Том 21, номер
4, 2015 ISSN 1609 - 3143
Физическое образование
в вузах
Издательский Дом Московского Физического общества
Журнал «Физическое образование в вузах»
URL: http://pinhe.lebedev.ru
Совет журнала
Крохин Олег Николаевич – проф., академик РАН, ФИАН, НИЯУ МИФИ, главный редактор
Гладун Анатолий Деомидович – проф., МФТИ (ГУ), заместитель главного редактора
Калашников Николай Павлович — проф., НИЯУ МИФИ, заместитель главного редактора
Рудой Юрий Григорьевич — проф., РУДН, заместитель главного редактора
Шапочкин Михаил Борисович — проф., Московское физическое общество, заместитель главного
редактора
Колесников Юрий Леонидович — проф., НИУ СПбИТМО (г. Санкт-Петербург)
Кудрявцев Николай Николаевич — проф., МФТИ (ГУ), член-корреспондент РАН
Стриханов Михаил Николаевич — проф., НИЯУ МИФИ
Сысоев Николай Николаевич — проф., МГУ им. М.В. Ломоносова
Хохлов Дмитрий Ремович — проф., МГУ им. М.В. Ломоносова, член-корреспондент РАН
Редакционная коллегия
Голубева Ольга Наумовна — проф., РУДН
Гороховатский Юрий Андреевич — проф., РГПУ им. А.И. Герцена (г. Санкт-Петербург)
Завестовская Ирина Николаевна — проф., ФИАН, НИЯУ МИФИ
Лебедев Владимир Сергеевич — проф., ФИАН, МФТИ (ГУ)
Морозов Андрей Николаевич — проф., НИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана
Песоцкий Юрий Сергеевич — проф., ген. директор ООО «Русучприбор»
Пурышева Наталия Сергеевна — проф., МПГУ
Салецкий Александр Михайлович — проф., МГУ им. М.В. Ломоносова
Спирин Геннадий Георгиевич — проф., МАИ
Стефанова Галина Павловна — проф., АГУ (г. Астрахань)
Ответственный секретарь
Калачев Николай Валентинович — проф., Финуниверситет, НИЯУ МИФИ, ФИАН
Техническая редакция
Березин Павел Дмитриевич — руководитель РИИС ФИАН
Алексеева Татьяна Валерьевна — инженер РИИС ФИАН
Алексеева Татьяна Викторовна — редактор РИИС ФИАН
© Издательский дом МФО, 2015 г.
Физическое образование в вузах
Т. 21, № 4, 2015
Содержание
5
Неожиданные следствия предположения о пренебрежимо малом магнитном потоке
И.Р. Мубаракшин
12 Интерактивный электронный ресурс «Введение в теорию атомных столкновений»
А.А. Бобрикова, А.К. Беляев, А.А. Городецкий, А.В. Дадонова, Э. Далимье, А.З. Девдариани, Н.А. Тимофеев
18 Радиоволны и фотоны
А.Д. Комаров
29 Кристаллооптика в общем физическом практикуме вузов
Т.М. Глушкова
39 Технология физического эксперимента: спектры и квантовый выход люминесценции
М.А. Горяев, И.О. Попова, А.П. Смирнов
47 Компьютерная сцинтилляционная гамма-спектрометрия в лабораторном практикуме
по общей физике
С.Н. Жабин, С.И. Кудашев, В.В. Усков, Ю.М. Ципенюк, Ю.В. Юрьев
60
Лабораторная установка для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей методом максимального давления в пузырьке с малоэнергоёмкой системой нагрева без применения термостата
Г.Н. Фрейберг
68 Современные источники рентгеновского излучения. I. Рентгеновские трубки
Е.В. Смирнов
83
Демонстрация вихревого электрического поля с помощью газового разряда
И.Н. Фетисов
92
Федеральные государственные образовательные стандарты высшего образования
и естественнонаучное образование студентов педагогических вузов
М.Ю. Королев, Л.В. Королева
105
Подготовка студентов магистратуры к профессиональной деятельности в процессе
обучения в лабораторном практикуме
Е.Б. Петрова, Л.В. Королева
114 Анализ качества знаний пилотов-первокурсников по физике
Н.Ю. Громова, В.П. Глухов
120 Формирование у студентов эволюционной картины мира: от школы к вузу
Е.Е. Одинцова, Н.И. Одинцова
135 Горизонтальный маятник
В.В. Благовещенский, И.А. Водомесов
142 Изучение принципа Ле Шателье – Брауна в разделе «Механика» курса общей физики МГТУ им. Н.Э. Баумана
К.В. Глаголев, А.Н. Морозов, М.Л. Поздышев
Physics in Higher Education V. 21, № 4, 2015
The contents
5
Unexpected Consequences of the Assumption about Negligibly Small Magnetic Flux
I.R. Mubarakshin
12 Interactive Electronic Resource: «Introduction in the Theory of Atomic Collisions»
A.A. Bobrikova, A.K. Belyaev, A.A. Gorodetskii, A.V. Dadonova, E. Dalimier,
A.Z. Devdariani, N.A. Timofeev
18 Radio Waves and Photons
A.D. Komarov
29
Crystal Optics in General Physics Practicum at Universities
T.M. Glushkova
39
The Technology of the Physical Experiment: Luminescence Spectra and Quantum Yield
M.A. Goryaev, I.O. Popova, A.P. Smirnov
47
Computer Scintillation Gamma Spectrometry in a Laboratory Workshop on the General Physics
S.N. Zhabin, S.I. Kudashev, V.V. Uskov, Y.M. Tsipenyuk, Y.V. Yuryev
60
Laboratory Setup for Measuring of Surface Tension of Liquids by the Maximum Bubble
Pressure Method with Low Energy Consumption Heating System and Without Thermostat
G.N. Freyberg
68 Modern X-ray Sources.
I. X-ray Tubes
E.V. Smirnov
83 Demonstration of Electric Eddy Field by Gas Discharge
I.N. Fetisov
92 Federal State Educational Standards of Higher Education and Natural-Science Education
of Students of Pedagogical Universities
M.Yu. Korolev, L.V. Koroleva
105 Preparing Graduate Students for Professional Careers in the Learning Process
in Laboratory Course
E.B. Petrova, L.V. Koroleva
114
Quality Analysis of First-Year Students-Pilots Knowledge on Physics
N.Yu. Gromova, V.P. Glukhov
120 Formation of the Bachelors’ Evolutionary Worldview: from Elementary to High School
E.E. Odintsova, N.I. Odintsova
135 The Horizontal Pendulum
V.V. Blagoveshchenskii, I.A. Vodomesov
142
Study of Le Chatelier – Brown Principle in Mechanics Section of General Physics
at Bauman MSTU
K.V. Glagolev, A.N. Morozov, M.L. Pozd‘ishev
PHYSICS
IN HIGHER EDUCATION
Founders of the Journal:
Ministry of Education and Science of Russian Federation Moscow Physical Society
International Association of Developers and Manufactures of Educational Technology
The four-monthly journal ISSN 1609-3143
The journal is registered at the State Committee of the Russian Federation on the Press. Certificate of registration of the mass media no. 019360 dated November 2, 1999.
