Том 19, номер 1, 2013               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.
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, 2013 г.

Физическое образование в вузах
Т. 19, N 1, 2013
Содержание
3 К 100-летию И.В. Савельева
6 Информация
8 Изучение сред с отрицательным коэффициентом преломления в курсе общей физики
А.А. Мамалуй, Е.С. Сыркин, И.В. Галущак, К.А. Минакова
19 Современная фотоника и подготовка кадров
Ю.Л. Колесников, Н.В. Никоноров
25 Курс «Основы современного естествознания» для студентов физических специальностей вузов
В.М. Грабов, В.П. Пронин, Е.Ю. Семенова
31 Формирование профессиональных компетенций творческого характера в методической системе экспериментальной подготовки по физике студентов педагогических вузов
Н.В. Калачев, А.В. Смирнов, С.А. Смирнов
37 Современный взгляд на изучение второго закона термодинамики
В.М. Гольдман, В.И. Новоселов
46 Исследование циклических процессов на практических занятиях
П.С. Булкин, Т.И. Малова, Г.А. Миронова
50 Уроки наноэлектроники. 1. Причины возникновения тока в концепции «снизу – вверх»
Ю.А. Кругляк, Н.Е. Кругляк
62 Вопрос о зависимости уравнений в системе уравнений Максвелла
В.И. Цой
70 Преобразование формул немонотонной зависимости, описывающих амплитуды колебаний
А.Н. Лузин
75 К истории общего физического практикума. Молекулярная физика
В.И. Козлов
82 Лабораторные исследования выходных характеристик «земельных» гальванических элементов
С.И. Официн
92 Квазиоптическое моделирование в учебном физическом практикуме на примере интерферометра Юнга 8мм диапазона
В.А. Колясников, М.В. Яковлев
98 Компьютерный практикум по изучению системы электромагнитных величин и их закономерностей
А.С. Чуев, Н.А. Задорожный
105 Применение элементов дистанционного обучения в системе дифференцированного обучения студентов технических вузов
О.Н. Третьякова
116 Дистанционный мониторинг учебной деятельности студентов заочного факультета
А.В. Баранов, Л.А. Борыняк, Б.Б. Горлов, В.В. Давыдков
123 Динамика приоритетов в планировании будущего трудоустройства выпускников физического факультета в 2005–2011 годах
В.И. Данильчук, В.Е. Коробов
128 Использование возможностей нанолаборатории в реализации инновационного научно образовательного проекта «Современные достижения науки и техники» для учащихся и учителей школ
Н.И. Анисимова, И.О. Попова, И.И. Хинич
134 Научно-исследовательская практика студентов в магистратуре
Л.Н. Заварыкина, Л.В. Королева, Е.Б. Петрова
142 Организация образовательного процесса в средней школе при изучении темы «Электрический ток в жидкостях»
О.В. Кузнецова
149 Методика изучения темы «Электромагнитное поле равномерно и прямолинейно движущегося точечного электрического заряда» в курсе физики в вузе
Ю.С. Позднякова
161 Аннотации

Physics in Higher Education
V. 19, N 1, 2013
The contents
3 Centenary of I.V. Savelyev
6 Information
8 The Study of Media with Negative Refractive Index in the General Physics Course
A.A. Mamaluy, E.S. Syrkin, I.V. Galushak, X.A. Minakova
19 Present-day Photonics and Education
Y.L. Kolesnikov, N.V. Nikonorov
25 Course «Principles of Contemporary Natural science» for University Students of Physics-Related Majors
V.M. Grabov, V.P. Pronin, E.U. Semenova
31 Formation of Professional Competences of Creative Character in the Methodical System of Experimental Training for Physics Teachers Students
N.V. Kalachev, A.V. Smirnov, S.A. Smirnov
37 Modern View of the Examination of the Second Law of Thermodynamics
V.M. Goldman, V.I. Novoselov
46 Study of Cyclical Processes in Practical Training
P.S. Bulkin, T.I. Malova, G.А. Mironova
50 Lessons of Nanoelectronics. 1. Elastic Resistor Model and New Ohm’s Law by Bottom – up Approach
Yu.A. Kruglyak, N.E. Kruglyak
62 On Dependence and Independence Maxwell’s Equations
V.I.Tsoy
70 Transformation of Nonmonotonic Dependence Formulas, Describing Oscillation Amplitudes
A.N. Luzin
75 To the History of the General Physical Practicum. The Molecular Physics
V.I. Kozlov
82 Laboratorial Researches of Outers Characteristics of «Land» Galvanic Elements
S.I. Ofitsin
92 The Young Interferometer of 8-mm Wavelength Range as an Example of the Quasi- Optical Modeling in the Physics Workshop
V.A. Kolyasnikov, M.V. Yakovlev
98 Computer Workshop on Studying of System of Electromagnetic Sizes and their Regularities
A.S. Chuyev, N.А. Zadorozhnyi
105 Use of Elements of Distance Learning in the Differentiated Education of Students of Technical Universities
O.N. Tretiyakova
116 Remote Monitoring of the Correspondence Faculty Students Training Activity
A.V. Baranov, L.A. Borynyak, B.B. Gorlov, V.V. Davydkov
123 The Dynamics of Priorities in Planning Further Employment of the Graduates of Physics Department over a Period of 2005-2011
V.I. Danilchuk, V.Ye. Korobov
128 Implementation Experience of Innovative Scientific-Educational Project «Modern Achievements of Science and Technology»
N.I. Anisimova, I.O. Popova, I.I. Khinich
134 Research Training of Master Students
L.N. Zavarykina, L.V. Koroleva, Е.B. Petrova
142 Comprehensive Approach to the Topic «Current Flow in Liquids» in a Secondary School
O.V. Kuznetsova
149 Methods of Studying the Topic «The Electromagnetic Field of a Uniformly and Rectilinearly Moving Point Electric Charge» in the Physics Course in University
J.S. Pozdnyakova
161 Abstracts

