Том 22, номер 3, 2016               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. 22, N3, 2016

Содержание

5 Возможно ли решение проблемы естественнонаучной грамотности населения России?
И.Ю. Алексашина, Е.Б. Петрова, М.Ю. Королев, А.Ю. Пентин, Н.И. Одинцова
11 Роль целостности внутрипредметной информации курса физики в подготовке современных инженеров
Т.Н. Гнитецкая, Л.Л. Афремов, Б.Л. Резник, Е.Б. Иванова, Ю.Е. Шутко, О.Е. Гришай
27 Компьютерные технологии: до какой степени они действительно могут быть полезны при изучении физики и математики?
Н.П. Калашников, А.С. Ольчак, О.В. Щербачев
34 Дифференцированный подход к организации самостоятельной работы студентов технических вузов на основе применения информационных технологий
Д.А. Исаев, Л.Б. Филиппова
46 Состояние и перспективы физического практикума в техническом университете
Н.А. Задорожный, А.Н. Морозов, С.Л. Тимченко
55 Об измерении постоянной Планка (h) в практикуме общей физики
В.Н. Кологривов
63 Опыт использования универсального программного обеспечения в лаборатории атомной физики НИЯУ МИФИ
Н.А. Клячин, А.Ю. Матрончик, Е.В. Хангулян
71 Использование логико-динамической спецификации процессов для компьютерной реализации физических моделей динамических систем
В.М. Шпаков
86 От домашнего эксперимента по физике – до Курчатовского проекта: этапы довузовской подготовки в лицее
И.А. Герасимов, А.Ю. Матрончик, Г.С. Богданов
95 Эффективность обучения физике на подготовительных отделениях технических вузов
А.А. Човпан
100 Подготовка будущих учителей физики к руководству учебно-исследовательскими проектами в школе
Е.И. Вараксина, В.В. Майер
108 Лабораторная работа «Исследование эффекта Тальбота при дифракции света на амплитудных дифракционных решетках»
Б.Г. Скуйбин, Е.В. Смирнов
120 Установка для изучения трения качения
А.Р. Филипп, И.И. Жолнеревич, В.В. Гуринович
133 Определение основных характеристик литий-ионного аккумулятора
А.И. Уколов
139 Электростатическое поле прямой периодически заряженной нити
С.Ю. Глазов, Т.А. Ковалева, Г.А. Сыродоев
149 Экспериментальная исследовательская задача «Колебательный контур, содержащий два последовательно соединенных конденсатора»
С.П. Жакин, И.Н. Рогова
161 Механические силы и основная задача динамики в обучении физике. Часть 1. Силы в механике
А.В. Купавцев, Е.О. Киктенко

Physics in Higher Education
V. 22, N 3, 2016

The contents
5 Perhaps the Solution to the Problem of Scientific Literacy in Russia?
I.Yu. Aleksashina, E.B. Petrova, M.Yu. Korolev, A.Yu. Pentin, N.I. Odintsova
11 The Role of Integrated Information Intra Physics Course in Training Modern Engineers
T.N. Gnitetskaya, L.L. Afremov, B.L. Reznik, E.B. Ivanova, J.E. Shutko,
O.E. Grishaev
27 Information Technologies: to What Extent They Can Really Be Useful in Teaching Physics and Mathematics?
N.P. Kalashnikov, A.S. Olchak, O.V. Scherbachev
34 Differentiated Approach in University Student’s Independent Work Organization with Information Technologies
D.A. Isaev, L.B. Filippova
46 The State and Prospects of the Physics Practicum at the Technical University
N.A. Zadorozhniy, A.N. Morozov, S.L. Timchenko
55 About Measuring Plank Constant (h) in Physics Laboratory
V.N. Kologrivov
63 Usage of Multipurpose Software at Laboratory Lessons of «Atomic Physics» Department of MEPhI
N.A. Klyachin, A.Yu. Matronchik, E.V. Khangulyan
71 The Use of Logic-Dynamic Processes Specification for Computer Implementation of Dynamic Systems Physical Models
V.M. Shpakov
86 From the Home of the Experiment in Physics – to Kurchatov Project: Stages of pre-University Training in the Lyceum
I.A. Gerasimov, A.U. Matronchik, G.S. Bogdanov
95 The Effectiveness of Teaching Physics at the Preparatory Departments of Technical Colleges
А.А. Chovpan
100 Training of Future Physics Teachers to Manage Educational and Research Projects at School
E.I. Varaksina, V.V. Mayer
108 Lab «Research of Talbot Effect in the Diffraction of Light on the Amplitude Diffraction Gratings»
B.G. Skuybin, E.V. Smirnov
120 New Installation for the Study of Rolling Friction
A.R. Filipp, I.I. Jolnerevich, V.V. Gurinovich
133 Determination of the Basic Characteristics of Lithium-ion Battery
А.I. Ukolov
139 Electrostatic Field of a Periodically Charged Direct Wire
S.Yu. Glazov, T.A. Kovaleva, G.A. Syrodoev
149 Experimental Research Problem «Oscillating Circuit Containing Two Consecutively Connected Condensers»
S.P. Zhakin, I.N. Rogova
161 The Mechanical Forces and the Task of Dynamics in Teaching of Physics. Part 1. The Forces of Mechanics
A.V. Kupavtsev, E.O. Kiktenko

PHYSICSIN 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

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 2017 г. – 3000 рублей (НДС не облагается).
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 2016 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 Николай Павлович Калашников.

УДК 378.1; 372.8
Возможно ли решение проблемы естественнонаучной грамотности населения России?
Ирина Юрьевна Алексашина1, Елена Борисовна Петрова2,
Максим Юрьевич Королев2, Александр Юрьевич Пентин3,
Наталия Игоревна Одинцова2

1Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д.11/13; e-mail: aleksa28@list.ru
2Московский педагогический государственный университет
119991, г. Москва, ул. Малая Пироговская, д. 1, стр. 1; e-mail: eb.petrova@mpgu.edu
3Центр естественнонаучного образования, ФГБНУ «Институт стратегии развития
образования РАО»; 105062, г. Москва, ул. Макаренко, д. 5/16; e-mail: pentin@mail.ru

В статье сделана попытка сформулировать проблемы современного естественно" научного образования на разных ступенях обучения. Она написана по итогам проведенной в Санкт-Петербурге 11-13 мая 2016 года научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы естественнонаучного образования в ракурсе ФГОС». В статье кратко изложены вопросы, обсуждавшиеся на конференции, а в итоге приведены решения участников мероприятия.
Ключевые слова: естественнонаучное образование студентов, педагогическое образование, государственные образовательные стандарты.

УДК 372.853
Роль целостности внутрипредметной информации курса физики в подготовке современных инженеров
Татьяна Николаевна Гнитецкая, Леонид Лазаревич Афремов,
Борис Львович Резник, Елена Борисовна Иванова,
Юлия Евгеньевна Шутко, Оксана Евгеньевна Гришай
Дальневосточный федеральный университет
Владивосток, ул. Суханова, 8; e-mail: gnitetskaya.tn@dvfu.ru , yul_shutko@mail.ru, lena---iv@mail.ru

В данной статье проводится сводный анализ трудоемкости дисциплины физика в структуре университетской подготовки будущих инженеров. Установлено существенное отличие трудоемкостей данной дисциплины, реализуемой в российских университетах разных уровней и типов. Показано, что основным недостатком в структурировании и систематизации учебной информации курса физики является нарушение целостности содержания физики, которое обусловлено высокой степенью независимости и слабой взаимосвязью материала в структурных элементах курсов физики.
Проведено сравнение содержания курсов физики разных авторов на основе количественной теории внутрипредметных связей (Гнитецкая Т.Н.). Введен критерий степени значимости элементов знаний и предложена его расчетная формула. Рассчитана целостность курсов по группам законов и теорий. Установлен курс физики, целостность содержания которого имеет большее значение.
Ключевые слова: содержание курса физики, инженерное образование, внутрипредметные связи, графовая модель, целостность.