Journal Council
Oleg N. Krokhin – Prof., Dr. Sci., Academician of the Russian Academy of Sciences, P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), (Editor-in-Chief)
Anatoliy D. Gladun — Prof., Dr. Sci., Moscow Institute of Physics and Technology (State University), (Deputy Editor-in-Chief)
Nikolay P. Kalashnikov – Prof., Dr. Sci., National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), (Deputy Editor-in-Chief)
Yuriy G. Rudoy — Prof., Dr. Sci., Russian People’s Friendship University
Mikhail B. Shapochkin – Prof., Dr. Sci., Chairman of the Board of Moscow Physical Society, (Deputy Editor-in-Chief)
Yuriy L. Kolesnikov — Prof., Dr. Sci., St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics - Optics
Nikolay N. Kudryavtsev — Prof., Dr. Sci., Moscow Institute of Physics and Technology (State University), Corresponding Member of Russian Academy of Sciences
Mikhail N. Strikhanov — Prof., Dr. Sci., National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)
Nikolay N. Sysoev— Prof., Dr. Sci., Lomonosov Moscow State University
Dmitry R. Khokhlov — Prof., Dr. Sci., Lomonosov Moscow State University, Corresponding
Member of Russian Academy of Sciences
Editorial Board
Olga N. Golubeva — Prof., Dr. Sci., Russian People’s Friendship University
Yuriy A. Gorohovatskiy — Prof., Dr. Sci., Herzen State Pedagogical University of Russia, St. Petersburg
Irina N. Zavestovskaya — Prof., Dr. Sci., P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute) Vladimir S. Lebedev— Prof., Dr. Sci., P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, Moscow Institute of Physics and Technology (State University)
Andrey N. Morozov — Prof., Dr. Sci., National Research Bauman Technical University
Yuriy S. Pesotskiy — Prof., Dr. Sci., Association «MARPUT»
Natalia S. Purysheva – Prof., Dr. Sci., Moscow Pedagogical State University Alexander M. Saleckiy – Prof., Dr. Sci., Lomonosov Moscow State University Gennadiy G. Spirin — Prof., Dr. Sci., Moscow Aviation Institute (National Research University) Galina P. Stefanova —Prof., Dr. Sci., Astrakhan State University
Executive Secretary
Nikolay V. Kalachev — Prof., Dr. Sci., Financial University under the Government of the Russian Federation, P.N. Lebedev Physical Institute of RAS, National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)
Technical Edition
Pavel D. Berezin — technical editing, Publishing Service P.N. Lebedev Physical Institute of RAS
Tatyana Val. Alekseeva— engineer Publishing Service P.N. Lebedev Physical Institute of RAS
Tatyana Vik. Alekseeva — editor Publishing Service P.N. Lebedev Physical Institute of RAS
Phone: +7 (499) 132-66-51
E-mail: kalachev@sci.lebedev.ru
Internet: pinhe.lebedev.ru
Физическое образование в вузах
УЧРЕДИТЕЛИ ЖУРНАЛА: МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО
МЕЖДУНАРОДНАЯ АССОЦИАЦИЯ РАЗРАБОТЧИКОВ И ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ УЧЕБНОЙ
ТЕХНИКИ
Журнал зарегистрирован в Государственном комитете Российской Федерации по печати. Свидетельство о регистрации средства массовой информации № 019360 от 2 ноября 1999 г.
119991, Москва В-333, Телефоны: (499)132-66-51
Ленинский пр. 53, Факс: (499)132-66-51 Издательский дом МФО (499)132-64-11 Татьяна Валерьевна
E-mail: kalachev@sci.lebedev.ru
Уважаемые коллеги!
Издательский дом Московского Физического общества продолжает подписку на журнал «Физическое образование в вузах». Учредителями журнала являются Министерство образования и науки РФ, Московское Физическое общество и МАРПУТ. Редколлегию журналасоставиливидныеученые-специалистывобластифизическогообразованияРоссии иМинобороныРФ.Нашжурналдвуязычный(принимаютсястатьинарусскомианглийском языках) и распространяется в странах СНГ.
Главный редактор журнала - академик Российской академии наук, профессор МИФИ, научный руководитель Высшей школы им. Н.Г. Басова НИЯУ МИФИ О.Н. Крохин.
Данный журнал является единственным, охватывающим все актуальные вопросы преподавания физики в вузе, и, как мы надеемся, он станет главным средством общения кафедр физики вузов стран СНГ.
Web страница журнала в сети Интернет: http://pinhe.lebedev.ru.
Основные разделы журнала
- Концептуальные и методические вопросы преподавания общего курса физики в вузе, техникуме, колледже.
- Вопросы преподавания курса общей физики в технических университетах.
- Современный лабораторный практикум по физике.
- Демонстрационный лекционный эксперимент.
- Информационные технологии в физическом образовании.
- Вопросы преподавания общего курса физики в педвузах и специальных средних учебных заведениях.
- Текущая практика маломасштабного физического эксперимента.
- Связь общего курса физики с другими дисциплинами.
- Интеграция Высшей школы и Российской Академии наук.
Журнал издается объемом около 21 печатного листа, ежеквартально, тиражом около 500 экз.
Просим Вас присылать в адрес нашей редакции статьи, относящиеся к тематике нашего журнала (желательно на базе опыта вашего вуза). Размер статьи не должен превышать 15 стр. (включая рисунки и литературу). Для публикации необходимо выслать в адрес редакции 2 экз. статьи в твердой копии. Необходимо приложить также дискету с электронной версией статьи, набранной в WINWORD. (Параметры набора статьи: шрифт - Тimes New Roman Cyr., размер 10; отступы - верхний - 2,2 см; нижний 7 см; левый - 3 см; правый - 4,5 см; интервал - полуторный). Рисунки представлять в отдельном файле в формате TIFF, JPG, BMP, PCX. Разрешение полутоновых рисунков (фотографий) должно быть не менее 150 точек на дюйм (dpi), черно-белых (графиков и схем) – не менее 300 точек на дюйм. Необходимо указать место работы и полностью ФИО всех авторов, почтовый и электронный адреса, телефоны для связи, а также название статьи на английском языке. Статьи должны сопровождаться УДК, аннотацией и ключевыми словами на русском и английском языках. Для ускорения публикации желательно выслать ее по электронной почте в адрес редакции.
Хотелось бы обратить Ваше внимание на то, что авторам, кафедры которых подпишутся на наш журнал, будет даваться преимущество при публикации статей, информационных сообщений об издаваемых Вами книгах и методических пособиях, а также Ваших сообщений рекламного характера.
Мы готовы опубликовать Ваши рекламные материалы, заказные статьи, коммерческие проекты. Информацию о расценках на эти услуги и условиях подписки можно получить в редакции.
Подписавшись на журнал, Ваша кафедра окажет содействие развитию физического образования в России, поможет общению преподавателей физики России и стран СНГ.
Журнал внесен в “Каталог. Газеты и журналы. 2-е полугодие 2016 года.
Агентство «Роспечать». Индекс 71371.
УСЛОВИЯ ПОДПИСКИ
Стоимость подписки на год c 1 января 2016 г. – 3000 рублей (включая НДС).
Банковские реквизиты ООО «Издательского дома МФО»:
р/с № 40702810038280100249 в Московском банке, Сбербанка России ПАО,
г. Москва. к/с № 30101810400000000225, БИК 044525225, ИНН № 7736045853, КПП 773601001.
В платежке указать назначение платежа «За подписку на журнал» и точный адрес для рассылки.
Глубокоуважаемые коллеги!
Редакция журнала подготовила компакт-диск, на котором можно найти все статьи, выпущенные в журналах с 1995 по 2014 гг. Стоимость диска с пересылкой, составляет 2500 руб. Заявки на изготовление и пересылку диска просим присылать по электронной почте в адрес редакции: kalachev@sci.lebedev.ru или по телефону: (499) 132-6651 Николай Валентинович или Татьяна Викторовна.
Выпускающий редактор Анатолий Деомидович Гладун.
УДК 537.851
Неожиданные следствия предположения o пренебрежимо малом магнитном потоке
Искандер Рахимович Мубаракшин
ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» (МарГУ),
кафедра физики и методики обучения физике; пл. Ленина, д. 1, г. Йошкар+Ола, 424001; e-mail: mubair@mail.ru
В задачах на электромагнитную индукцию часто используются упрощающие предположения (элементы идеализации), например, о малости магнитного поля в области расположения измерительных приборов. Поскольку переменное магнитное поле связано с вихревым электрическим, то применение упрощающих предположений может оказаться неоднозначным и противоречивым, что и обсуждается в работе на примере ряда известных задач.
Ключевые слова: электромагнитная индукция, магнитный поток, вихревое
электрическое поле.