Можно без преувеличения сказать, что Игорь Владимирович – это целая эпоха в деле преподавания общей физики во ВТУЗ’ах нашей страны.
Его имя принадлежит истории отечественной культуры как создателя и общепризнанного главы оригинальной педагогической школы, фундамент которой – его широко известный трехтомный учебник по курсу общей физики для ВТУЗ’ов. Признанные в мире успехи наших физических и технических наук в немалой степени обусловлены тем, что десятки тысяч студентов, ставших действительными профессионалами в новейших отраслях технического знания, изучали общую физику по учебнику И.В. Савельева, который он совершенствовал в течении 35 лет – до последних дней своей жизни.
Игорь Владимирович Савельев родился 4 февраля 1913 года в слободе Кабанье (сейчас Краснореченское) Купянского уезда Харьковской губернии в семье земского врача. В 1938 он году закончил физическое отделение физико-математического факультета Харьковского государственного университета (ХГУ) по специальности «твердое тело». Квалификация – физик. После окончания ХГУ три года работал в Харькове в Украинском физико0техническом институте (УФТИ), где подготовил и защитил кандидатскую диссертацию на тему «Теплопроводность стали при низких температурах». Защита состоялась практически накануне Великой Отечественной войны – в феврале 1941 года.
И.В. Савельев – участник войны с первых и до последних ее дней. Он служил техником по приборам зенитного артиллерийского полка особой московской армии ПВО, охранявшей от немецких налетов Москву.
После демобилизации в июле 1946 года И.В. Савельев поступил на работу в Лабораторию № 2 (ныне РНЦ «Курчатовский институт») в Отдел приборов теплового контроля (сейчас Институт молекулярной физики РНЦ). Под руководством Исаака Константиновича Кикоина отдел занимался проблемой разделения изотопов урана газодиффузионным методом. В рамках этой проблемы Игорь Владимирович исследовал кинетику реакций шестифтористого урана с поверхностями различных материалов.
За цикл выполненных в этой области работ И.В. Савельев был удостоен звания лауреата Государственной (Сталинской) премии СССР II степени (1951 год), как было тогда написано: «за выполнение специального задания правительства», и награжден орденом Ленина (1951 год). В 1952 году ему была присвоена ученая степень доктора физико-математических наук.

К 100 летию И.В. Савельева
Однако, главным делом жизни И.В. Савельева, которому он целиком посвятил последние 47 лет своей жизни, оказалось преподавание физики. Свою педагогическую деятельность Игорь Владимирович начал в 1952 году на кафедре общей физики МИФИ в должности профессора. С марта 1955 года он уже штатный сотрудник МИФИ. С 1956 по 1959 годы – проректор МИФИ по учебной работе. В 1959 году был избран заведующим кафедрой общей физики, которой и руководил в течение 26 лет. Будучи педагогом по призванию, Игорь Владимирович многие годы посвятил делу воспитания и подготовки инженеров0физиков. На руководимой им кафедре он создал высококвалифицированный творческий коллектив преподавателей, который и сегодня является одним из сильнейших в стране. Под руководством и при непосредственном участии Игоря Владимировича на базе факультета экспериментальной и теоретической физики МИФИ был создан факультет повышения квалификации преподавателей физики вузов. За четверть века (1967-1991 гг.) выпускниками факультета стали тысячи педагогов, которые и сегодня преподают общую физику студентам практически всех ВТУЗ’ов России и стран «ближнего зарубежья». И.В. Савельев известен в России, странах СНГ и за рубежом как видный педагог, один из ведущих специалистов по методике преподавания физики в высшей школе. Итогом его педагогической деятельности явился выход в свет и многократное переиздание ряда учебников и задачников, ставших основными для многих высших учебных заведений.
Прежде всего, это трехтомный (последнее издание 1998 г. вышло в пятитомном варианте) «Курс общей физики» для втузов с расширенной программой, который только на русском языке издавался 9 раз общим тиражом более 4.000.000 экземпляров. Трехтомный «Курс физики» для технических вузов с обычной программой, «Сборник вопросов и задач по общей физике», двухтомник «Основы теоретической физики». Названные учебные пособия переведены и неоднократно массовыми тиражами изданы на языках практически всех бывших республик СССР, а также на английском, французском, испанском, польском, вьетнамском, афганском (дари) и арабском.
В течение многих лет Игорь Владимирович принимал активное участие в работе президиума Научно0методического совета по физике при Учебно-методическом управлении по высшему образованию Минвуза СССР, в работе секции по учебной литературе названного Совета, в работе РИСО издательства «МИР».
Научная и педагогическая деятельность И.В. Савельева была отмечена высокими правительственными наградами: орденом Ленина (1951 г.), двумя орденами Знак Почета (1954, 1966 гг.), орденом Отечественной Войны 20й степени (1985 г.) и многими медалями.
С 1985 г. Игорь Владимирович был профессором0консультантом кафедры общей