УДК 378.14
Компьютерные технологии: до какой степени они действительно могут быть полезны при изучении физики и математики?

Николай Павлович Калашников, Андрей Станиславович Ольчак, Олег Вячеславович Щербачев

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» 115409, Москва, Каширское шоссе, 31; e-mail: kalash@mephi.ru, ASOlchak@mephi.ru,    Shcherbach@mail.ru

Рассматриваются ситуации, когда безусловно полезные в целом инновации, связанные с внедрением информационных технологий в образовательный процесс в области физики и математики, наталкиваются на определенные психологические барьеры, и их преимущества оборачиваются потерями качества образования. Предлагаются некоторые компромиссные подходы.
Ключевые слова: информационные технологии, физика, математика, образование.

УДК 372.853
Дифференцированный подход к организации самостоятельной работы студентов технических вузов на основе применения информационных технологий

Дмитрий Аркадьевич Исаев1, Лариса Борисовна Филиппова2
1 Московский педагогический государственный университет
Москва, Малая Пироговская ул., д. 1, стр. 1; e-mail: da.isaev@m.mpgu.edu
2 Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина Москва, Ленинский пр-т, д. 65; e-mail: privalova-filippova@ya.ru

В статье рассматривается дифференциация внеаудиторной самостоятельной работы студентов технических вузов, проводимая на основе определения уровней познавательной самостоятельности с применением информационных технологий.
Ключевые слова: самостоятельная работа, внеаудиторная самостоятельная работа, дифференциация, познавательная самостоятельность.

УДК 378.14
Состояние и перспективы физического практикума в техническом университете

Николай Антонович Задорожный, Андрей Николаевич Морозов, Светлана Леонидовна Тимченко
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1; e-mail: svtimchenko@yandex.ru

Сформулированы основные задачи лабораторного практикума в техническом университете. Приводится пример расширения спектра возможностей использования лабораторного практикума при изучении разделов по общей физике, спецглав и постановки физических моделей практических задач для студентов технических специальностей и направлений подготовки по технической физике. Показаны условия для совместной научно-исследовательской работы студентов смежных специальностей. Рассмотрен пример интегрированного учебного процесса кафедр физики и кафедры литейное производство МГТУ им. Н.Э. Баумана на базе учебных пособий, методических материалов и лабораторного оборудования кафедры физики, которая представляет факультет фундаментальных наук. На примере студентов (бакалавров и магистров) кафедры физики, обучающихся по направлению подготовки «Техническая физика» разработана программа четырехуровневого лабораторного практикума, позволяющая на практике освоить разделы курса общей физики, специальные разделы, получить навыки исследовательской работы. Представлены элементы программы четырехуровневого лабораторного практикума для студентов (бакалавров и магистров) кафедры физики, обучающихся по направлению подготовки «Техническая физика», позволяющей на практике освоить разделы курса общей физики, специальные разделы, получить навыки исследовательской работы.
Ключевые слова: бакалавры, магистры, техническая физика, лабораторный практикум,
научно-исследовательская работа студентов, четырехуровневая система практикума.

УДК 530.145.5, 535.215.1
Об измерении постоянной Планка (ћ) в практикуме общей физики

Виктор Николаевич Кологривов
Московский физико-технический институт (МФТИ)
141700, Моск. обл., Долгопрудный, Институтский пер. 9; e-mail: karimova.tiu@mipt.ru

Фотоэлементы (ФЭ) промышленного изготовления позволяют определять h по порядку величины. Теоретически и экспериментально показано — использование определённой области вольтамперной характеристики (ВАХ) промышленного фотоэлемента позволяет получать ћс небольшой погрешностью.
Ключевые слова: фотоэффект, постоянная Планка, практикум общей физики.

УДК 378.14
Опыт использования универсального программного обеспечения в лаборатории атомной физики НИЯУ МИФИ
Николай Альбертович Клячин, Алексей Юрьевич Матрончик,
Елена Владимировна Хангулян
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» 115409, Москва, Каширское ш., 31; e-mail: nklyachin@mephi.ru, matronchik2004@mail.ru,    EVKhangulyan@mephi.ru

Рассматривается использование программного обеспечения «PowerGraph» в лабораторной работе «Изучение спектра натрия» физического практикума. Приводится схема лабораторной установки. Обсуждаются спектрограммы натрия, полученные с помощью звуковой карты компьютера.
Ключевые слова: физический практикум, лабораторная работа, программа «PowerGraph», спектр натрия.

УДК 531.38
Использование логико-динамической спецификации процессов для компьютерной реализации физических моделей динамических систем
Владимир Михайлович Шпаков
Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН 199178, РФ, Санкт-Петербург, ВО, 14 линия 39; e-mail: vlad@iias.spb.su

Обсуждаются требования к компьютерным средствам моделирования процессов, ориентированным на моделирование динамических систем с целью изучения физики. Кратко описывается транзитивный логико-динамический подход к спецификации процессов. На примерах моделирования двух простых динамических систем демонстрируются достоинства использования логико-динамической спецификации процессов как на этапе разработки программ реализации физических моделей систем, так и при проведении модельных экспериментов и обработке их результатов.
Ключевые слова: физика, представление знаний, обработка знаний, спецификация
процессов, компьютерное моделирование.

УДК 37.04
От домашнего эксперимента по физике – до Курчатовского проекта: этапы довузовской подготовки в лицее
Иван Александрович Герасимов, Алексей Юрьевич Матрончик,
Глеб Сергеевич Богданов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ 115409 Москва, Каширское ш., 31;
e-mail: ropoger@yandex.ru

В статье рассмотрены проблемы, связанные с изучением физики в ВУЗе, в особенности, с проведением лабораторных работ по физике. Рассмотрены причины возникновения этих проблем. Приводится описание действующей системы профильной подготовки в рамках дополнительного образования в ГБОУ города Москвы “Лицей № 1547”.
Ключевые слова: профильная подготовка, физика в школе, физика в ВУЗе, лабораторные работы.

УДК 378
Эффективность обучения физике на подготовительных отделениях технических вузов
Анна Алексеевна Човпан
Харьковский Национальный медицинский университет 61022, Харьков, пр. Науки, 4; e-mail: chovpan_s@ukr.net

В данной статье кратко охарактеризованы основные особенности, также проанализирована эффективность физического образования на подготовительных отделениях технических вузов, в частности, в НТУ «ХПИ».
Ключевые слова: подготовительное отделение, физическое образование, критерии эффективности обучения.