УДК 378.147
Интерактивный электронный ресурс
«Введение в теорию атомных столкновений»
Анна Александровна Бобрикова1, Андрей Константинович Беляев2, Алексей Александрович Городецкий2, Алла Васильевна Дадонова2, Элизабет Далимье3, Александр Зурабович Девдариани1,2,
Николай Александрович Тимофеев1
1 Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра оптики 198504, Россия, Санкт-Петербург, Петергоф, Ульяновская ул., д. 3
2 Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Кафедра теоретической физики и астрономии, 191186, Россия, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки 48
3 Университет П. и М. Кюри, Лаборатория применения мощных лазеров 94200, Франция, Париж, ЭкольПолитекник, КорпусИври, ул. Рафаель 3; e-mail:
annabobrik@bk.ru ;
belyaev@herzen.spb.ru ; gorodon@gmail.com;
alladadonova@mail.ru ;
elisabeth.dalimier@upmc.fr ;
snbrn2@yandex.ru ; niktimof@yandex.ru
Внедрение компьютера в сферу образования стало началом революционного преобразования традиционных методов и технологий обучения, а также всей отрасли образования. Важную роль на этом этапе играли информационно-коммуникационные технологии. Первые шаги по внедрению ИКТ в систему образования показали его огромные возможности для ее развития. Создание сайта на сервере РГПУ им. А.И. Герцена группы по теории столкновений позволяет продемонстрировать основные возможности для педагогической деятельности в новой среде, а также показывает новые способы обучения и преподавания курсов.
Ключевые слова: интерактивный сайт, электронный ресурс, теория атомных столкновений.
УДК 537.8
Радиоволны и фотоны
Александр Дмитриевич Комаров
E-mail: qomadkomad@gmail.com
В работе показывается, что уравнения Максвелла приводят к дискретной модели распространения ЭМ излучения. Фотон является разовым излучением одного электрона, характеризуется плоскостью поляризации и энергией. Фотон обладает волновыми свойствами и распространяется в конкретном направлении как корпускула. Фотоны только переносят энергию в виде кванта действия между заряженными частицами и не взаимодействуют между собой в отсутствии зарядов. Любое ЭМ излучение, включая радиоволны, состоит из множества фотонов, количество которых соответствует количеству электронов, принимавших участие в излучении.
Ключевые слова: радиоволны; ЭМ излучение; фотон; поляризация; квант действия; корпускулярно-волновой дуализм.
УДК 535.544
Кристаллооптика в общем физическом практикуме вузов
Татьяна Михайловна Глушкова
Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, кафедра общей физики; 119991, Москва, ГСП%1, Ленинские горы, дом 1, строение 2, Физический факультет МГУ; e-mail: glu_ta_mi@mail.ru
Предлагается метод определения показателей преломления (обыкновенного и необыкновенного) анизотропных одноосных кристаллов. Эксперимент включает получение интерференционной картины волн, наклонно падающих на клинообразный образец; измерение ширины интерференционных полос и расчёты показателей преломления.
Ключевые слова: кристаллооптика, анизотропия, оптически одноосные кристаллы, показатель преломления, оптическая индикатриса, оптическая ось.
УДК 535.371
Технология физического эксперимента:
спектры и квантовый выход люминесценции
Михаил Александрович Горяев, Ирина Олеговна Попова, Александр Павлович Смирнов
Российский Государственный Педагогический Университет им. А.И. Герцена 191186 Санкт-Петербург, наб. Мойки, 48; e-mail:
mgoryaev@mail.ru ,
timof-ira@yandex.ru, veter8808@mail.ru
Рассмотрена возможность обучения технологии и развития культуры физического эксперимента на примере спектрально-люминесцентных исследований адсорбированных красителей. Обсуждаются все основные этапы исследования от постановки эксперимента до интерпретации полученных результатов.
Ключевые слова: культура физического эксперимента, спектры люминесценции, квантовый выход люминесценции.
УДК 539.1.074.3; 539.1.074.6
Компьютерная сцинтилляционная гамма-спектрометрия в лабораторном практикуме по общей физике
Сергей Николаевич Жабин, Сергей Иванович Кудашев, Владимир Владимирович Усков, Юрий Михайлович Ципенюк, Юрий Вячеславович Юрьев
Московский физико-технический институт (Государственный университет) 141700 Долгопрудный, Моск. обл., Институтский пер., 9; e-mail:
tsip@kapitza.ras.ru
В работе рассматривается применение в лабораторном практикуме по общей физике компьютеризированной установки для изучения энергетических спектров радиоактивных гамма-источников низкой активности. Описаны основные принципы работы гамма-спектрометрии и приведены рекомендации для использования установки в лабораторном практикуме в курсе общей физики.
Ключевые слова: радиоактивный источник, гамма-квант, сцинтилляционный кристалл, гамма-спектрометрия.
УДК 532.61.08; 532.61.096
Лабораторная установка для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей методом максимального давления в пузырьке с малоэнергоёмкой системой нагрева без применения термостата
Геннадий Николаевич Фрейберг
Московский физико-технический институт
141700, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., 9; e-mail: vluki@bk.ru
Описана лабораторная установка для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей и растворов методом максимального давления в пузырьке. В отличие от стандартной установки Ребиндера, система, контролирующая давление внутри пузырька, отделена от резервуара с жидкостью, что позволяет оперативно менять исследуемую жидкость и ее температуру. Это дает возможность легко исследовать зависимости поверхностного натяжения от температуры и состава жидкостей. Установка проста в эксплуатации и не содержит внешних термостата и холодильника. Описана методика проведения измерений, приведены экспериментальные данные.
Ключевые слова: метод максимального давления в пузырьке, поверхностное натяжение, плотность жидкости, давление, температура.
УДК 616-073.754.3
Современные источники рентгеновского излучения.
I. Рентгеновские трубки
Евгений Васильевич Смирнов
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская, 5; e-mail: seva09@rambler.ru
В настоящей статье дан обзор современных источников излучения рентгеновского диапазона. Рассмотрены рентгеновские трубки с прострельной и отражательной мишенями. Обсуждены возможности использования микро- и нанотрубок для повышения качества изображения исследуемых объектов. Проанализированы особенности конструкции полевых эмиссионных катодов, позволяющих создавать сверхминиатюрные рентгеновские трубки, и описаны, полученные с их помощью, изображения биологических объектов. Отмечено важное значение внедрения достижений нанотехнологии в развитие и совершенствование источников рентгеновского излучения.
Ключевые слова: рентгеновские микро- и нанотрубки, холодные катоды с углеродными нанотрубками, нанотехнологии.
УДК 538.3; 537.52
Демонстрация вихревого электрического поля с помощью газового разряда
Игорь Николаевич Фетисов
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5; e-mail: infetisov@mail.ru
Представлены методика и аппаратура для демонстрации вихревого электрического поля с помощью высокочастотного индукционного газового разряда в лампе. Для демонстрации предложено использовать портативную радиостанцию и бактерицидную и индукционную лампы. Данная наглядная и визуально-красочная демонстрация ВЭП имеет очевидные преимущества по сравнению с известными.
Ключевые слова: вихревое электрическое поле, индукционный разряд, бактерицидная лампа, индукционная лампа, демонстрация.
УДК 378.1
Федеральные государственные образовательные стандарты высшего образования и естественнонаучное образование студентов педагогических вузов
Максим Юрьевич Королев, Людмила Васильевна Королева
Московский педагогический государственный университет
119991, Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1, стр. 1; e-mail: myu.korolev@mpgu.edu, lv.koroleva@mpgu.edu
В статье рассматривается роль естественнонаучного образования студентов педагогических вузов. Обсуждается значение дисциплин «Физика», «Естественно- научная картина мира» и «Концепции современного естествознания» для развития научного мышления студентов. Рассматривается эволюция государственных образовательных стандартов высшего образования с точки зрения отражения в них важности естественнонаучной компоненты образования у студентов педагогических вузах.
Ключевые слова: естественнонаучное образование студентов, педагогическое образование, бакалавры, стандарты высшего образования, дисциплина «Физика», научное мышление.