К 100 летию И.В. Савельева
физики МИФИ. До последнего года своей жизни он активно работал, щедро делясь своим огромным и бесценным опытом, совершенствуя и готовя к переизданию свои книги. В их совершенствовании он был неутомим, ни одна из книг Савельева не выходила стереотипным изданием. В трудные нынешние времена мечтой последних лет его жизни было дождаться выхода последнего, теперь пятитомного, издания «Курса общей физики», и судьба сделала ему такой подарок: в год его 850летия в «Науке» это издание вышло в свет.
Книги И.В. Савельева – это памятник в истории отечественной культуры, который он оставил после себя. Вся научно-педагогическая деятельность Игоря Владимировича проходила в стенах Московского инженерно0физического института, в его честь большая физическая аудитория МИФИ A0304 носит теперь его имя.
Был он человеком легко доступным и общительным, а его кабинет – не только местом решения деловых вопросов, но и маленьким клубом, где в любое время можно было говорить на любую тему. Он многим помог в жизни и словом и делом. Многие обязаны ему научным успехом или карьерой. Влюбленный в свое дело, он всю жизнь учился у всех, у кого можно было чему0то научиться, в том числе и у совсем молодых теоретиков, которых он набрал к себе на кафедру, как в шутку потом говорил «себе на голову». А нетерпим был только к одному – к халтуре, и к тем, кто не старался делать дело настолько хорошо, насколько это возможно.
Многие тысячи физиков с большой благодарностью вспоминают Игоря Владимировича Савельева и по праву называют его своим первым учителем cognitive operations.

УДК 537.874; 535.323
Изучение сред с отрицательным коэффициентом преломления в курсе общей физики
Андрей Александрович Мамалуй¹, Евгений Соломонович Сыркин²,
Ирина Владимировна Галущак¹, Ксения Александровна Минакова^1
1 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г. Харьков, ул. Фрунзе, 4 (Украина); e-mail: kseniatrushina@list.ru
² Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины, г. Харьков, пр. Ленина, 47 (Украина); e-mail: syrkinyes@yahoo.com

Учитывая исключительную актуальность проблемы, связанной с распространением волн в средах с отрицательным преломлением, предлагается изучить это явление при чтении курса общей физики для студентов технических вузов.
Ключевые слова: среда с отрицательным преломлением, метаматериалы, групповая скорость, вектор Пойнтинга, излучение Вавилова–Черенкова, эффект Допплера.

УДК 378.4
Современная фотоника и подготовка кадров
Юрий Леонидович Колесников, Николай Валентинович Никоноров
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО)
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49; e-mail: kolesnikov@mail.ifmo.ru , nikonorov@oi.ifmo.ru

Дана краткая характеристика нового научного и технологического направления – фотоника. Показаны основные направления исследований и инноваций в фотонике, а также проанализирован мировой рынок фотоники. На примере национального исследовательского университета ИТМО показано место фотоники в образовательном процессе.
Ключевые слова: фотоника; рынок фотоники; направления фотоники; подготовка кадров по фотонике.

УДК 378.147
Курс «Основы современного естествознания» для студентов физических специальностей вузов
Владимир Минович Грабов, Владимир Петрович Пронин, Елена Юрьевна Семенова
Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, д. 48; e-mail: phys@herzen.spb.ru

Обсуждается современный этап развития учебного курса «Основы современного естествознания» для студентов физических специальностей вузов. Основной вывод заключается в том, что сочетание высокого научного уровня и концептуального универсализма учебных курсов можно обеспечить путем их разработки с опорой на подготовку студентов по основной специализации – физике. При этом подбор содержания, структура и методика изложения курса «Основы современного естествознания» должны быть различными для будущих физиков, химиков, биологов, географов и др. В РГПУ им. А.И. Герцена успешно осуществляется преподавание построенного на данных принципах курса, прежде всего, для студентов факультета физики, а также других естественнонаучных и гуманитарных факультетов.
Ключевые слова: высшее профессиональное образование, естественнонаучное образование, концепции современного естествознания, концептуальный универсализм.

УДК 378.147:88
Формирование профессиональных компетенций творческого характера в методической системе экспериментальной подготовки по физике студентов педагогических вузов
Николай Валентинович Калачев¹, Александр Викторович Смирнов₂,
Сергей Александрович Смирнов^2
1 Финансовый университет при Правительстве РФ
² Московский педагогический государственный университет, кафедры теории и методики обучения физике;
e-mail: nkalachev@fa.ru , smirnovav@rambler.ru , drv.serge@gmail.com

В статье утверждается, что формирование профессиональных компетенций творческого характера в области учебного физического эксперимента следует начинать уже в педагогическом вузе. С этой целью на кафедре теории и методики обучения физике Московского педагогического государственного университета в рамках специального курса по проектированию школьного физического эксперимента создан практикум по технологии творчества учителя в области разработки учебных экспериментальных установок, являющийся одним из элементов общей методической системы экспериментальной подготовки по физике студентов педвуза. Основные его задачи: научить будущего педагога конструировать и создавать учебные экспериментальные установки, подбирать для этой цели необходимое оборудование и согласовывать его между собой, производить настройку собранных установок, содействовать развитию у студентов профессиональных компетенций в области физического эксперимента, подготовить их к творческой работе с приборами физического кабинета, сформировать умение применять созданные ими физические экспериментальные установки в учебном процессе. Компетенции, полученные студентами при выполнении этого практикума, могут быть использованы в дальнейшем во время педагогической практики и в будущей педагогической работе.
Ключевые слова: обучение физике, профессиональные компетенции, подготовка специалистов, студенты, педагогических вузов, физический практикум, учебный физический эксперимент, развитие творческих способностей.