УДК 372.853:534.22
Подготовка будущих учителей физики к руководству учебно-исследовательскими проектами в школе
Екатерина Ивановна Вараксина, Валерий Вильгельмович Майер
Глазовский государственный педагогический институт имени В.Г. Короленко 427621 Удмуртия, Глазов, Первомайская 25; e-mail: varaksina_ei@list.ru

Предлагается технология подготовки студентов прикладного бакалавриата к руководству в школе внеурочной проектной деятельностью по учебному исследованию физических явлений. Отмечены три основные проблемы, которые должен уметь решать будущий учитель физики. Эффективность технологии показана на примере учебного исследования импульсного метода измерения скорости звука в газах, которое вначале осуществил студент и затем под его руководством выполнили школьники. Статья подготовлена в рамках научного проекта № 16-16-18008, поддержанного РГНФ и Удмуртской Республикой.
Ключевые слова: экспериментальная подготовленность, учитель физики, студент, школьники, проектная деятельность, скорость звука, импульсный метод.

УДК 535.41(778.38)
Лабораторная работа «Исследование эффекта Тальбота при дифракции света на амплитудных дифракционных решетках»
Борис Георгиевич Скуйбин, Евгений Васильевич Смирнов
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская, 5; e-mail: seva09@rambler.ru

Сообщается о наблюдении эффекта Тальбота в одномерных и двумерных дифракционных решетках в лабораторной работе, подготовленной на кафедре физики в студенческой экспериментальной лаборатории физики студентами МГТУ им. Н.Э. Баумана. Отмечается достоверная экспериментальная реализация дифракционных эффектов в ближней зоне (дифракция Френеля) и согласие полученных результатов с данными теоретического рассмотрения. Собранная студентами экспериментальная установка для наблюдения эффекта Тальбота внедрена в лабораторный практикум кафедры физики МГТУ и уже используется в учебном процессе.
Ключевые слова: дифракционные решетки, дифракция Френеля, эффект Тальбота, явление самоизображения.

УДК 53.072;001.891.57
Установка для изучения трения качения
Андрей Романович Филипп, Иван Иосифович Жолнеревич, Валентина Владимировна Гуринович
Белорусский государственный университет, Минск; e-mail: gurinovich@bsu.by

В статье описаны новые возможности оригинальной созданной в Белорусском государственном университете установки по изучению трения качения. Показано, что с ее помощью можно измерять коэффициенты трения качения тел шаровой и цилиндрической формы, изготовленных из различных материалов. Описаны методики измерения коэффициентов трения качения.
Ключевые слова: трение качения, сферические и цилиндрические тела качения, измерение коэффициентов трения.

УДК 53.07
Определение основных характеристик литий-ионного аккумулятора
Алексей Иванович Уколов
Керченский государственный морской технологический университет 298309, г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82; e-mail: ukolov_aleksei@mail.ru

Описана методика лабораторной работы для определения рабочих характеристик литий-ионного аккумулятора. Электрическая схема установки смонтирована на основе контроллера ZC10500, который обеспечивает необходимые режимы заряда и разряда батареи, а также защищает ее от некорректного выполнения работы студентами. По экспериментальным данным выполнен расчет коэффициента диффузии ионов лития, внутреннего сопротивления и коэффициента полезного действия источника тока.
Ключевые слова: лабораторная работа, физический практикум, литий-ионный аккумулятор.

УДК 537.213, 537.218
Электростатическое поле прямой периодически заряженной нити
Сергей Юрьевич Глазов1, Татьяна Антоновна Ковалева2, Геннадий Алексеевич Сыродоев1
1 Волгоградский государственный социально-педагогический университет 400066, Волгоград, пр. им. В.И. Ленина, 27;
e-mail: ser-glazov@yandex.ru, sga-823@yandex.ru
2 Волгоградский государственный медицинский университет
400131, Волгоград, пл. Павших Борцов, 1; e-mail: kovalevavspu@yandex.ru

В работе рассмотрено решение оригинальной задачи курса общей физики о нахождении вектора напряженности и потенциала электростатического поля прямой нити, заряженной по гармоническому закону. Полученные результаты позволяют рассчитывать поля периодически заряженных прямых нитей, закон распределения заряда которых может существенно отличаться от гармонического. Выполнен сравнительный анализ поля периодически заряженной нити с полем системы диполей, выстроенных в линию. Предлагается включение подобного рода задач в курс общей и теоретической физики.
Ключевые слова: электростатическое поле, прямая периодически заряженная нить, линейная цепочка диполей, принцип суперпозиции, функция Бесселя.

УДК 372.853
Экспериментальная исследовательская задача «Колебательный контур, содержащий два последовательно соединенных конденсатора»
Сергей Петрович Жакин, Ирина Николаевна Рогова
Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева 641300, Курганская обл, Кетовский р-н, с. Лесниково; e-mail: fil2410@rambler.ru

В статье показана методика решения экспериментальных задач, поставленных на основе демонстрационного эксперимента. В данном варианте они носят исследовательский характер и способствуют развитию логического и творческого мышления и закреплению знаний. Ключевые слова: адаптация, проблемное обучение, демонстрационный эксперимент, явление самоиндукции, колебательный контур.

УДК 531
Механические силы и основная задача динамики в обучении физике. Часть 1. Силы в механике
Анатолий Владимирович Купавцев, Евгений Олегович Киктенко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., д. 5, Москва, 105005
E-mail:  avkup@bk.ru,  evgeniy.kiktenko@gmail.com

Понятие силы относится к важнейшим понятиям механики и естествознания наряду с такими базовыми понятиями, как пространство, время, масса и др. Все многообразие механического взаимодействия тел осуществляется посредством сил. Наибольшее их число – в механике. Усиливающийся интерес к фундаментальной науке, современная модернизация производства требуют углубления знаний о механических силах и их систематизации, прослеживания их генетических корней. Выделены 5 типов сил в механике: полевое взаимодействие гравитационных сил, взаимодействие прикосновением, деформация тел при взаимодействии, возникновение относительного движения контактирующих тел, силы вязкости и сопротивления среды. Разработана единая система описания сил в механике, которая включает, прежде всего, векторные свойства сил, идеальные модельные схемы действия. Уточнены определения ряда сил, подчеркнуты характерные особенности. В необходимых случаях характеристики сил дополнены комментариями, объясняющими их происхождение и специфические особенности. Формируется целостное восприятие силы. Рассмотрены силы трения при качении.
Ключевые слова: классификация сил в механике, единая таблица свойств механических сил.

Perhaps the Solution to the Problem of Scientific Literacy in Russia?
I.Yu. Aleksashina1, E.B. Petrova2, M.Yu. Korolev2, A.Yu. Pentin3, N.I. Odintsova2 1 St. 1Petersburg Academy of In9Service Pedagogical Education,
191002, St. Petersburg, Lomonosov str. 11913; e9mail: aleksa28@list.ru
2Moscow Pedagogical State University,
119991, Moscow, Malaya Pirogovskaya, 1, bld. 1; e9mail: eb.petrova@mpgu.edu,myu.korolev@mpgu.edu,ni.odintsova@mpgu.edu
3Institute for strategy of education development, Centre for science education, 105062, Moscow, Makarenko str., 5/16

Received May 31, 2016 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.