УДК 378.1
Подготовка студентов магистратуры к профессиональной деятельности в процессе обучения в лабораторном практикуме
Елена Борисовна Петрова, Людмила Васильевна Королева
Московский педагогический государственный университет
119991, г. Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1, стр. 1; e-mail:
eb.petrova@mpgu.edu , lv.koroleva@mpgu.edu
В статье рассматривается роль лабораторного практикума по естествознанию студентов магистратуры «Современное естествознание» (направление «Педагогическое образование»). Обсуждается значение лабораторного практикума по естествознанию для формирования компетенций, необходимых для полноценного образования студентов педагогических вузах.
Ключевые слова: естественнонаучное образование студентов, педагогическое образование, государственные образовательные стандарты высшего образования, лабораторный практикум по естествознанию.
УДК 378.01
Анализ качества знаний пилотов-первокурсников по физике
Наталья Юрьевна Громова, Владимир Петрович Глухов
Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (институт) 432071, г. Ульяновск, ул. Можайского, д.8/8; e-mail: natagrom@rambler.ru
Представлены результаты исследования, направленного на изучение начальной (школьной) подготовки будущих пилотов по физике, дана оценка того, насколько эта подготовка соответствует результатам ЕГЭ. Предложены некоторые рекомендации, позволяющие, на наш взгляд, улучшить качество образования будущих пилотов.
Ключевые слова: образование, физика, успеваемость, анализ.
УДК 373.5, 378.09
Формирование у студентов эволюционной картины мира: от школы к вузу
Екатерина Евгеньевна Одинцова1, Наталия Игоревна Одинцова2
1 РУДН, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6; e-mail: kate.odints@gmail.com
2МПГУ, 119991, Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1, стр. 1; e-mail: nodints1960@gmail.com
Описаны сложности, возникающие при формировании эволюционных представлений у студентов непрофильных специальностей. Проведен анализ школьных учебников с целью установить, на какие фактические знания об эволюции можно опираться при изложении данного раздела в вузе. Установлено, что в рамках школьной программы наименьшее внимание уделяется космологической, звездной, галактической и предбиологической эволюции. Приведены результаты анкетирования среди студентов двух российских вузов, свидетельствующие о наличии корреляции остаточных знаний об эволюции с объемом материала в школьных учебниках. Предложен план по формированию эволюционной картины мира, включающий в себя этап повторения и актуализации школьных знаний об эволюции в хронологическом порядке, введение понятия о самоорганизации, формирование представления о самоорганизации как общей основе для объяснения эволюции Вселенной и завершающего обобщения пройденного материала.
Ключевые слова: формирование естественнонаучной картины мира, концепции современного естествознания, методика обучения естествознанию в вузе, глобальный эволюционизм, эволюционная картина мира, эволюционная концепция.
УДК 534.014.4
Горизонтальный маятник
Владимир Валерьевич Благовещенский, Иван Алексеевич Водомесов
Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова
156961 Россия, Кострома, ул. 1 Мая, д. 14; e!mail:
blagovvv@list.ru , iv_vod@mail.ru
В работе строится компьютерная модель математического маятника на жестком подвесе с колеблющейся точкой подвеса. С помощью модели исследуется возможность стабилизации колебаний маятника в горизонтальном положении. Находится пороговая частота стабилизации. Исследуются зависимости амплитуды и периода возникших стабилизированных колебаний от частоты колебаний точки подвеса. То же самое исследование проводится для нахождения явления стабилизации при любых углах наклона направления колебаний. Пороговая частота трактуется как точка бифуркации. Ключевые слова: перевернутый маятник, стабилизация, вынужденные колебания,
пороговая частота.
УДК 530.1+53.02
Изучение принципа Ле Шателье – Брауна в разделе «Механика» курса общей физики МГТУ им. Н.Э. Баумана
Константин Владимирович Глаголев, Андрей Николаевич Морозов,
Михаил Леонидович Поздышев
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана 105005, г. Москва, 2-я Бауманская улица, д. 5, кафедра физики
В статье приведены примеры, иллюстрирующие принцип Ле Шателье – Брауна в разделе «Механика» курса общей физики с учетом последовательного перехода к дальнейшим разделам курса общей физики, включающие в себя термодинамику, электричество, электромагнитные волны и физику твердого тела. Это позволяет лучше продемонстрировать взаимосвязь различных разделов физики.
Ключевые слова: принцип Ле Шателье – Брауна, термодинамическая система, механическая система, состояние равновесия.
Abstracts
Unexpected Consequences of the Assumption about Negligibly Small Magnetic Flux
Iskander R. Mubarakshin
FGBOU VPO «Mari State University» (MarSU), Department of physics and methods of teaching physics; Lenin sq., 1, Ioshkar3Ola, 424001, Russian Federation; e3mail: mubair@mail.ru
Received September 8, 2015 PACS: 01.55.+b
In tasks on electromagnetic induction the simplifying assumptions (idealization elements), for example, about a smallness of a magnetic field in the area of measuring devices arrangement are often used. As the varying magnetic field is connected with curl electric one, application of the simplifying assumptions can be ambiguous and inconsistent, as it is discussed in this paper on the example of a number of known tasks.
Keywords: electromagnetic induction, magnetic flux, curl electric field.
References [in Russian]:
- Tamm I.E. Principles of theory of electricity. – M.: Nauka, Glav. Red. PML, 1976. – 616 p. – Ch. VI, § 86.
- Collection of problems in elementary physics. Manual for self-study./ Buhovtsev B.B., Krivchenkov V.D., Myakishev G. Ia., Saraeva I.M. – 5th ed., revised. – M.: Nauka, Glav. Red. PML, 1987. – 416 p. – P. 111-112, (problems 592, 593, 594), p. 334-335 (solutions).
- Zilberman G.E. Electricity and Magnetism. – M.: Nauka, Glav. Red. PML, 1970. – 384 p. – Ch. IX, § 97.
- Gelfgat I.M., Gendenstein L.E., Kirik L.A. 1001 problems in physics with answers, guidance, solutions. 5th ed. – M.: “Ilexa”, 2004. – 350 p. – P. 102+104, (problems 16.22, 16.30, 16.32, 16.34), p. 291, 293-295 (solutions).
- Gelfgat I.M., Gendenstein L.E., Kirik L.A. The solution of key problems in physics for profile schools. 10-11classes. – M.: “Ilexa”, 2013. – 288 p. – P. 233, problem 32.9, p. 238-240, problems O.134, O.135.
6. Potential. Magazine for high school students. September 2005. № 9. – P. 57-58.
Interactive Electronic Resource: «Introduction in the Theory of Atomic Collisions»
A.A. Bobrikova1, A.K. Belyaev2, A.A. Gorodetskii2, A.V. Dadonova2,
E. Dalimier3, A.Z. Devdariani1,2, N.A. Timofeev1
1 Saint/Petersburg University, Department of optics, 198904 Russia, St. Petersburg, Peterhof, Ulyanovskayast., 3
2 Herzen University, Department of theoretical physics and astronomy 191186, Russia, St. Petersburg, Moika 48
3 Universit Pierre et Marie Curie (Paris VI), Laboratoire pour l?Utilisation des Lasers Intenses LULI, 94200, France, Paris, Site Ivry, Le Raphaёl, 3;
E-mail: annabobrik@bk.ru ;
belyaev@herzen.spb.ru ;
gorodon@gmail.com ;
alladadonova@mail.ru ;
elisabeth.dalimier@upmc.fr ;
snbrn2@yandex.ru ; niktimof@yandex.ru
Received July, 02, 2015 PACS 01.40.-Education
The advent of computerization was the beginning of a revolutionary transformation of traditional methods and approaches in education. Important role at this stage was played by information and communication technologies. The first step in introducing ICT into the education system has shown its huge potential for development. The creation of a website of Atomic collision theory group on the server of the Herzen University State Pedagogical University allows showing the main possibilities for teaching in a new environment, and also shows new ways of learning and teaching courses.
Keywords: interactive website, electronic resource, the theory of atomic collisions.