УДК 536(378)
Современный взгляд на изучение второго закона термодинамики
Владимир Моисеевич Гольдман, Виктор Иванович Новоселов
Тобольская государственная социально-педагогическая академия им. Д.И. Менделеева, e-mail: goldmanvm@yandex.ru , vivnovoselov@yandex.ru

Предлагается при изучении второго закона термодинамики принять в качестве основной формулировку Клаузиуса-Пригожина о неотрицательности производства энтропии в любых термодинамических системах и для произвольных процессов. Показано, как из нее могут быть получены другие распространенные формулировки второго закона и какие из них могут быть сохранены в своем классическом виде, а какие требуют уточнения и обобщения.
Ключевыеслова: энтропия, поток энтропии, производство энтропии, второй закон
термодинамики, нормальные термодинамические системы, аномальные термодинамические системы.

УДК 531.8;539.1;537;535
Исследование циклических процессов на практических занятиях
Петр Сергеевич Булкин, Тамара Иосифовна Малова, Галина Александровна Миронова
Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова; e-mail: mironova-brandt@yandex.ru

В статье описывается методика изучения циклического процесса, состоящего из трех изопроцессов. В ходе выполнения лабораторной работы рассчитываются составляющие энергетического баланса и КПД двигателя.
Ключевые слова: циклические процессы, изохорическое нагревание газа, изобарический процесс охлаждения.

УДК 537.1
Уроки наноэлектроники. 1. Причины возникновения тока в концепции «снизу – вверх»
Юрий Алексеевич Кругляк¹, Наталья Ефимовна Кругляк^2
1 Одесский государственный экологический университет, Одесса, Украина; e-mail: quantumnet@yandex.ua
² Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова, Одесса, Украина; e-mail: krtstudio@yandex.ua

В рамках концепции «снизу – вверх» современной теоретической и прикладной наноэлектроники рассматриваются причины возникновения тока и роль электрохимических потенциалов и фермиевских функций в этом процессе.
Ключевые слова: наноэлектроника, молекулярная электроника, снизу – вверх, электрический ток, электрохимический потенциал, функция Ферми.

УДК 537
Вопрос о зависимости уравнений в системе уравнений Максвелла
Валерий Иванович Цой
Саратовский государственный университет, 410012 Саратов, Россия; e-mail: TsoyVI@info.sgu.ru

Обсуждаются имеющиеся в руководствах по электродинамике разногласия относительно числа независимых уравнений в системе уравнений Максвелла. Рассматриваются уравнения статических полей с учетом релятивистской инвариантности и теоремы Гельмгольца о разложении векторного поля, покоординатные волновые уравнения, уравнения для мод монохроматического поля и переход между уравнениями для статических и нестатических полей.
Ключевые слова: уравнения Максвелла, теорема Гельмгольца, релятивистская
инвариантность.

УДК 53
Преобразование формул немонотонной зависимости, описывающих амплитуды колебаний
Александр Николаевич Лузин
Сибирская государственная геодезическая академия; e-mail: tyushev@ngs.ru

Проведены преобразования формул, описывающих в учебных пособиях по физике амплитуду вынужденных механических колебаний, а также амплитуду колебаний напряжения на активном сопротивлении, напряжения на емкости, напряжения на индуктивности в простейшей замкнутой цепи, содержащей источник гармонически колеблющегося напряжения. Формулы приведены к виду, визуально анализируемому в окрестности экстремума.
Ключевые слова: вынужденные механические колебания; электрические колебания; выделение полного квадрата; формула, визуально анализируемая в окрестности экстремума.

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

В 2009 году исполнилось сто лет с выхода в свет первого руководства к выполнению лабораторных работ по физике профессора Московского университета А.П. Соколова [1]. 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. По материалам учебных пособий различных вузов, посвященных физическому практикуму, по материалам публикаций в различных журналах, в том числе в реферативном журнале «Физика», на физическом факультете МГУ создана книга [2], в которой собрана информация о лабораторных работах по механике, опубликованных за прошедшие сто лет. В настоящей статье представляется книга, в которой описаны лабораторные работы по молекулярной физике, опубликованные за эти годы.
Ключевые слова: общий физический практикум, физическое явление, молекулярная физика, лабораторная работа.

УДК 544.623,(537.3)
Лабораторные исследования выходных характеристик «земельных» гальванических элементов
Сергей Иванович Официн
Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева; e-mail: s.ofitsin@yandex.ru

Данная научная работа является составной частью исследования физико-технических и биологических процессов на примере создания и эксплуатации почвенных гальванических элементов. В работе получены комплексные результаты, показан алгоритм проектирования исследования, создан учебно-лабораторный комплекс по заданной теме.
Ключевые слова: почвенный гальванический элемент, электродвижущая сила, ток короткого замыкания, экспериментальное оборудование.