References [in Russian]

1. Aleksashina I.Yu. Formation teaching integrated course «Science» and methodological support teacher//Physics in school. 2016. N S3. Pp. 94-97.
2. Zelichenko V.M., Koroleva L.V., Korolev M.Yu. On the necessity of the bachelors according to “Science” within the framework of the pedagogical education// Physics in school. 2016. N S3. Pp. 13-17.
3. Ignatova V.A. Methodology of post-non-classic science in science student education content // Physics in school. 2016. N S3. Pp. 75-78.
4. Korolev M.Yu. The main problems of teaching integrative science at pedagogical universities in the context of FGOS // Physics in school. 2016. N S3. Pp. 18-20.
5. Odintsova N.I. About science programmes for secondary and professional education // Physics in school. 2016. N S3. Pp. 98-102.
6. Razumovsky V.G., Pentin A.Yu., Nikiforov G.G., Popova G.M. Organization and some of the results of the first Russian municipal studies natural science literacy and experimental skills of primary school graduates (material physics) // Physics in school. 2016. N S3. Pp. 111-117.
7. Sviridov V.V., Goldfarb M.V. The humanitarian nature of the course “Science” through the prism of FGOS requirements // Physics in school. 2016. N S3. Pp. 79-84.

The Role of Integrated Information Intra Physics Course in Training Modern Engineers
T.N. Gnitetskaya, L.L. Afremov, B.L. Reznik,
E.B. Ivanova, J.E. Shutko, O.E. Grishaev
The School of Natural Sciences, Far Eastern Federal University 8, Suhanova st., Vladivostok, 690950, Russia;
e-mail: gnitetskaya.tn@dvfu.ru,yul_shutko@mail.ru,lena---iv@mail.ru

Received May 19, 2016 PACS 01.40. Fk

This article describes a summary analysis of the complexity of such a discipline as physics in the structure of academic training for future engineers. A significant complexity of the discipline that is being implemented at the Russian universities of different levels and types is established. It illustrates that the main problem in structuring and systematization of the physics course information is the violation of the integrity of physics content due to the high degree of independence and a weak correlation of the material in the structural elements of physics courses. A comparison of physics courses’ content by different authors is realized on the basis of quantitative theory of intra-disciplinary links (by T.N. Gnitetskaya). An importance criterion for knowledge elements is introduced and its calculation formula is proposed. An integrity of courses is calculated in accordance of laws and theories groups. A physics course which integrity of content is very important is defined.
Keywords: contents of physics course, engineering education, intra-disciplinary links, graph model, integrity.

References [in Russian]

1. Astakhov V.A., Shirokov Yu.M. The course of physics (in 3 volumes). – M: Science. 1983. – 984 p.
2. John Glenn, it is not yet too late http://www.ed.gov/americacounts/glenn/
3. Gnitetskaya T.N. Basic theory intrasubject communications // Physics in Higher Education. Vol. 5. Number 2. 1999. pp. 23-29.
4. Gnitetskaya T.N. Learning process optimization by combining laboratory and practical classes // Physics in Higher Education. Vol. 2. 1996. № 2. P. 38-52.
5. Gnitetskaya T.N. Graph Model of intradisciplinary Connections in Example of General Physics Course Journal of Physics: Conference Series 633 (2015) 012091 doi: 10.1088 / 1742-6596 / 633/1 /
6. Gnitetskaya T.N., Shutko Y.E., Ivanova E.B. The content of the course of physics in the context of physical research methods. Proceedings of the International Scientific – Technical Conference “Physics and Mathematics, and Technology Education: Problems and Prospects”, Part 1 – M., MPGU, «Onebook.ru», 2015. – 260 p.
7. Gnitetskaya T.N., Shutko Y.E. An analysis of the physics course content for engineering majors means intrasubject communications. Proceedings of the International Scientific – Technical Conference “Physics, Mathematics and Technology Education: Challenges and Prospects for Development” Part 2. – M.: Moscow State Pedagogical University, «Onebook.ru», 2016. – 336 p.
8. Lozovskiy V.N. Course of Physics: A Textbook for high schools: In 2 v. / Ed VN Lozovsky. – SPb. Ed. Lan, 2000. – 1168 p.
9. Order of the President of Russia on Oct 18. 2013 № Pr-2426 (paragraph 1.2)
10. Savelyev I.V. Course of general physics (in 3 volumes). – M.: Publishing house. The science. 1982 – 1248 p.
11. Savelyev I.V. Course of general physics (in 3 volumes). – SPb. Ed. Lan. 2016 – 1168 p.

Information Technologies: to What Extent They Can Really Be Useful in Teaching Physics and Mathematics?
N.P. Kalashnikov, A.S. Olchak, O.V. Scherbachev
National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409 Russia
E-mail:  kalash@mephi.ru  , ASOlchak@mephi.ru, shcherbach@yandex.ru
Received April 25, 2016 PACS 01.40.-d, 01.40.gf

Authors consider particular cases when evidently beneficial (in general) introduction of information technologies into educational process comes across certain psychological limitations, turning its benefits into losses. Certain compromise is suggested.
Keywords: information technologies, physics; mathematics, education.

References

1. Nagy A. The Impact of E-Learning // E-Content: Technologies and Perspectives for the European Market / Bruck, P.A.; Buchholz, A.; Karssen, Z.; Zerfass, A. (Eds). – Berlin: Springer- Verlag, 2005. – P. 79-96.
2. Changing Course: Ten Years of Tracking Online Education in the United States / Babson Survey Research Group. – 2013. – P. 4. – ISBN 978-0-9840288-3-2.
3. Ignatov V.N., Kalashnikov N.P., Matronchik A,Yu., Olchak A.S., et al. Physics in High Education (in Russian), 2015, vol. 21, no. 3, p. 58-79.
4. Russian State Tretyakov Gallery. Art from XII-th to the beginning of XX-th Century. – Moscow,

ScanRus Publishers, 2007. – p. 194. – ISBN 978-5-93221-120-5.

Differentiated Approach in University Student’s Independent Work Organization with Information Technologies
D.A. Isaev1, L.B. Filippova2
1Moscow State Pedagogical University
119882, Malaya Pirogovskaya st, 1/1, Moscow, Russia; eAmail: da.isaev@m.mpgu.edu
2Russian State University of Oil and Gas named after I. M. Gubkin 119991, Leninsky Prospekt, 65, Moscow, Russia; eAmail: privalovaAfilippova@ya.ru

Received May 25, 2016 PACS 01.40.-d, 01.40.Fk

The article presents the differentiation of university students’ extracurricular independent work based on the cognitive independence levels determination with information technologies.
Keywords: independent work, extracurricular independent work, differentiation, cognitive independence.
References