References [in Russian]
- Alekseeva O.A. Radiative processes in the interaction of atoms with anintermediate type of coupling of angular momenta: author’s abstract of the dissertation on competition of a scientific degree of candidate of physic-mathematical sciences. – St. Petersburg, 2014. – 25 pp.
- Rodionov D.S. Nonadiabatic transitions in slow atomic collisions: author’s abstract of the dissertation on competition of a scientific degree of candidate of physic-mathematical sciences – St. Petersburg, 2014. – 16 pp.
- Demkov N., Ostrovsky V.N. Zero-range Potentials and their Applications in Atomic Physics // New York: Plenum, 1988. – 288 pp.
Radio Waves and Photons
Alexander D. Komarov
E-mail: qomadkomad@gmail.com
Received October 30, 2015 PACS 41.20.Jb
In this paper, we show that Maxwell’s equations lead to a discrete distribution model of EM radiation. Photon is a one-time emission of one electron is characterized by a plane of polarization and energy. Photon has wave properties and distributed in a particular direction, as a corpuscle. Only photons transfer energy in the form of the quantum of action between charged particles do not interact with each other in the absence of charges. Any electromagnetic radiation including radio waves composed of a plurality of photons, corresponding to the number of electrons participating in the radiation.
Keywords: radio wave; photon; EM radiation; polarization; the quantum of action; wave- particle duality.
References [in Russian]
- Yur’ev Yu.V. Svetovye volny i fotony [Light waves and photons]: uchebno-metodicheskoe posobie. – M.: MFTI, 2010.
- Komarov A.D. Poperechnye volny v tyazheloj neuprugoj niti [The transverse wave in a chain].
Fizicheskoe obrazovanie v vuzah [Physics in Higher Education]. Vol.19, № 2, 2013, p. 26-29.
Crystal Optics in General Physics Practicum at Universities
T.M. Glushkova
M.V. Lomonosov Moscow State University, Physical Department;
e-mail: glu_ta_mi@mail.ru
Received June 30, 2015 PACS 42.25.Gy, 78.20.Ci
An instrumental approach is proposed to measure both ordinary and extraordinary refractive indices of anisotropic uniaxial crystals. The experiment includes obtaining, observing and recording the interference pattern of wave beams obliquely incident on a wedge-shaped crystal sample. Refractive indices are then calculated based on measurements of the interference strip widths.
Keywords: crystal optics, anisotropy, uniaxial crystal, refractive index, optical indicatrix, optical axis.
References [in Russian]
- Landsberg G.S. Optics. – M. FIZMATLIT. 2006. 848 pp.
- Matveev A.N. Optics. – M. Higher School. 1985. 351 pp.
- Aleshkevich V.A. Optics. – M. FIZMATLIT. 2010. 319 pp.
- Mitin I.V., Saletskii A.M., Cherviakov A.V. New Laboratory Works in Optics. M. Phys. Dep. MSU. 2003. 195 pp.
- General Physics: Laboratory Practicum Guide. Edited by Krynetskii I.B. and Strukov B.A. – M. INFRA-M. 2008. 597 pp.
- Kozlov V.I. Antholodgy of General Physics Practicum. Part 4. Optics. – M. Phys. Dep. MSU. 2013. 180 pp.
- Mitin I.V. Laboratory Practicum in Physics. Optics. Work № 142. Study of the Birefringence of Light Propagation in Anisotropic Uniaxial Crystals. – M. Phys. Dep. MSU. 2011. 20 pp.
- Mitin I.V. Laboratory Practicum in Physics. Optics. Work № 147. Study of Natural Rotation of Light Polarization Plane. – M. Phys. Dep. MSU. 2010. 14 pp.
- Physics Encyclopedia. V. 2. – “Soviet Encyclopedia”. 1990. 704 pp.
- Sirotin Yu.I., Shascolskaya M.P. Principles of Crystals Physics. – M. Nauka. 1975. 680 pp.
- Konstantinova A.F., Grechushnikov B.N., Bokut’ B.L., Valyashko E.G. Optical Properties of Crystals. - Minsk. Science and Technology. 1995. 302 pp.
- Glushkova T.M., Ivanov S.A., Kiselev D.F., Firsova M.M., Shtyrkova A.P., Kostromin S.G., Shibaev V.P. Refraction of Homeotropically Oriented Films of Comb-Shaped LC Polimers. // Bulletin of MSU. Ser. 3. Physics. Astronomy. 1995. Vol. 36, № 3, p. 33-38.
The Technology of the Physical Experiment:
Luminescence Spectra and Quantum Yield
M.A. Goryaev, I.O. Popova, A.P. Smirnov
Herzen State Pedagogical University of Russia;
e-mail: mgoryaev@mail.ru,timof(ira@yandex.ru,veter8808@mail.ru
Received August 17, 2015 PACS 78.55. – m
The possibility of the technological learning and of the physical experiment culture development is considered in the task of spectral-luminescence investigations of the adsorbed dyes. The main studies from the experiment setting to the interpretation of the obtained results are discussed.
Keywords: culture of physical experiment, luminescence spectra, luminescence quantum yield.
References
- Goryaev M.A. Mater. XI Mezhd. Konf. «FSSO-11». Volgograd. 2011. V. 1. P. 46. [in Russian].
- Goryaev M.A. Mater. XII Mezhd. Konf. «FSSO-13».Petrozavodsk. 2013. V. 1. P. 54. [in Russian].
- Goryaev M.A., Popova I.O. Mater.XIII Mezhd.Konf. «FSSO-15». St.Petersburg.2015. V.1. P. 66. [in Russian].
- Goryaev M.A., Smirnov A.P. // Physics in Higher Educ. 2014. V. 20. № 2. P. 164. [in Russian].
- Goryaev M.A., Popova I.O., Smirnov A.P.//Physics in Higher Educ. 2015. V.21. № 2. P. 103. [in Russian].
- Goryaev M.A., Popova I.O., Smirnov A.P. Mater. XIII Mezhd. Konf. «FSSO-15». St. Petersburg. 2015. V. 1. P. 68. [in Russian].
- Goryaev M. A. // Optics and Spectroscopy. 1980. V. 49. № 6. P. 625.
- Goryaev M. Physical principles of photochemistry of the solid. Photolysis of inorganic solids. Saarbrucken: Lambert Acad. Publ. 2013. 144 p. [in Russian].
- Goryaev M. A. // Optics and Spectroscopy. 1981. V. 51. № 6. P. 562.
- Goryaev M. A. // Soviet Technical Physics Letters. 1980. V. 6. № 9. P. 484.
- Goryaev M. A. // Journal of Applied Spectroscopy. 1982. V. 36. № 2. P. 186.
- Ivanov А.P., Predko К.G. Optics of luminescence screen. Minsk:Nauka i tekhnika,1984. 271 p. [in Russian].
- Goryaev M.A. Solving Physics Problems on Computer. St. Petersburg: LETI Publ. 2008. 64 p. [in Russian].
14. Goryaev M. A. // Journal of Applied Spectroscopy. 1985. V. 42. № 1. P. 136 [in Russian].
Computer Scintillation Gamma Spectrometry in a Laboratory Workshop on the General Physics
S.N. Zhabin, S.I. Kudashev, V.V. Uskov,
Y.M. Tsipenyuk, Y.V. Yuryev
Moscow Institute of Physics and Technology (State University) 141700 Dolgoprudny Mosk. Region, Institutsky Lane, 9;
e-mail: tsip@kapitza.ras.ru
Received October 9, 2015 PACS 07.85.-m, 07.85.Nc
Application of the computerized installation for studying energy spectra of radioactive gamma sources of low activity in a student laboratory on general physics is considered. The basic principles of gamma-spectrometry and recommendations for use of installation in a laboratory practical work are described.
Keywords: radioactive source, gamma quantum, scintillation crystal, gamma-spectrometry.
References
- Kazakevich V.S., Kotova S.P., Petrov A.L., Sapnitsa T.N., Skobelev P.O. A system of virtual and real laboratories for a physical student laboratory//News of Samara scientific center RAS. 2000. No.1. URL:
http://cyberleninka.ru/article/n/sistema-virtualnoy-i-realnoy-laboratoriy-dlya- fizicheskogo-praktikuma [in Russian].