УДК 537.86.029:535.41
Квазиоптическое моделирование в учебном физическом практикуме на примере интерферометра Юнга 8-мм диапазона
Виктор Андреевич Колясников, Михаил Валентинович Яковлев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: kolyasn@yandex.ru

Приводится описание лабораторной работы физического практикума по волновой оптике для демонстрации явления интерференции электромагнитных волн СВЧ диапазона с поточечным зондированием интерференционного поля. В статье анализируются результаты измерений диэлектрической проницательности на интерферометре Юнга 8-мм диапазона длин волн. Показаны преимущества данной схемы перед интерферометрами 3-см диапазона и волноводными методами измерений.
Обсуждаются возможные пути повышения точности измерений.
Ключевые слова: лабораторные работы по физике; СВЧ интерферометрия; измерение диэлектрических параметров.

УДК 537.8; 53.2; 53.081.5
Компьютерный практикум по изучению системы электромагнитных величин и их закономерностей
Анатолий Степанович Чуев, Николай Антонович Задорожный
МГТУ им. Н.Э. Баумана; e-mail: chuev@mail.ru , nikazador@mail.ru

Представлена разработанная и используемая в учебном процессе система физических величин и закономерностей (ФВиЗ) как физический практикум по изучению системных закономерностей электромагнитных величин. Цель практикума: углубленное изучение студентами единиц измерения, размерностей и закономерных взаимосвязей в системе электромагнитных величин.
Ключевые слова: физический практикум, система закономерностей электромагнитных величин.

УДК 53:371
Применение элементов дистанционного обучения в системе дифференцированного обучения студентов технических вузов
Ольга Николаевна Третьякова
Московский авиационный институт (государственный технический университет); e-mail: tretiyakova_olga@mail.ru

Статья посвящена применению для дистанционного обучения студентов технического вуза разработанного нами 3D-компьютерного лабораторного физического практикума.
Ключевые слова: компьютерный лабораторный физический практикум, Интернет-технологии, компьютерное 3D-моделирование, дистанционное обучение физике, программный комплекс.

УДК 372.853
Дистанционный мониторинг учебной деятельности студентов заочного факультета
Александр Викторович Баранов, Леонид Александрович Борыняк,
Борис Борисович Горлов, Владимир Викторович Давыдков
Новосибирский государственный технический университет
630092 Новосибирск, пр. К. Маркса 20, НГТУ; e-mail: baranovav@ngs.ru

Система дистанционного обучения Moodle используется для мониторинга текущей деятельности студентов заочного факультета. На примере обучения физике обсуждается трёхуровневое тестирование.
Ключевые слова: мониторинг учебной деятельности, Moodle, обучение физике, тестирование.

УДК 378.37+371.124:53
Динамика приоритетов в планировании будущего трудоустройства выпускников физического факультета в 2005–2011 годах
Валерий Иванович Данильчук, Владимир Егорович Коробов
Волгоградский государственный социально-педагогический университет; e-mail: dvi@vspu.ru , vek@vspu.ru

В работе дан анализ динамики выбора будущего трудоустройства студентами Волгоградского государственного социально-педагогического университета специальности «Физика» со времени введения в действие Национального проекта «Образование» в 2006 году. Отмечено очевидное повышение престижности работы учителя среди студентов – физиков 3-5 курсов, что связано с мерами Правительства по модернизации школьного образования, заметного улучшения социального положения учителей, укрепления материальной базы преподавания физики и информатики.
Ключевые слова: динамика; приоритеты; трудоустройство; выпускники; Национальный проект «Образование».

УДК 53:001.92; 53:372.8
Использование возможностей нанолаборатории в реализации инновационного научно-образовательного проекта «Современные достижения науки и техники» для учащихся и учителей школ
Надежда Ивановна Анисимова, Ирина Олеговна Попова, Иосиф Исаакович Хинич
Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
Набережная р. Мойки, 48, 191186, Санкт-Петербург, Россия; e-mail: khinitch@gmail.com

Обсуждаются возможности, которые открываются при организации совместной проектной деятельности школьников старших классов, их учителей и преподавателей высших учебных заведений. В качестве предметного материала такой деятельности предлагается освоение современных достижений науки и техники.
Ключевые слова: обучение физике, нанотехнологии, научно-исследовательская работа школьников, проектная деятельность.

УДК 378.147.88
Научно-исследовательская практика студентов в магистратуре
Лариса Николаевна Заварыкина, Людмила Васильевна Королева, Елена Борисовна Петрова
Московский педагогический государственный университет; e-mail: 1960_15@list.ru

В статье обсуждается структура научно-исследовательской практики магистров по программе «Современное естествознание» (направление «Педагогическое образование»). Концепция базируется на инновационном сочетании двух взаимодополняющих компонентов: «Естественнонаучный проект» и «Лабораторный практикум “Естествознание”». Подробно рассмотрено содержание деятельности магистров при освоении каждого из компонентов научно-исследовательской практики.
Ключевые слова: образование; научно-исследовательская практика; естественнонаучный проект; лабораторный практикум «Естествознание»; инновационные образовательные технологии; индивидуальная образовательная траектория.