1. Bogomolov S.N., Individual approach in physics training based on personal computer simulations. –dissertation, Moscow, 1991 – P. 186 [in Russian].
2. Guzeev V.V., Informative independence of students and development of educational technology /Guzeev V.V. – Moscow: School technology Research Institute, 2004. – P. 192 [in Russian].
3. High School didactics:some problems of modern didactics / Skatkin M.N., 2-nd issue. – Мoscow: Prosveshchenie, 1982. – P. 324 [in Russian].
4. Esipov B.P., Students’ independent work in classes / Esipov B.P. – Мoscow: Uchpedgiz, 1961. –P. 240 [in Russian].
5. Zagvyazinskiy V.I.,Training theory: A modern interpretation: a textbook for university students / Zagvyazinskiy V.I.. – Мoscow: Academy, 2001. – P. 192 [in Russian].
6. Zimnaya I.A., Educational Psychology: A Textbook for high schools / Zimnaya I.A. – Мoscow: “Logos” Publishing Corporation, 2000. – P. 384 [in Russian].
7. Personalization and differentiation of training at night school. / Glayzer G.D. –  Мoscow: Prosveshchenie, 1985. – P. 143 [in Russian].
8. Kleshcheva N.A., Learning personalization based on ECM in practical classes in physics at technical colleges. – dissertation. – Chelyabinsk, 1990[in Russian].
9. Krutetskiy V.A., Educational psychology fundamentals / Krutetskiy V.A. – Мoscow: Prosveshchenie, 1972. – P. 256 [in Russian].
10. Lerner I.Y., Criteria levels of students cognitive independence / Lerner I.Y.// New researches in pedagogical sciences. – Мoscow: Pedagogika, 1971. – № 4. – Pp. 34-39 [in Russian].
11. Mikelson R.M., About students’ independent work / Mikelson R.M. – Мoscow: Uchpedgiz, 1993. – P. 176 [in Russian].
12. Pidkastistyj P.I., Students’ independent work / Pidkastistyj P.I. – Мoscow: Pedagogika, 1972. – P. 173 [in Russian].
13. Polovnikova N.A., System and Dialectics of cognitive training school autonomy / Education of cognitive activity and students’ independence / Polovnikova N.A., – Kazan, 1969. – Pp. 45-61 [in Russian].
14. Purysheva N.S., Differentiated physics studies at high school / Purysheva N.S. – Мoscow: Promitej, 1993. – P. 161 [in Russian].
15. Rukman V.B., Personalisation of the students’ learning activities formation in physics teaching. – dissertation, Moscow, 1989. – P. 201 [in Russian].
16. Unt I.E., Personalization and differentiation of training / Unt I.E., – Moscow, Pedagogika, 1990. – P. 192 [in Russian].
17. Shamova T.I., School teaching activation/ Shamova T.I. – Мoscow: Pedagogika, 1982. – P. 209 [in Russian].

The State and Prospects of the Physics Practicum at the Technical University
N.A. Zadorozhniy, A.N. Morozov, S.L. Timchenko
Moscow State Technical University named N.E. Bauman
2-nd Baumanskaya str., Moscow, 105005, Russia; e-mail: svtimchenko@yandex.ru

Received June 3, 2016 PACS 01.55.+b

The article sets out the main tasks of a laboratory practical work at the technical University. Is an example of expanding the range of possibilities of using laboratory course in the study of topics in General physics, special topics in physics and formulation of physical models of practical tasks for students of technical specialties and areas of training in technical physics. The conditions for collaborative scientific-research work of students related specialties were shown. An example of the integrated learning process of the departments of physics and of the Department of foundry MGTU of the Bauman University based on textbooks, teaching materials and laboratory equipment of the Department of physics, which is the faculty of fundamental Sciences, has been considered. For example, students (bachelors and masters) of the Department of physics studying in the field of study “Technical physics” developed a program of four-level laboratory course that allows you to practice the sections of General physics, special sections, to get skills of research work.
Keywords: bachelors, masters, technical physics, laboratory course, student‘s research work, four-level educational system.
References

1. Y.G. Tatur. Educational process at the university: methodology and design experience (Moscow, MSTU n.a. N.E. Bauman, 2009) [in Russian].
2. G.V. Balabina. History of the Physics Department of the Bauman Moscow State Technical University (Moscow, MSTU n.a. N.E. Bauman, 2012) [in Russian].
3. A.N. Morozov, O.S. Erkovich, S.L. Timchenko, M.L. Pozdishev. // Physics in Higher Education, vol. 20, No. 3, p. 5 (2014) [in Russian].
4. N.A. Zadorozhnyi, N.V. Kalachev, A.N. Morozov, S.L. Timchenko. Specialized laboratory practical work in physics (NIRS) -20 years (Physics in Higher Education, vol. 18, No. 4, p. 59 (2012). [in Russian].
5. O.S. Erkovich, S.P. Erkovich, A.A. Esakov, I.S. Golyak. The formation of the matrix of competencies as a design tool program of a discipline (Physics in Higher Education, vol. 18, No. 3, 27 (2012). [in Russian].

About Measuring Plank Constant (ћ) in Physics Laboratory
V.N. Kologrivov

MIPT, sub-faculty General Physic,
141700, Moscow region, t. Dolgoprudnyi, Institutskiji per.9,
e-mail: karimova.tiu@mipt.ru
Received April 27, 2016 PACS 79.60.-I

The use of a photovoltaic cell (PV) manufacturing allows you to define – order-of- magnitude. Theoretically and experimentally shown is the use of a specific area of volt-ampere characteristics (WAС) industrial photocell allows receiving – with a small margin of error.
Keywords: photoeffect, Plank constant, physical practice.

References [in Russian]
1. Igoshin F.f., Samarskiy Yu.A., Tsypenyuk Yu.M. Laboratory Workshop on General Physics. Quantum physics. M., Physmath-book, 2012, P. 11.

Usage of Multipurpose Software at Laboratory Lessons of “Atomic Physics” Department of MEPhI
N.A. Klyachin, A.Yu. Matronchik, E.V. Khangulyan
National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute), Kashirskoe shosse 31, Moscow, 115409, Russia;
e5mail: nklyachin@mephi.ru,matronchik2004@mail.ru , EVKhangulyan@mephi.ru

Received April 1, 2016 PACS 01.55.+b

One considers usage of “PowerGraph” software in laboratory exercise “Study of Sodium Spectrum” of physical experiment lessons. Together with the design of experiment setup, one discusses the sodium spectra digitized with computer audio chip.
Keywords: physical experiment lessons, laboratory work, “PowerGraph” software, sodium spectrum.
References

1. A.N. Dolgov, S.O. Elyutin, V.N. Ignatov, N.A. Klyachin, A.Yu. Matronchik, B.N. Mesherin, S.S. Muraviev5 Smirnov, M.V. Pentegova, V.F. Fedorov, E.V. Khangulyan, Physics in Higher Education 19(2), 3–15 (2013).
2. PowerGraph Software, available at http://www.powergraph.ru.
3. Laboratory workshop “Spectra of atoms and molecules” edited by V.V. Surkov (MEPhI Publishing, Moscow, 2007).

The Use of Logic-Dynamic Processes Specification for Computer Implementation of Dynamic Systems Physical Models
Vladimir Mikhaylovich  Shpakov

St. Petersburg Institute for Informatics and automation of RAS 199178, RF, St. Petersburg, VI, 14 Line 39
E-mail: vlad@iias.spb.su
Received May 18, 20126 PACS 01.50.Lc

The requirements for the computer process modeling tools, focused on modeling of dynamic systems in order to study physics are discussed. The transitive logic-dynamic approach to the process specification is briefly described. In the examples of two simple simulations of dynamic systems advantages of using logical-dynamic processes specifications both at the stage of development of programs for the implementation of physical models of systems, and in the course of model experiments and the results processing are demonstrated.
Keywords: physics, knowledge representation, knowledge processing, process specifications, computer simulation.
References

1. Ochkov V.F., Solodov A.P. // Computer tools in education: between Scylla and Charybdis, twt.mpei.ac.ruPochkov / CToolsEdu.pdf, [in Russian].
2. Oscar N. Garcia and Yi-Tzuu Chien, Knowledge-Based Systems: Fundamentals and Tools, IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, California, 1991. 495 pp.
3. Shpakov V.M. Executable specifications of production processes transition models, Mechatronics, automation, control, № 3, 2004. p. 38-45, [in Russian].
4. EnviSim — environment for simulation of interacting hybrid processes, http://rilio.net/envisim.php, [in Russian].