- Pets A.V. The modern laboratory workshop on nuclear and quantum physics // The Bulletin of I.Kant BFU. 2011. No.5. URL:
http://cyberleninka.ru/article/n/sovremennyy-laboratornyy- praktikum-po-atomnoi-i-kvantovoi-fizike [in Russian].
- William R.Leo. Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments. A How-to Approach. Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1994.
- Aluker E.D., Gavrilov V.V., Deych R.G., Chernov S.A. The fast-proceeding radiation and stimulated processes in alkaline and haloid crystals. Riga, Zinatne, 1987, S.183 [in Russian].
- Abdrakhmanov M.S., Aluker A.E., Gorbenko B., Deych R.G., Dumbadze G.S. Mekhanizm of scintillation process in NaI-Tl. Journal of Solid State Physics. V. 31, № 5, pp. 302-303, 1989 [in Russian].
- Igoshin F.F., Samarskii Yu.A., Tsipenyuk Yu.M. Laboratory workshop on general physics. Quantum physics. – M.: Fizmatkniga, 2012 [in Russian].
- Tables of physical quantities. The reference book under the editorship of I.K. Kikoin. – M.: Atomizdat, 1976 [in Russian].
Laboratory Setup for Measuring of Surface Tension of Liquids by the Maximum Bubble Pressure Method with Low Energy Consumption Heating System and Without Thermostat
G.N. Freyberg
Moscow Institute of Physics and Technology Institutskiy per., 9, Dolgoprudny, Moscow Oblast, Russia;
e-mail: vluki@bk.ru
Received August 21, 2015 PACS 68.03.Cd
A device for determination of surface tension of liquids and solutions by the method of maximum bubble pressure is presented. Contrary to the standard Rehbinder setup, the system controlling the pressure inside the bubble is separated from the vessel containing the liquid allowing a prompt change of the sample. This makes the device very convenient for measurements of the temperature and liquid composition dependencies of surface tension. The devise is easy to use and does not contain an external thermostat and cooler. The measurement methodology and the experimental results are presented.
Keywords: maximum bubble pressure method, surface tension, density of the liquid, pressure, temperature.
References
1. Gladun A.D., Alexandrov D.A., Igoshin F.F., Korotkov P.F., Koryavov V.P., Ovchinnikov A.P., Samarskiy Yu.A., Tevryukov A.A., Freyberg G.N., “Laboratory practicum on general physics: Thermodynamics and molecular physics (Volume 1)”. Moscow, Russia: Moscow Institute of Physics and Technology, 2007, p. 292 [in Russian].
Modern X-ray Sources. I. X-ray Tubes
E.V. Smirnov
Bauman Moscow State Technical University
105005, Moscow, 2-nd Baumanskaya, 5; e-mail: seva09@rambler.ru
Received July 16, 2015 PACS: 07.85-m
This article provides an overview of modern radiation sources X-ray range. X-ray tubes with transmission and reflective targets are considered. The possibilities of the use of micro- and nanotubes for improving the image quality of the objects are discussed. The features of the structure of field emission cathodes, allowing to create subminiature X-ray tubes are considered, and the preparation of their images using biological objects is described. The importance of the introduction of the achievements of nanotechnology in the development and improvement of X-ray sources is noted.
Keywords: X-ray micro- and nanotubes, cold cathodes with carbon nanotubes, nanotechnology.
References
- W.C. Rontgen. On a new kinds of rays. // Nature, v. 53, 1896, p. 274-276.
- F. Kharaja. General course of rentgenotechnika, 3 ed. M.-L., 1966. – 568 p. [In Russian].
- M.A. Blokhin. Physics of X-rays, 2 ed. M., 1957. – 518 p. [In Russian].
- Rentgenotechnika. Handbook ed. by V.V. Klyuev, books 1-2, M., 1980. B. 1 – 479 p., b. 2 – 363 p. [In Russian].
- S.A. Ivanov, G.A. Shchukin. X-ray tube technical purposes. L.: Energoatomizdat, 1989. – 198 p. [In Russian].
- A.N. Kishkovsky, L.A. Tyutin. Medical X-ray technology. L.: Medicine, 1983. – 312 p. [In Russian].
- www.ostec-ct.ru/technology/2d/ [In Russian].
- S.V. Alekseev, M.L. Taubin, A.A. Yaskolko. Nanocomposites in x-ray techniques. Moscow: Technosphere, 2014. – 208 p. [In Russian].
- M.A. Kumakhov. The radiation of channeled particles in crystals. – M.: Energoatomizdat, 1986. – 160 p. [In Russian].
- A.S. Gontar, V.A. Zaznoba, R.Ya. Kucherov, Yu.V. Nikolayev, M.L. Taubin. X-ray tube. Russian patent 2138879 [In Russian]. http://www.findpatent.ru/patent/213/2138879.html
- M. Shmakov. The choice of X-ray inspection. Looking technologist. // Technologies in modern industry, № 4, 2006, p. 50-68 [In Russian]. www.finestreet.ru
- E.N. Potrahov. Microfocus radiography – innovative technology for medical diagnostics. // Medical equipment, n. 5, 2012, p. 44-46 [In Russian].
- A.A. Podymski, E.N. Potrahov. Microfocus x-ray tube with rotating anode. // Medical equipment, n. 2, 2014, p. 44-46 [In Russian].
- D. Bernard. Selection criteria x-ray tube. // Technology in the electronics industry, n. 4, 2010, 19-21 [In Russian].
- U.E. Frank, N. Deneke. Modern technology of x-ray inspection. // Technology in the electronics industry, n. 1, 2006, p. 60-62. [In Russian].
- A.V. Eletsky. Cold field emitters based on carbon nanotubes. // Physics-Uspekhi, v. 180, n. 9, 2010,897-930 [In Russian].
- A. S. Bugaev, P. A. Eroshkin, V. A. Romanko, E. P. Sheshin. Low-power x-ray tube (the modern state). Physics-Uspekhi, v. 183, n. 7, 2013, p. 727-740 [In Russian].
- L.K. Martinson, E.V. Smirnov. Quantum physics. – 4-th issue. – Moscow: Publishing House of Moscow State Technical University, 2012. – 528 pp. [In Russian].
- S. Seneda, Y. Sakai, Y. Mizuta, F. Okuyama. Super-miniature x-ray tube. // Applied physics letters, v. 85, n. 23, 2004, p. 5679-5681.
- S.H. Heo, A. Ihsan, S.O. Cho. Transmission-tape microfocus x-ray tube using carbon nanotube field emitters. // Applied physics letters, v. 90, 2007, p. 183109, 1-3.
- S.H. Heo, H.J. Kim, J.M. Ha, S.O. Cho. A vacuum-sealed miniature X-ray tube based on carbon nanotube field emitters. // Nanoscale Research Letters, v. 7, 2012, p. 1-5.
Demonstration of Electric Eddy Field by Gas Discharge
I.N. Fetisov
Bauman Moscow State Technical University
105005, Moscow, 2th Baumanskaya, 5; e-mail: infetisov@mail.ru
Received June 29, 2015 PACS: 52.70.Ds, 01.50.My
Methodology and apparatus to demonstrate the electric eddy field by high-frequency induction in a gas discharge lamp were presented. A portable radio station as well as bactericidal and induction lamps were used. The proposed illustrative and colorful demonstration has advantages in comparison with well-known methods.
Keywords: electric eddy field, induction discharge, bactericidal lamp, induction lamp, demonstration.
References
- L.K. Martinson, A.N. Morozov, E.V. Smirnov. Electromagnetic field. – Moscow, Bauman MSTU Publ., 2013, 422 p. [in Russian].
- R.A. Belokopytov, V.K. Kovnackij. The unit for the investigation of electric eddy fields in the magnetic environment. Patent RU 2303295 G09B23/18. 10.02.2006 [in Russian].
