk State Technical University; e-mail: i03@istu.edu

In article experience with students of the first years on general educational chair of physics of ISTU is resulted. New level of preparation within the limits of national research university will help to make our graduates claimed on the work world market.
Key words: research work, elite education, conferences.

Integrated Elements of Physical Model "Plasmotron"
S.V. Anakhov
Russian State Vocational Professional University; e-mail: svan@tt66.ru

On the basis of a structurally functional method the physical principles of plasmotron functioning are considered. The issue is discussed from the point of view on their integration into the structures of educational process. The conclusion about an opportunity of physical model "plasmotron" inclusion as an element of the integrated educational courses is done.
Key words: physics of plasma processes, a structurally functional method, plasmotron, physical model, integrated educational courses.

Skill Development of Working out of Operation Principles of Modern Devices in Semiconductor Physics Researching Education
N.V. Kliskova1, Yu.S. Ostroumova1, A.I. Sidorov2, S.D. Khanin1, E.B. Shadrin3
1A.I. Herzen Russian State Pedagogical University; e-mail: N-Klishkova@yandex.ru
2Saint-Petersburg State Technical University ITMO
3A.F. Ioffe Physics-technical Institute Academy of Science Russia, Saint-Petersburg

This article discusses some teaching methods of student skill developing of working out of operation principles of modern semiconductor devices in physics researching education.
Key words: physical principles; optical modulators; phase transition semiconductor metal; research activity of students.

On the History of General Physical Practicum: Mechanics
V.I. Kozlov
M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics; e-mail: Kozlov1937.@mail.ru

The century passed since the publication of the first manual for laboratory works on physics written by the professor of Moscow University A.P. Sokolov. Since that time both in Moscow University and other our universities in Russia and abroad, a great number of laboratory works, were created for studying various physical phenomena and laws using a variety of methods. Here we present the book in which the information about laboratory works on mechanics published within the past hundred years are gathered along with a brief description of the history of general physical practicum.
Key words: common physical practicum, physical phenomena, mechanics, laboratory works.

Use of the Computerized Laboratory Installation for Carrying out of Educational Research on Optics
O.P. Matveev, E.E. Fiskind
Nizhniy Tagil State Social – Pedagogical Academia; e-mail: fiskind@ntspi.ru

The automated laboratory installation with use of the step-by-step engine as the executive device providing rotation of the analyzer at studying of polarization of light is developed and created. The personal computer is used for generation of the impulses operating the controller of the engine and registration of results. Within the limits of laboratory work studying influence of spectral characteristics of sources and photoelectric receivers of radiation on results of check of Ialus’s law is offered.
Key words: educational research; the automated installation; the step-by-step engine; polarization of light; law of Ialus; the photogauge; a personal computer; a microprocessor measuring instrument; a polarizer; the analyzer; spectral characteristics.

Film Samples for Demonstration and Researches of Effect Giant Magnetoresistance
V.B. Loboda, Yu.A. Shkurdoda, V.A. Kravchenko, S. N. Hursenko
Sumy State Pedagogical University; e-mail: loboda@sspu.sumy.ua

Film samples and the simples equipment for demonstration and laboratory researches of effect of giant magnetoresistance (Nobel prize in physics for 2007) in CIP geometry at room temperature are described in this article. Two film samples are used (one-layer film Co and three-layer film (magnetic superlattices) Co/Cu/Co) which have similar geometry sizes. This allows demonstrating and studying typical anisotropic magnetoresistance (one-layer film) and giant magnetoresistance (three-layer film).
Key words: thin metal film, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance.

Quantum Mechanics and Optics: III. The Pedagogical Experiment with Using Analogies
V.N. Khilmanovich1, S.V. Zhukovsky2, S.V. Gaponenko3
1Grodno State Medical University (Department of medical and biological physics, lecturer), Grodno, Belarus;
e-mail: valentine-gr@yandex.ru
2B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus (Laboratory of Nano-optics, researcher, candidate of physics and mathematics), Minsk, Belarus (220072, Nezavisimosti Ave 68)
3B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus (head of the Laboratory of Nano-optics, professor, doctor of physics and mathematics), Minsk, Belarus (220072, Nezavisimosti Ave 68);
e-mail: s.gaponenko@ifanbel.bas-net.by

The pedagogical experiment is described based on the lecture course in which optical analogies in quantum mechanics are used. This approach is proved to be more efficient as compared to standard method of teaching.
Key words: pedagogical experiment, optical analogies in quantum mechanics, teaching efficiency, Mann—Witney statistical criterion, single-factorial dispersion analysis, teaching technique.

Communication FQW Students with the University and School
V.G. Pridanov
The State Educational Institution of the Higher Vocational Training "Novosibirsk
State Pedagogical University"; e-mail: valerij.pridanoff@yandex.ru

It is underlined, as the scientific potential of students-physicists NSPU is shaped. Check of a level of this potential final qualifying works can serve. The brief description of one FQW is by way of illustration resulted and communication of this work with the future activity of the student – the graduate proves. The possibility of use of a basis similar FQW as laboratory works on students of coming generations is emphasized.
Key words: physics; the experimental; students-graduates; laboratory works; final qualifying work; the equipment; boundary layer; pressure distribution; a profile of speed; the boundary layer equations; models.

Educational Research Electrostatic Interactions as Means of Development Experimental Skills of Students
V.V. Mayer, V.A. Saranin, E.I. Varaksina, A.B. Fedorov
Glazov State Pedagogical Institute; e-mail: varaksina_ei@list.ru , val-sar@yandex.ru

As educational research for development of experimental skills of students electrostatic interaction of two conducting charged balls is offered. This system of charges allows showing as feasibility of law Coulomb on greater distances, and deviations from it on close distances between balls. The educational theory and experiment which results are in good conformity are resulted.
Key words: educational research, an electrostatics, the charged spheres, the law and force Coulomb, experimental skills.

On Calculation of Moments of Inertia of a Half-Ball
V.I. Kozlov
M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics; e-mail: Kozlov1937.@mail.ru

The formulas for calculating the moments of inertia of a continuous homogeneous half ball with respect to the most characteristic axe are obtained using the Huygens-Steiner theorem. This derivation of these formulas is based on the fact that its moment of inertia with respect to an axis passing through the center of its flat side is independent of the orientation of this axis.
Key words: moment of inertia, half-ball, theorem of Huygens-Steiner.