5. Starzhinskiy V.M., Theoretical mechanics. — M: Nauka, 1980, [in Russian].

From the Home of the Experiment in Physics – to Kurchatov Project: Stages of pre-University Training in the Lyceum
I.A. Gerasimov, A.U. Matronchik, G.S. Bogdanov
National Research Nuclear University « MEPHI»
115409 Moscow, Kashirskoye road 31,e-mail: ropoger@yandex.ru
Received June 3, 2016 PACS 01.55.+b

The article deals with the problems associated with the study of physics at the university in particular laboratory work in physics. Reasons of these problems considered. The description of the existing training system of profile training within the framework of additional education in lyceum № 1547 aimed at their minimization is given.
Keywords: profile training, physics at school, physics at university, laboratory works.

References [in Russian]

1. Vasil’evА.А., Gorin L.N., Igoshin D.N. The development of thinking of students of technical specialties // On-line Journal «Mir nauki». 2015, № 4. http://mir-nauki.com/PDF/10PDMN415.pdf
2. Gerasimov I.A., Matronchik A.Yu., Bogdanov G.S. Modernization of pre-University training in physics and mathematics Lyceum. // Dynamics of modern science: Collection of articles of International scientific-practical conference (August 15, 2015, Ufa) – Ufa: Editorial and publishing department of the international centre for innovation research “Omega science”, 2015. – p. 110-112.
3. Ignatov, V.N., Kalashnikov N.P., Matronic A.J., Olczak, A.S. Samarchenko D.A and Khangulyan E.V. National Students Olympic Competitions in Physics as a Mirror of Physical Education Quality in Russia. Physics in Higher Education. 2015, Vol. 21, № 3, pp. 58-79.
4. Yasukowa L.A. Education reform: goals and challenges // School technologies. 2011, № 5, p. 7-19.
5. Gerasimov I.A., Ilincheva E.I., Solodky I.A. Pre-University training in physics and mathematics lyceum //Development trendsof psychology and pedagogy: Collection of articles of International scientific- practical conference (March 20, 2015, Ufa) – Ufa: Аeterna, 2015. – p. 45-48.
6. Gerasimov I.A., Kurochkina O.N., Moiseev B.A. Elements of pre training in physics and mathematics lyceum // The role of psychology and pedagogy in development of society. Collection of articles of International scientific-practical conference (April 23, 2015, Ufa) – Ufa: Editorial and publishing department of the international center for innovation research “Omega science”, 2015. – p. 12-16.
7. Kovtunovich M.G. Home experiment in physics. Moscow: Publishing Center for Humanities VLADOS, 2007, 207 p.
8. Lukyanovа M.I., Kalinina N.V. Educational motivation of school students as an indicator of the effectiveness of educational process at school. Moscow, 2008 // Psycho-pedagogical diagnosis of the learning process: a reader / Comp. V.L. Socolow – Moscow: ANO “PSYCHOLOGICAL ONLINE LIBRARY”.

The Effectiveness of Teaching Physics at the Preparatory Departments of Technical Colleges
Anna A. Chovpan
Kharkiv National Medical University, av. Science, 4, Kharkov, Ukraine, 61022, e-mail: chovpan_s@ukr.net
Received March 23, 2016 PACS 01.40.gb

This article summarizes the main features, also analyzed the effectiveness of physical education at the preparatory department of technical universities, particularly in the NTU “KhPI”.
Keywords: preparatory Department, physical education, criteria of training effectiveness.
References

1. Kostina V.F. Ways of development of cognitive capabilities of students of preparatory departments of universities in teaching physics: Abstract of thesis cand. ped. sci. – Kuibyshev, 1984. [in Russian]
2. Sokolovych Y.A., Bogdanov G.S. Handbook of physics of high school with examples of solving problems. — Kharkiv.: Vesta: Edition «Ranok», 2002. – 464 p. [in Ukrainian]
3. Guscha A.Y., Putan L.A. Manual in physics for preparatory departments. – Minsk: Higher School, 1984. – 320 p. [in Russian]
4. Farber F.E. Physics: tutorial. – M.: Higher School, 1979. – 320 p. [in Russian]
5. Galko A.S., Agevych R.S., Koshevaya N.S., Belozertseva V.I., Chovpan A.A. Demonstration in physics in Section magnetic field. “Actual problems of physics and Its Information Support”. 14 regional scientific students` conference (Abstracts). – Kharkov. – 2014. – p. 71. [in Russian]

Training of Future Physics Teachers to Manage Educational and Research Projects at School
E.I. Varaksina, V.V. Mayer

FSBEI of HPE «The Glazov Korolenko State Pedagogical Institute», Glazov, Russia 427621, Glazov, 25, Pervomayskaya St.; e-mail: varaksina_ei@list.ru

Received April 28, 2016 PACS 01.40.gb 01.40.J!

The paper presents the technology of training of applied Bachelors to manage schoolchildren’s optional project activity devoted to educational research of the physical phenomena. Three main issues that should be solved by a physics teacher are considered. The effectiveness of the technology is shown with the help of an example: at first a student has realized an educational investigation of pulse method of measurement of sound velocity in gases, and next the student has organized the schoolchildren’s project investigation. The paper was prepared within a research project № 16-16-18008 supported by Russian Foundation for Humanities and the Udmurt Republic.
Keywords: experimental preparedness, physics teacher, student, schoolchildren, project activity, sound velocity, pulse method.

References [in Russian]

1. Korolev M.Yu., Koroleva L.V. Discipline of «Physics» in the System of Preparation of Bachelors Mathematical and Natural-Science Profiles in the Direction of «Pedagogical Education» // Physics in Higher Education. 2013. Vol. 19. № 2. P. 143-147.
2. Korolev M.Yu., Koroleva L.V. Federal State Educational Standards of Higher Education and Natural! Science Education of Students of Pedagogical Universities // Physics in Higher Education. 2015. Vol. 21. № 4. P. 92-104.
3. Federal State Educational Standard of Higher Education in the Direction of Preparation 050100 Pedagogical Education, 2011.
4. Mayer V.V., Varaksina E.I. Educational resources of students’ project activity in physics: monograph. – Moscow: FLINTA: Nauka, 2015. – 224 p.
5. Federal State Educational Standard of secondary (complete) general education. http:// минобрнауки.рф/документы/2365 (reference date: 04.07.2016).
6. Kalachev N.V., Smirnov A.V., Smirnov S.A. Formation of Professional Competences of Creative Character in the Methodical System of Experimental Training for Physics Teachers Students // Physics in Higher Education. 2013. Vol. 19. № 1. P. 31-36.
7. Chiganov A.S., Yakushevich V.I. The Problem of the Physical and Technical Competence of Students! physicist, Teachers and Senior School Children // Physics in Higher Education. 2013. Vol. 19. № 4.  P. 132-146.
8. Razumovsky V.G., Mayer V.V. Physics at school. Scientific method of knowledge and training. – Moscow: VLADOS, 2004.
9. Mayer V.V., Varaksina E.I. Pulse method of measuring the sound velocity // Potential. 2014. № 11. P. 65-74.
10. Mayer V.V., Varaksina E.I. Sound velocity in gases // Potential. 2015. № 7. P. 62-70.
11. Varaksina E.I. Improvement of the technique of formation of basic competence of future physics teachers // Basic Research. 2012. № 11. Part 6. P. 1356-1359.