- I.N. Fetisov. Demonstration of eddy electric field using high-frequency inductive discharge.// Modern physics workshop. Proceedings of the VII method. Conf. the countries of the Commonwealth. – Moscow, Publ. House of the Moscow physical society, 2002, p. 175 [in Russian].
- I.N. Fetisov. Eddy electric field. – Moscow, Bauman MSTU Publ., 2013, 21 p. [in Russian].
- Physical Encyclopedic Dictionary. Vol. 5. Moscow, Great Russian encyclopedia Publ., 1998, pp. 509–514 [in Russian].
- A.N. Matveev. Electricity and magnetism. – Moscow, Higher School, 1983, 463 p. [in Russian].
- D.V. Sivukhin. Electricity. – Moscow, Science Publ., 1983, 688 p. [in Russian].
8. E. Purcell. Electricity and magnetism. – Moscow, Science Publ., 1971, 448 p. [in Russian].
Federal State Educational Standards of Higher Education and Natural-Science Education of Students of Pedagogical Universities
M.Yu. Korolev, L.V. Koroleva
Moscow Pedagogical State University, 119991, Moscow, Malaya Pirogovskaya, 1, bld. 1;
e3mail: myu.korolev@mpgu.edu,lv.koroleva@mpgu.edu
Received September 19, 2015 PACS 01.40.gb
In article, the role of natural-science education of students of pedagogical universities is considered. Value of disciplines of “Physics”, “A natural-science picture of the world” and “The concept of modern natural sciences” for development of scientific thinking of students is discussed. Examines the evolution of state educational standards of higher education from the point of view of reflection of the importance of natural science components of the education of students of pedagogical universities.
Keywords: natural-science education of students, pedagogical education, bachelors, standards of the higher education, discipline of “Physics”, scientific thinking.
References [in Russian]
- Aleksashina I.Yu., Bulyubash B.V., Zavarykina L.N., Knyazev V.N., Korolev M.Yu., Koroleva L.V., Lyublinskaya I.E., Malyarchuk O.V., Odintsova N.I., Pentin A.Yu., Petrova E.B., Sviridov V.V., Sviridova E.I., Silaev E.V., Sokolova I.I., Shulgina N.M. Problems of teaching of science in Russia and abroad / edited by E.B. Petrova (Ser. 44 Psychology, pedagogy, education technology.) – Moscow: Lenand, 2014. – 160 с.
- Korolev M.Yu. Natural science disciplines as a basis for the formation of the scientific worldview and the development of theoretical thinking of students/ In coll. Teaching experience of science in Russia and abroad. – M.: INFRA-M, 2015. – P. 43-57.
- Korolev M.Yu. Methodical system of training method of modeling student’s scientific and mathematical directions of training in pedagogical universities: Dis. ... doctor of pedagogy. – M., 2012. – 482 с.
- Korolev M.Yu., Koroleva L.V. The discipline of “Physics” in the system training of bachelor of mathematical and natural science profile in the direction “Pedagogical education”// Physics in Higher Education. 2013. V. 19. № 2. P. 143-147.
- Korolev M.Yu., Koroleva L.V., Petrova E.B. About integration processes in education// Science and school. 2009. №. 6. P. 3-6.
- Nikonova Ya.I. Innovative development of the Russian education system: an analysis of three generations of standards // Fundamental research. 2011. №. 8. P. 299-302.
- Petrova E.B. Professionally designed methodical system of training in physics of future teachers of natural science disciplines: Monograph. – M.: “Karpov E.V.”, 2009. – 145 p.
Preparing Graduate Students for Professional Careers in the Learning Process in Laboratory Course
E.B. Petrova, L.V. Koroleva
Moscow Pedagogical State University, 119991, Moscow, Malaya Pirogovskaya, 1, bld. 1;
e-mail: eb.petrova@mpgu.edu,lv.koroleva@mpgu.edu
Received September 19, 2015 PACS 01.40.gb
The article examines the role of laboratory science workshop for graduate students of the master program «The Modern Natural Sciences» (pedagogical education). Discusses the importance of natural-science laboratory course for the formation of the competences required for the inclusive education of students of pedagogical universities.
Keywords: natural-science education of students, pedagogical education, state educational standards of the higher education, natural-science laboratory course.
References [in Russian]
- Zavarykina L.N., Koroleva L.V., Korolev M.Yu., Petrova E.B. Master program «Modern natural-science» – the concept, structure, content// Physics in Higher Education. 2013. V. 19. N 4. P. 107-116.
- Koroleva L.V., Petrova E.B., Korolev M.Yu., Zavarykina L.N., Odintsova N.I. Preparation of masters in the field of natural sciences within the competency approach: monograph. – Moscow: Karpov E.V., 2015. – 128 p.
- Aleksashina I.Yu., Bulyubash B.V., Zavarykina L.N., Knyazev V.N., Korolev M.Yu., Koroleva L.V., Lyublinskaya I.E., Malyarchuk O.V., Odintsova N.I., Pentin A.Yu., Petrova E.B., Sviridov V.V., Sviridova E.I., Silaev E.V., Sokolova I.I., Shulgina N.M. Problems of teaching of science in Russia and abroad / edited by E.B. Petrova (Ser. 44 Psychology, pedagogy, education technology.) – Moscow: Lenand, 2014. – 160 p.
- Petrova E.B. Peculiarities of training graduate students in the field of educational experiment/ in coll. Teaching experience of science in Russia and abroad. – M.: INFRA-M, 2015. – 168 p.
Quality Analysis of First-Year Students-Pilots Knowledge on Physics
N. Gromova, V. Glukhov
Ulyanovsk Higher Civil Aviation School, 432071, 8/8 Mozhaiskogo Ul.,
Ulyanovsk, Russian Federation; e-mail: natagrom@rambler.ru
Received October 2, 2015 PACS 01.40 gb
The paper presents the results of the investigation of basic (secondary school) level of education on physics of student-pilots. It gives an estimation of the correspondence of this level with general state secondary-school exams results. We suggest some recommendations that in our opinion may help to increase the students- pilot’s education quality.
Keywords: education, physics, academic performance, analysis.
References [in Russian]
- Selezneva N.A. Quality of higher education as an object of systematic study. Lecture-report. 2 ed. – Moscow: Education Quality Problems Research center, 2002.
- Dolzhenko O.V., Shatunovsky V.L. Modern methods and technology of teaching in technique universities. – Moscow: Higher School, 1990.
- Quality of higher education / Editor М.P. Karpenko. Moscow: SGU publishing house, 2012, 291 p.
- Gmurman V.E. Probability theory and mathematic statistics. High-school textbook. – 11 еd., Moscow: Higher education, 2008, – 404 p.
- Glukhov V.P., Gromova N.Y., Nikonova S.P. Monitoring of academic performance of first-year student- pilots in math // Scientific Bulletin UHCAS, № 6. – Ulyanovsk: UHCAS, 2014. – P. 83-86.
- General state exam statistics, electronic resource. –
http://www.bing.com/search?q=4ege. Ru|analitika|4218–vsya–statistika–po–ege–2013.
Formation of the Bachelors’ Evolutionary Worldview: from Elementary to High School
E.E. Odintsova1, N.I. Odintsova2
1 PFUR, Russia, Moscow, Miklukho-Maklaya str. 6, 117198; e-mail: kate.odints@gmail.com
2 MSPU, Russia, Moscow, M. Pirogovskaya Str., 1/1, 119991; e-mail: nodints1960@gmail.com
Received October 20, 2015 PACS 01.40.Di 01.40.Fk 01.40.gb 01.40.Ha
Here we describe the problems related to the formation of evolutionary worldview in university students. The results of the school textbooks analysis are presented. It is shown that in the school curriculum the least attention is devoted to the cosmological, stellar, galactic and prebiotic evolution. The results of the survey among students of two Russian universities are presented, which indicate correlation of residual knowledge about the evolution and the amount of information given in school textbooks, are presented. The plan of the evolutionary worldview formation is proposed. It includes review and actualization of the facts concerning evolution in chronological order, introduction of the concept of self-organization, formation of the conception of self-formation is the basis to explain the global evolution of the Universe and the final generalization of the studied material.