УДК 53(07)
Организация образовательного процесса в средней школе при изучении темы «Электрический ток в жидкостях»
Ольга Викторовна Кузнецова
Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина; e-mail: o.kuznetsova@rsu.edu.ru

В статье рассмотрен образовательный процесс в средней школе с точки зрения организации и управления им как системой взаимосвязанных элементов на примере изучения темы «Электрический ток в жидкостях». Описаны все этапы урока, начиная с подбора материала, учета психологических особенностей учеников, эргономики и материальной базы физического кабинета и школы в целом до мониторинга успеваемости учащихся и сформированности у них ключевых компетенций.
Ключевые слова: организация и управление образовательным процессом, Информационно-коммуникационные технологии, виртуальная лабораторная работа, уровневая дифференциация.

УДК 37:2853 53:00192 53:3728 537.871.3 537.612.2 537.811 537.812 530.12
Методика изучения темы «Электромагнитное поле равномерно и прямолинейно движущегося точечного электрического заряда» в курсе физики в вузе
Юлия Сергеевна Позднякова
Филиал ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» в г. Железногорске; e-mail: pav@atomlink.ru

На базе филиала Красноярского государственного педагогического института с 2007 г. ведется работа по дедуктивному преобразованию учебного материала, по модулю «электричество и магнетизм», в рамках общего курса физики, путем поиска оптимального сочетания необходимых и достаточных методологических подходов психодидактики к изучению той или иной темы, в зависимости от конкретных ситуаций обучения. В данной статье рассматривается задача вывода выражений для напряженности электрического и индукции магнитного полей равномерно и прямолинейно движущегося точечного заряда из системы уравнений Максвелла в интегральной форме, и ее место в структуре модуля «электричество и магнетизм».
Ключевые слова: психодидактические технологии в обучении; уравнения Максвелла; электромагнитное поле равномерно и прямолинейно движущегося заряда; закон Био-Савара-Лапласа.

Abstracts
The Study of Media with Negative Refractive Index in the General Physics Course
A.A. Mamaluy¹, E.S. Syrkin², I.V. Galushak¹, X.A. Minakova^1
1 National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkov, UL. Frunze, 4 (Ukraine); e-mail: kseniatrushina@list.ru
² B.I. Verkin Institute of Physics of Low Temperatures. , National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov 47 Lenina (Ukraine), e-mail: syrkinyes@yahoo.com

Considering the exceptional importance of the problems, associated with wave’s propagations in media with negative refraction, invited to explore this phenomenon reading general physics course to students of technical colleges.
Keywords: media with negative refraction, metamaterials, the group velocity, the Poynting vector, the Cerenkov radiation, the Doppler effect.

Present-day Photonics and Education
Y.L. Kolesnikov, N.V. Nikonorov
Saint_Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics
and Optics; 197101, Saint Petersburg, Kronverkskiy pr., 49; e-mail: kolesnikov@mail.ifmo.ru , nikonorov@oi.ifmo.ru

A short characteristic of photonics as a new scientific and technological direction has been done. Key directions of researches and innovations in photonics have been shown as well as a world photonic market has been analyzed. A place of photonics in educational process has been shown on an example of National Research University of ITMO.
Keywords: photonics; photonics market; photonics directions; photonics education.

Course «Principles of Contemporary Natural science» for University Students of Physics-Related Majors
V.M. Grabov, V.P. Pronin, E.U. Semenova
Herzen State Pedagogical University; 191186, Saint Petersburg, Moyka, 48; e-mail: phys@herzen.spb.ru

The paper discusses the current stage of development of the educational course «Principles of contemporary natural science» for university students of physics-related majors. The main conclusion is made that combination of high scientific level and conceptual universalism of educational courses may be achieved by developing courses based on that in physics. However, the content selection, structure and teaching methods for the course «Principles of contemporary natural science» must be different for students that major in physics, chemistry, biology, geography etc. In Herzen State Pedagogical University the course based on such principles is successfully taught for physics students and also for students of other scientific and humanitarian faculties.
Keywords: higher professional education, science education, concepts of contemporary natural science, conceptual universalism.

Formation of Professional Competences of Creative Character in the Methodical System of Experimental Training for Physics Teachers Students
N.V. Kalachev¹, A.V. Smirnov, S.A. Smirnov
Moscow State Pedagogical University, Department of Theory and Methods of Teaching Physics, ¹University of Finance under the Government of the Russian Federation; e-mail: nkalachev@fa.ru , smirnovav@rambler.ru , drv.serge@gmail.com

The article argues that the formation of professional competences of creative nature in the field of physical experiment should start already in the Pedagogical University. To this end, the Department of the Theory and Methods of Teaching Physics the Moscow Pedagogical State University within the framework of a special course on designing school physical experiment created workshop on technology creativity of teachers in the development of educational experimental facilities, which is a part of the overall methodological system of experimental training for physics students of pedagogical universities. Main objectives: to teach future teachers to design and establish experimental facilities, gather up the necessary equipment for this purpose and align it between them, configure the collected plants, to promote the development of students ‘ professional skills in the area of physical experiment, in preparation for their creative work with the physical Cabinet, an ability to apply their physical experimental facilities in the educational process. Competences acquired by students during the workshop can be used later during the pedagogical practice and the pedagogical work.
Keywords: teaching physics, professional competence, training of specialists, students, teachers, physical training, physical experiment workshop, development of creative abilities.