Lab «Research of Talbot Effect in the Diffraction of Light on the Amplitude Diffraction Gratings»
B.G. Skuybin, E.V. Smirnov
Bauman Moscow State Thechnical Univercity 105005, Moscow, 2nd Baumanskaya, 5; E-mail:  seva09@rambler.ru
Received March 2, 2016 PACS 42.25.Fx

This paper reports observation of the Talbot effect in one-dimensional and two- dimensional diffraction gratings in the laboratory work prepared by students of Bauman MSTU in the student’s experimental laboratory of physics of the Department of physics. Noted accurate experimental implementation of diffraction effects in the near zone (Fresnel diffraction) and agreement of the obtained results with the data of theoretical consideration. The experimental setup for observation of Talbot effect, implemented by the students, has already been introduced in the laboratory workshop of the Department of Physics of Bauman MSTU and used in education process.
Keywords: diffraction gratings, Fresnel diffraction, Talbot effect, the phenomenon of self-image.
References

1. Talbot H.F. Facts relating to optical science. // Philosophical Magazine, v. 9, 1836, p. 401-407.
2. Rayleigh.On copying diffraction gratings and on some phenomenon connected therewith. // Philosophical Magazine, v. 11, 1881, p. 196-205.
3. E.V.Smirnov,B.G.Skuybin,L.K.Martinson.Talbot effect I. Diffraction on one-dimensional gratings. // Physics in Higher Education, vol. 20, n. 2, 2014, p. 109-121. [In Russian].
4. JuffmannT.,UlbrichtH.,ArndtM.Experimental methods of molecular matter-wave optics. // Rep. Prog. Phys., vol. 76, 2013, 086492 (28 pp).
5. SanzA.S.,Miret-ArteS. A causal look into the quantum Talbot effect. // The Journal of Chemical Physics, vol. 126, 2007, p. 234106 (11 pp).
6. PatorskiK.The self-imaging phenomenon and its applications. // Progress in Optics, vol. 27, 1989, p. 1–108.
7. WenJ.,ZhangY.,XiaoM.The Talbot effect: recent advances in classical optics, nonlinear optics, and quantum optics. // Advances in optics and photonics, vol. 5, 2013, p. 83-130.
8. E.V.Smirnov,B.G.Skuybin,L.K.Martinson.Talbot effect II. Self-imaging of two-dimensional periodic structures. // Physics in Higher Education, vol. 20, n. 4, 2014, p. 3-16. [InRussian].
9. CroninA.D.,SchmiedmayerJ.,andPritchardD.E.Optics and interferometry with atoms and molecules. // Reviews of Modern Physics, vol. 81, № 3, 2009, p. 1051-1129.
10. Isoyan A., Jiang F., Cheng Y.C., Cerrina F., Wachulak P., Urbanski L., Rocca J., Menoni C., Marconi M. Talbot lithography: Self-imaging of complex structures. // Journal of Vacuum Science & Technology, vol. B 27 (6), 2009, p. 2931-2937.
11. V.P.Kandidov,A.M.Korol’kov.Talbot effect and its demonstration in the course of General physics. // Physics in Higher Education, vol. 4, n. 3, 1998, p. 99-104 [In Russian].
12. Self-reproduction. Laboratory work № 402. MIPT, Moscow, 2005. [In Russian]. http www physics mipt ru s iv opt man 402 pdf
13. RogozhnikovaO.A.,NikiforovK.G.Research experiment on wave optics-level training of teachers of physics. // Physics in Higher Education, vol. 20, n. 2, 2014, p. 140-148. [In Russian].
14. EvseenkoE.A,KremenetskyN.O.,MusikhinA.A.,PashkovB.S.Research of Talbot effect on two- dimensional periodic structures in the student laboratories. // Youth Science and Technology Bulletin. MSTU Bauman. Electronic Journal. 2013, № 8. [In Russian]. http://sntbul.bmstu.ru/ doc/603421.html.
15. G.A. Schetinin, T.N. Romanova, B.G. Skuybin A computer model of the effect of Talbot. Youth Science and Technology Bulletin. MSTU Bauman. Electronic Journal. 2015, №1. [In Russian]. http://sntbul.bmstu.ru/doc/746277.html .

New Installation for the Study of Rolling Friction
A.R. Filipp, I.I. Jolnerevich, V.V. Gurinovich

Belarusian State University
4 Nezavisimosti avenue, Minsk, 220030, Republic of Belarus
E-mail:  gurinovich@bsu.by
Received March 28, 2016 PACS 65.20.-w

This article explores the new original installation created in the Belarusian State University for studying the rolling friction. It considers its advantages compared with currently existing time devices on similar topics. It is shown that the installation can be used for measuring the friction coefficients of spherical and cylindrical rolling bodies, which are made of different materials. This installation can be recommended for using in the educational process in higher educational institutions.
Keywords: rolling friction, spherical and cylindrical rolling bodies, measuring the friction coefficients.
References

1. General Physics workshop. Mechanics. Matveev A.N., Kiselyov D.F. M.: Physics Department of Moscow State University, pp. 163-166 [In Russian].
2. Gladun A.D., Aleksandrov D.A., Igoshin F.F. and others. The laboratory practice in general physics: Textbook for university students. T.1. Mechanics. M.: Publishing house of the MIPT. 2004, 316 p. [In Russian].
3. Mitin I.V., Rusakov V.S. Analysis and processing of experimental data. M.: Physics Department of Moscow State University, 2009. [In Russian].
4. Sarzhevskry A.M., Bobrovich V.P., Borzdov G.N., Kembrovsky G.S. and others. The physical workshop: For phys. spets. vuzov. Mn. 1986, 351 p. [In Russian].
5. Balls on an incline roll, slide and skip. Gluck Paul. J. Phys. Educ., 2005, 40, № 3, pp. 206-209.
6. Detlaf A.A., Jaworsky B.M., Milkovskaya L.B. The course of general physics. M., Graduate School, 1973, Vol. 1, 384 p. [In Russian].
7. Grigoryev I.S., Meilikhov E.Z. Physical quantities (reference) M. Energoizdat. 1991, 1234 p. [In Russian].
8. Kragelsky I.V., Vinogradova I.E. The coefficients of friction (handbook), Moscow, Gov. scientific and tech. Publishing House of machinery literature. 1962, 220 p. [In Russian].
9. Landau L.D., Lifshitz E.M. The theory of elasticity. Nauka. 1987, 247 p. [In Russian].
10. Electronic reference DPVA.URL:http://w.w.w.dpva.info/ Guide/ Guide Physics/Friction/ Friction of Rolling/ (Reference date: 11.05.2016). [In Russian].

Determination of the Basic Characteristics of Lithium-ion Battery
А.I. Ukolov
Kerch State Marine Technological University,
st. Ordzhonikidze, 82, Kerch, 298309, Russia; e-mail: ukolov_aleksei@mail.ru

Received April 25, 2016 PACS 01.50.Pa

The methodology of laboratory-based research for definition of performance characteristics of lithium-ion battery is described. An electrical scheme of the unit is mounted on the basis of a controller ZC 10500 that ensures sound conditions of battery charging and discharging as well as protects it from incorrect carrying-out of work by students. According to experience based data the calculation of diffusion coefficient of lithium ions, internal resistance and efficiency of current source is executed.
Keywords: laboratory work, physical workshop, lithium-ion battery.