Keywords: scientific worldview formation, concepts of the modern scientific worldview, principles of natural science teaching, global evolutionism, evolutionary worldview, concept of evolution.
Reference
- A.D. Sukhanov, O.N. Golubeva. Concepts of modern natural science. Textbook for High Schools. M.: Drofa, 2006. – 256 pp. [in Russian]
- V.N. Lozovskii, S.V. Lozovskii. Concepts of modern natural science. The manual. St.-Petersburg: Lan’, 2006 – 224 pp. [in Russian]
- V.M. Naidysh. Concepts of modern natural science: Textbook. – M.: Alpha-M; INFRA-M, 2004. — 622 pp. [in Russian]
- A.A. Grib. Concepts of modern natural science. – M.: Binom. Laboratoriya znanii, 2003. – 311 p. [in Russian]
- Yu.A. Nefed’ev, V.S. Borovskih, A.I. Galeev et al. Natural-scientific worldview (two parts) / Ed. By N.A. Sackhibullin– Kazan: Kazan Federal University, 2011. – part 2 – 211 pp. [in Russian]
- E.E. Odintsova. Training complex on the discipline “Concepts of modern natural science” -M.: Publisher PFUR, 2015. – 31 pp. [in Russian]
- N.S. Purysheva, N.E. Vazheevskaya, D.A. Isaev. Physics 11 grade. Basic level. – M.: Drofa, 2014. – 304 pp. [in Russian]
- B.A.Vorontsov-Vel’yaminov, E.K. Straut. Astronomy. 11grade. – M.: Drofa, 2003 – 224 pp. [in Russian]
- I.I. Barinova, A.A. Pleshakov, N.I. Sonin. Geography. Initial course. 5 grade. – M.: Drofa, 2014. –144 pp. [in Russian]
- D.K. Belyaev, P.M. Borodin, N.N. Vorontsova et al. Biology. General biology. 10-11 grades: textbook for general education schools: basic level. / Ed. by D.K. Belyaev, G.M. Dymshits. – M.:Prosvescheniye, 2012. – 304 pp. [in Russian]
- O.S. Gabrielyan. Chemistry. 10 grade. Basic level. – M.: Drofa, 2014. – 192 pp. [in Russian]
O.S. Gabrielyan. Chemistry. 11 grade. Basic level. – M.: Drofa, 2014. – 224 pp. [in Russian]
- N.I. Odintsova. System-activity approach to learning science in school // Physics in Higher Education, vol. 19, n. 4, 2013, p. 117-125. [in Russian]
- N.I. Odintsova, E.E. Odintsova. The natural-scientific worldview: succession of secondary and higher education // Prepodavatel XXI vek, vol. 1, n. 3, 2014, p. 16-21.
- M.V. Solodikhina. The use of information technologies for teaching “Cosmic evolution” discipline // Vestnik Tula state university, vol. 1, n. 13, p. 60-63.
- C. Sagan. Dragons of Eden: Speculations on the Evolution of Human Intelligence. — Random House Publishing Group, 1977. — 263 pp.
- I. Prigogine, I. Stengers. Order out of Chaos: Man’s new dialogue with nature. – Bantam Books, 1984 – 349 pp.
The Horizontal Pendulum
V.V. Blagoveshchenskii, I.A. Vodomesov
Kostroma State University named after NА Nekrasov E-mail: blagovvv@list.ru,iv_vod@mail.ru
Received April 22, 2015 PACS: 01.50.H!, 02.30.Hq, o5.45.!a
The authors constructed a computer model of a mathematical pendulum hard suspension with oscillating point of suspension. The model explores the possibility of stabilizing the oscillation of the pendulum in the horizontal position. Located threshold frequency stabilization. The dependence of the amplitude and period of oscillations stabilized arising from the oscillation frequency of the suspension point. The same study is conducted to find the phenomenon of stabilization at all angles of inclination of the direction of oscillation. The threshold frequency is treated as a bifurcation point.
Keywords: inverted pendulum, stabilization, forced oscillation, threshold frequency.
Reference
- Kapitsa P.L. // JETPh. 1951. Vol. 21, № 5. P. 588 [in Russian].
- Stephenson A. // Phil. Mag. 1908. Vol. 15. P. 233.
- Landau L.V., Lifshitz I.М. / Theoretical physics. Mechanics. – M.: Nauka, 1988 [in Russian].
- Blagoveshchenskii V.V. / Computer labs in physics package MathCAD – Сpb.: Lan, 2013 [in Russian].
- Sang-Yoon K., Bambi Hu. // Phys. Rev. 1998. E 58 P. 3028.
- Butikov E.I. // Am. J. Phys. 2001. Vol. 69. P. 755.
Study of Le Chatelier – Brown Principle in Mechanics Section of General Physics at Bauman MSTU
K.V. Glagolev, A.N. Morozov, M.L. Pozd‘ishev
Bauman Moscow State Technical University; e-mail: amor59@mail.ru
Received September 3, 2015 PACS 05.70.Ln
The examples that demonstrate Le Chatelier – Brown principle in Mechanics section are given in the article. It takes into account the further sections of General Physics course: Thermodynamics, Electricity, Electromagnetic Waves, Solid State Physics. This approach provides an opportunity for better demonstration of interrelation of various sections of Physics.
Keywords: Le-Chatelier – Brown principle, Thermodynamical system, Mechanical system, balanced state.
References [in Russian]
- Sivukhin D.V. The global course of physic. Thermodynamic and molecular physics, V, 2: Moscow, Physmatlit, 2005, 544 p.
- Glagolev K.V., Morozov A.N. Physical thermodynamics. Moscow, Bauman MSTU publ., 2007, 272 p.
- Gurov A.A., Badaev F.Z., Ovcharenko L.P., Shapoval V.N. Chemistry coursebook. Moscow, Bauman MSTU publ., 2004, 748 p.
- Lebedev U.A., Fadeev G.N., Golubev A.M., Shapoval V.N. Chemistry: the coursebook for bachelors. Moscow, Uright publ., 2014, 527 p.
- Mubarakshin I.R. About Newton’s First Law // Physics in Higher Education, 2012, V. 12, № 3, P. 62-67.
- Biankin B.M., Gladkov N.A., Morozov A.N. The calculate of dynamics parameters of gyroscope. Moscow, Bauman MSTU publ., 1990, 10 p.
- Frish S.E., Timoreva A.V. The course of general physics, V. 1. Sankt-Petersburg, “Lan” publ., 2006, 480 p.
- Martinson L.K., Morozov A.N., Smirnov E.V. Electromagnetic field. Moscow, Bauman MSTU publ, 2013, 422 c.
- Vintaikin B.E. Solid State Physics. Moscow, Bauman MSTU publ, 2006, 360 c.
- Glagolev K.V., Morozov A.N. The application of Le Chatelier – Brown principle for interpretation of the results of the long-lasting fluctuations of the electric strength in minor volumes of electrolytes // Science and Education of the Bauman MSTU. Electronic journal, 2015, № 6, P. 1-9. DOI:10.7463/ 0615.0778630
- Glagolev K.V., Morozov A.N., Pozd‘ishev M.L. Calculation of entropy increment during heat exchange between two solid bodies// Science and Education of the Bauman MSTU. Electronic journal, 2014, № 1, P. 1-5. DOI:10.7463/0114.0681975
- Glagolev K.V., Morozov A.N. The Le Chatelier – Brown principle for various application physical problems. The eight All-Russia Conference “Irreversible Processes in Nature and Techniques”. Moscow, Bauman MSTU publ, 2013, part III, P. 224.
- Izaskov M.N. Self-organization and information on planets and ecosystems // Advances in Physical Sciences, 1997, V. 167, № 10, P. 1087–1094.
- Torko A.M. Resistance of biosphere processes and Le Chatelier principle // The reports of Academy of Sciences, 1995, V. 348, № 3, P. 393–395.
|