Modern View of the Examination of the Second Law of Thermodynamics
V.M. Goldman, V.I. Novoselov
Tobolsk State Social-Pedagogical Academy, e-mail: goldmanvm@yandex.ru , vivnovoselov@yandex.ru

It is suggested while studying the second law of thermodynamics to accept as basic the definition suggested by I. Prigozhin – about nonnegativity of production of entropy in any thermodynamic systems and for arbitrary processes. It is shown how other popular definitions can be generated from it, and which of them can be saved in their classical form, and which require specification and generalization.
Keywords: entropy, flux of entropy, production of entropy, the second law of thermodynamics, normal thermodynamic systems, abnormal thermodynamic systems.

Study of Сyclical Processes in Practical Training
P.S. Bulkin, T.I. Malova, G.А. Mironova
M.V. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics; e-mail: mironova_brandt@yandex.ru

In the article the procedure of the study of the cyclical process, which consists of three isoprocesses, is described. In the course of fulfilling the laboratory work the components of energy balance and efficiency of engine are calculated.
Keywords: cyclical processes, the isochoric heating of gas, the isobaric cooling process.

Lessons of Nanoelectronics. 1. Elastic Resistor Model and New Ohm’s Law by Bottom – up Approach
Yu.A. Kruglyak¹, N.E. Kruglyak^2
1 Odessa State Environmental University, Odessa, Ukraine; e-mail: quantumnet@yandex.ua
² Odessa National University. I.i. Mechnikov University, Odessa, Ukraine; e-mail: krtstudio@yandex.ua

Elastic resistor model, ballistic and diffusion transport and new formulation of the Ohm’s law are discussed in the frame of the bottom – up approach of modern nanoelectronics.
Keywords: nanoelectronics, molecular electronics, bottom – up, electric current, elastic
resistor, conductivity modes, Ohm’s law.

On Dependence and Independence Maxwell’s Equations
V.I.Tsoy
Physics Department, Saratov State University, 83 Astrakhanskaya Str., 410012, Saratov, Russia; e-mail: TsoyVI@info.sgu.ru

The disagreements concerning number of the independent equations in system of the Maxwell’s equations in manuals on electrodynamics are discussed. The equations of static fields with the account of relativistic invariance and Helmholtz theorem about decomposition of a vector field, the wave equations, equations for monochromatic field and transition between the equations for static and not static fields are considered.
Keywords: Maxwell’s equations, Helmholtz theorem, relativistic invariance.

Transformation of Nonmonotonic Dependence Formulas, Describing Oscillation Amplitudes
A.N. Luzin
Siberian State Academia of Geodesy,
10 Plakhotnogo st. 630008, Novosibirsk, Russia; e-mail: tyushev@ngs.ru

The transformations of formulas are presented. These formulas are used in physics textbooks to describe the amplitude of forced mechanical oscillations, oscillation amplitudes of voltage across the resistor, across the capacitor and across the inductor in elementary closed circuit, containing the source of harmonically oscillating voltage. The formulas have been transformed for visual analysis in the vicinity of the extremum.
Keywords: forced mechanical oscillations; electric oscillations; total square isolation; formula for visual analysis in the vicinity of the extremum.

To the History of the General Physical Practicum. The Molecular Physics
V.I. Kozlov
M.V. Lomonosov Moscow State University, 119991, Moscow Vorobiev Hills 1; e-mail: Kozlov1937@mail.ru

In 2009 year is passed hundred years after issue of the first manual to execution of laboratory works by physics of professor Moscow university A.P. Sokolov [1]. After this time in Moscow university and in other higher educational institutions and abroad are created a great number of laboratories works, are deducated to study of different physical phenomenon and physical lawers by means of most various methods. At the physical faculty MSU is created the book [2] according to materials of educational textbooks of different colleges, deducated to the physical practicum, according to materials of articles in different journals, including the referative journal of physics. In this book is collected the information about laboratories works by mechanics, published for the last hundred years. In this article is present the book, in which are described laboratories works by molecular physics, are published in these years.
Keywords: general physical practicum, physical phenomenon, molecular physics, laboratories work.

Laboratorial Researches of Outers Characteristics of «Land» Galvanic Elements
S.I. Ofitsin
Ryazan State Agrotecnical University named after P.A. Kostychev,  e-mail: s.ofitsin@yandex.ru

This scientific work is a component part of research physical and technical and biological processes, for example a creation and exploitation of land’s galvanic elements. As a result of this work, they were got complex results, it was showed algorithm of designing research, it was created scientific and laboratorial complex on given theme.
Keywords:ground galvanic elements, electromotive power, current of short-circuit, experimental equipment.

The Young Interferometer of 8-mm Wavelength Range as an Example of the Quasi-Optical Modeling in the Physics Workshop
V.A. Kolyasnikov, M.V. Yakovlev
Perm National Research Polytechnical University, 614990 Perm, Komsomolsky Av. 29; e-mail: kolyasn@yandex.ru

The article describes laboratory work on wave optics which has the target to demonstrate the interference phenomenon in microwaves range with the point probing of the interference field. Dielectric permittivity measurement results obtained with the use of 8-mm wavelength range Young Interferometer are being analyzed. The advantages of this pattern comparing with 3-сm wavelength Interferometers and wave guide technique are clearly shown. The possible ways of the accuracy increase are being also discussed.
Keywords: laboratory works in physics; microwave interferometry; dielectric permittivity measurement.