Reference

1. Lvov A.L. Lithium electrochemical power sources // Soros Educational Journal. 2001. № 7. P. 45 [in Russian].
2. Sisoeva S.S. The fuel economy, efficiency, environmental friendliness - the attributes of new vehicles, engines and systems // Components and technologies. 2009. № 6. P. 29 [in Russian].
3. Kuznetsova Yu.A, Smirnov Yu. M., Yassinskiy V.B. The experience of establishment and operation of laboratory equipment for practical physics bachelors of technical specialties // Open and distance education. 2015. Vol. 60. № 4. P. 56 [in Russian].

Electrostatic Field of a Periodically Charged Direct Wire
S.Yu. Glazov1, T.A. Kovaleva2, G.A. Syrodoev1

1 Volgograd State Pedagogical University Volgograd, 400066, Lenin pr., 27, Russia;
e-mail: ser-glazov@yandex.ru,sga-823@yandex.ru
2 Volgograd State Medical University
Volgograd, 400131, Pavshikh Bortsov Sq, 1, Russia; e-mail: kovalevavspu@yandex.ru

Received May 6, 2016 PACS 41.20.Cv

The solution of the original physics problem – finding the vector of strength and of the potential of the electric field for direct harmonically charged wire is presented in this article. The results obtained allow to calculate the electric fields of periodically charged straight wires, for which the laws of charge distribution could differ significantly from the harmonic. A comparative analysis of the electric field of periodically charged wire with a field of system of dipoles oriented straightly, was performed. It is proposed to include this kind of problems into the Course of general and theoretical physics.
Keywords: electrostatic field, direct periodically charged wire, a linear chain of dipoles, the principle of superposition, the Bessel function.
References

1. Sivukhin D.V. General Physics Course. 5-ed. – Moscow: Physmathlit, 2005.
2. Irodov I.E. The Basic Laws of Electromagnetism. 3-ed. — M.: Physmathlit, 2000.
3. Prudnikov A.P., Brykov Yu.A., Mariev O.I. Integrals and series. In 3 V.T. V. 1. Elementary functions. 2-Ed. — M.: Physmathlit, 2002.
4. Dwight G.B. Table of integrals and other mathematical formulas: study allowance. 9-ed. — Pub. House Lan’, 2005.
5. Nikol’sky V.V. Electromagnetic Field Theory. — M.: Vysshaya Shkola, 1961.
6. Glazov S.Yu., Vydry T.I., Kovalev T.A. Shielding charged thread gas with electronic 2D superstructure in stark terms of quantization // Materials of the 15th International Seminar «Physics-mathematical modeling of systems. – Voronezh, 2016. – Pp. 49-54.

Experimental Research Problem «Oscillating Circuit Containing Two Consecutively Connected Condensers»
S.P. Zhakin, I.N. Rogova

Kurgan State Agricultural Academy named after T. S. Maltsev 641300, Russia, Kurgan region, Ketovsky district, village Lesnikovo; e-mail: fil2410@rambler.ru
Received April 18, 2016 PACS 01.50.My

The method of the solution of experimental problems made on the demonstrative experiment basis is shown in this article. They have the researching character in this variant and encourage the development of logical and creative thinking and knowledge fixing.
Keywords: adaptation, problem teaching, demonstrative experiment, self – induction phenomenon, oscillating circuit.

References [in Russian]:

1. Makienko A.V. From adaptation experience of junior courses students into university technical education on the example of studying physics // Physical university education, – 2015. – Vol. 21, № 1. – P. 54.
2. Zhakin S.P. Experimental research problem of electromagnetism // Physics at school. – 2014. – № 2– P. 37-42.
3. Zhakin S.P. The experimental problems solution with the help of Van-de-Graaff generator // Physics at school – 2014. – № 5. – P. 56-61.
4. Malafeev R.I. The problem teaching of physics at secondary school: From working experience. Teacher s book, – M. Prosvechshenie, 1980.
5. Slobodetsky I.Sh., Aslamazov L.G. The problems in physics. – M.: Nauka. Chef red. phys. – math. lit.,1981. – P. 31.
6.  Trofimova T.I. The course of physics: University students book. – M.: Publishing house «Academy», 2010. – P. 258.
7. Grabovsky M.A. and others, under edition V. I. Iveronova Lesture demonstrations in physics. – M.: Nauka Chef red. phys. – math. lit., 1972. – P. 388.
8. Demonstrative experiment in physics in secondary school: Part 1. Mechanics, molecular physics, electrodynamics basis. Teacher s book / V. A. Burov, B. S. Zvorukin, A. P. Kuzmin and others; under edition of A.A. Pokrovsky. – 3th ed. revised. – M.: Prosvechshenie, 1979. – P. 322.
9. Butikov E.I. and others. Physics in examples and problems. – M.: Nauka, Chef. Ed. phys. – math. lit.,1979. – P. 353.
10. Pavlenko U.G. The basis of physics. Student s book. – 2th ed. revised and add. – M.: Examin, 2005. – P. 463.

The Mechanical Forces and the Task of Dynamics in Teaching of Physics. Part 1. The Forces of Mechanics

A.V. Kupavtsev, E.O. Kiktenko
Bauman Moscow State Technical University
5, 2-nd Baumanskaya str., Moscow, 105005, Russia
E-mail: avkup@bk.ru,evgeniy.kiktenko@gmail.com
Received May 10, 2016 PACS +01.40.-d

The concept of force belongs to the important concept of mechanics and the whole of science, along with such basic concepts as space, time, mass, and others. All the variety of mechanical interaction between bodies is carried out by force. The largest number of forces there is in mechanics. The rapid development of new ideas of modern science and the development of production requires in-depth knowledge of the power and their organizing, streamlining terminology, tracing the genetic roots of various forces. Five types of forces in mechanics are allocated: the interaction of gravitational force field, interaction via touch, deformation of the bodies in the interaction, the occurrence of the relative motion of the bodies in contact, the forces of viscosity and resistance in the medium. We considered the forces arising in the rolling. A unified system of description of forces in mechanics, which reflects, in particular, the properties of the vector forces and ideal model schemes of the action. Clarified the definition of a number of forces, were clarified characteristics.
Keywords: types of forces in mechanics, united table of them mechanical forces.
References

1. Matweev А.N. Mechanics and Theory of Relativity. – М.: Higher school. 1986. – 320 p. [In Russian]
2. Landay L.D., Аhiezer A.I., Lifshits Е.М. Кurs оbshey fiziki. Mechanics and molecular physics. М. – 1965. 384 p. [In Russian]
3. Sivuhin D.V. Mechanics. – М.: Science, 2005. Vol. 1. – 560 p. [In Russian]
4. Landay L.D., Lifshits Е.М. Mechanics. М.: Physmatlit, 2012. – 222 p. [In Russian]
5. Ishlinskiy А.U. Меchаnikа: idei, zаdаchi, predpolojeniyа. М.: Science, 1985. – 624 p. [In Russian]
6. Strelkov S.P. Mechanics. – М., 2005. – 559 p. [In Russian]
7. Kupavtsev A.V. Intensive-Action Teaching on Physics on the Third Education Standard // Physics in Higher Education Vol. 17, № 3, 2011. – P. 104-114. [In Russian]