Ôèçè÷åñêîå îáðàçîâàíèå â âóçàõ, Ò. 8, ¹ 3, 2002
85
Êîìïëåêñ êîìïüþòåðíûõ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò ïî ôèçèêå Â.Ã. Çóáêîâ, À.Â. Ìåðçëÿêîâ, Ì.Â. Ìîñòîâùèêîâ Ìîñêâà, Ðîññèÿ, Èíñòèòóò ÈÍÔÎ 115211, Ìîñêâà, óë. Áîðèñîâñêèå ïðóäû, 8/2 Òåë. (095) 725-0979, 340-9920, 274-6298; ôàêñ: 340-9920
[email protected],
[email protected]  ñòàòüå ïðåäñòàâëåí ðÿä êîìïüþòåðíûõ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò ïî ôèçèêå. Îíè îõâàòûâàþò òðè ðàçäåëà: ìåõàíèêà, ñòðîåíèå âåùåñòâà è îïòèêà. Êàæäàÿ ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ñîñòîèò èç íåñêîëüêèõ ýòàïîâ, âêëþ÷àÿ äîïóñê ê âûïîëíåíèþ ëàáîðàòîðíîé ðàáîòû (òåñò), ñîçäàíèå íà êîìïüþòåðå ìîäåëè ðåàëüíîé ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè, âûïîëíåíèå ýêñïåðèìåíòàëûõ èññëåäîâàíèé, çàùèòà. Ïðèìåíÿåìîå â ðàáîòàõ êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå ðåàëüíîãî ôèçè÷åñêîãî ïðîöåññà – ýòî òàê íàçûâàåìûé âû÷èñëèòåëüíûé ýêñïåðèìåíò, îñíîâàííûé íà ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè èññëåäóåìîãî ôèçè÷åñêîãî ÿâëåíèÿ.
Ñîâðåìåííûé óðîâåíü ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðíûõ òåõíîëîãèé îòêðûâàåò ñàìûå øèðîêèå ïåðñïåêòèâû è âîçìîæíîñòè â îñâîåíèè ôèçè÷åñêèõ, ýêîíîìè÷åñêèõ è äðóãèõ îáëàñòåé. Êîìïüþòåðíûå ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû ïðåäîñòàâëÿþò îáó÷àþùåìóñÿ âîçìîæíîñòü áîëåå âñåñòîðîííåãî èçó÷åíèÿ èññëåäóåìîãî ïðîöåññà. Ñ ïîìîùüþ êîìïüþòåðà ìîæíî ìîäåëèðîâàòü èññëåäóåìûé ïðîöåññ, ñîáèðàòü ìîäåëü ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè, ïðîâîäèòü ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ, îáðàáàòûâàòü ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà è âûïîëíÿòü åùå öåëûé ðÿä ìíîãî÷èñëåííûõ äåéñòâèé, âûïîëíåíèå êîòîðûõ â ñòàíäàðòíîì íàòóðíîì ýêñïåðèìåíòå ëèáî çàòðóäíåíî, ëèáî ïðîñòî íåâîçìîæíî. Ðàçóìíîå ñî÷åòàíèå òðàäèöèîííûõ íàòóðíûõ ëàáîðàòîðíûõ ïðàêòèêóìîâ ïî ôèçèêå ñ ïðîãðàììèðóåìûìè ëàáîðàòîðíûìè ðàáîòàìè íà êîìïüþòåðå â áëèæàéøåì áóäóùåì ñòàíåò ïðèîðèòåòíûì íàïðàâëåíèåì ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ôèçè÷åñêèõ ïðàêòèêóìîâ. Ïî ìåðå ñâîåãî ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ êîìïüþòåðíûé ïðàêòèêóì áóäåò çàíèìàòü âñå áîëåå äîñòîéíîå ìåñòî â ýòîì îáðàçîâàòåëüíîì è ïîçíàâàòåëüíîì ïðîöåññå, õîòÿ óæå ñåãîäíÿ îí ïðàêòè÷åñêè íåçàìåíèì ïðè èñïîëüçîâàíèè äèñòàíöèîííûõ òåõíîëîãèé îáó÷åíèÿ. Ìíîãîêðàòíûé ðîñò ìîùíîñòè ñîâðåìåííîãî êîìïüþòåðà, äîñòèæåíèÿ ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé, ðàçðàáîòêà âûñîêîýôôåêòèâíûõ è íàäåæíûõ ÷èñëåííûõ ìåòîäîâ ðåøåíèÿ ìàòåìàòè÷åñêèõ çàäà÷, óñïåõè â îáëàñòè ñîçäàíèÿ áàçîâîãî è ïðèêëàäíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, â ÷àñòíîñòè â îáëàñòè êîìïüþòåðíîé ãðàôèêè, ïîçâîëÿþò ïðèñòóïèòü ê ðàçðàáîòêå êîìïëåêñà ïðîãðàìì äëÿ ñîçäàíèÿ êîìïüþòåðíûõ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò ïî ôèçèêå, ðàáîòàþùèõ â ðåàëüíîì ðåæèìå âðåìåíè è îòâå÷àþùèõ âñåì ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì îá èçó÷àåìûõ ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèÿõ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ â “Èíñòèòóòå ÈÍÔΔ ðàçðàáîòàí ðÿä ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò ïî ðàçëè÷íûì îáëàñòÿì ôèçèêè. Îíè îõâàòûâàþò òðè ðàçäåëà: ìåõàíèêà, ñòðîåíèå âåùåñòâà, îïòèêà. Âîò ëèøü íåêîòîðûå èç íèõ: «Îïðåäåëåíèå ïëîòíîñòè òåëà», «Îïðåäåëåíèå ñêîðîñòè ïóëè ñ ïîìîùüþ áàëëèñòè÷åñêîãî ìàÿòíèêà», «Îïðåäåëåíèå êîýôôèöèåíòà âíóòðåííåãî òðåíèÿ æèäêîñòè ïî ìåòîäó Ñòîêñà», «Îïðåäåëåíèå óñêîðåíèÿ ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ ñ ïîìîùüþ ìàòåìàòè÷åñêîãî è ôèçè÷åñêîãî ìàÿòíèêîâ», «Èçó÷åíèå
86
Â.Ã. Çóáêîâ, À.Â. Ìåðçëÿêîâ, Ì.Â. Ìîñòîâùèêîâ
çàâèñèì