Computer Workshop on Studying of System of Electromagnetic Sizes and their Regularities
A.S. Chuyev, N.А. Zadorozhnyi
Baumann’ MSTU; e-mail: chuev@mail.ru , nikazador@mail.ru

Presented developed and used in educational process of the system of physical quantities and patterns (PQP) as a physical workshop on the study of the system of regularities of electromagnetic values. The objective of the workshop: an in-depth study of the students of units of measurements, dimensions and the natural relationships in the system of electromagnetic values.
Keywords: physical practice, the system of laws electromagnetic values.

Use of Elements of Distance Learning in the Differentiated Education of Students of Technical Universities
Olga N. Tretiyakova
Moscow Aviation Institute (National Research University); e-mail: tretiyakova_olga@mail.ru

The article deals with the use of distance learning students of technical high school in the example we have developed 3D-computer lab physics laboratory.
Keywords: computer physics practical work, Internet-technology, computer 3D-modeling, distance education in physics, the software, computer information base.

Remote Monitoring of the Correspondence Faculty Students Training Activity
A.V. Baranov, L.A. Borynyak, B.B. Gorlov, V.V. Davydkov
Novosibirsk State Technical University
Russia, 630092 Novosibirsk, K. Marx Prospekt 20, NSTU; e-mail: baranovav@ngs.ru

The Distance Learning System Moodle is used to monitor the current activities of students of the correspondence faculty. Three levels of testing in teaching physics are discussed.
Keywords: monitoring of training activity, Moodle, testing.

The Dynamics of Priorities in Planning Further Employment of the Graduates of Physics Department over a Period of 2005-2011
V.I. Danilchuk, V.Ye. Korobov
Volgograd State Social Pedagogical University; e-mail: dvi@vspu.ru , vek@vspu.ru

The authors of the article have analyzed the dynamics of the choice of further employment among the students of Physics department of Volgograd State Social Pedagogical University since 2006, when the national program «Education» was put in force. It is pointed out that high prestige of the profession among senior students have been achieved through the measures of the Government for the improvement of school education, social status of teachers, and also strengthening of the resource base of teaching Physics and IT.
Keywords: dynamics; priorities; employment; graduates; National program «Education».

Implementation Experience of Innovative Scientific-Educational Project «Modern Achievements of Science and Technology»
N.I. Anisimova, I.O. Popova, I.I. Khinich
Herzen State Pedagogical University of Russia
Moyka r. emb., 48, 191186, St. Petersburg, Russia, e-mail: khinitch@gmail.com

Possibilities that arose during the organization of the common project activities of the high school students, their teachers and the Universities’ instructors are discussed. Modern achievements of science and technology are proposed as the subject of such project activities.
Keywords: teaching physics, nanotechnologies, scientific and research activities of school students, project activities.

Research Training of Master Students
L.N. Zavarykina, L.V. Koroleva, Е.B. Petrova
Moscow Pedagogical State University; e-mail: 1960_15@list.ru

The article discusses the structure of research training offered for master students studying in the program «Modern Natural Science» (Course «Teacher Education»). The concept of the training is based on an innovative combination of two complement components «Scientific Project» and Laboratory Course «Natural Science». Content of master students’ research activities acquiring research skills in the framework of the research training components is discussed in full details.
Keywords: education; research training; scientific project; laboratory course «Natural Science»; innovative education technologies; individual educational pathway.

Comprehensive Approach to the Topic «Current Flow in Liquids» in a Secondary School
O.V. Kuznetsova
Ryazan’ State University named by S.A. Esenin; e-mail: o.kuznetsova@rsu.edu.ru

The article deals with the study process in a secondary school from the point of view of its organization and management as interacted elements system in terms of the topic «Current flow in liquids» both at usual classes and in the elective courses. All the study levels introduced from the choice of study base, considering pupils’ psychological peculiarities, ergo-economics and physics office and school facilities to the monitoring of the study progress and development of basic professional capacities.
Keywords: organization and management of study process, information and communication technologies, virtual labs, the level differentiation.

Methods of Studying the Topic «The Electromagnetic Field of a Uniformly and Rectilinearly Moving Point Electric Charge» in the Physics Course in University
J.S. Pozdnyakova
Branch of V. P. Astafiev Krasnoyarsk State Pedagogical University; e-mail: pav@atomlink.ru

Since 2007 at V. P. Astafiev Krasnoyarsk State Pedagogical University branch has been carried out the deductive transformation of teaching material of the module «electricity and magnetism», within the limits of the general course of physics. The article deals with the derivation of the expressions of the electric intensity and the field density created by a uniformly and rectilinearly moving charge from the integral form of the Maxwell’s equations system. Also the author tries to define place of this task in the structure of the Electricity and Magnetism module.
Key words: innovative teaching technology; Maxwell’s equations; electromagnetic field of a uniformly and rectilinearly moving charge; Biot-Savart-Laplace law.