Компьютерный эксперимент в курсе общей физики

Авторы
Файлы

Суппес В.Г. Дудник Е.А. Статья в формате PDF 115 KB В существующих курсах общей физики очень кратко (на уровне определений) излагаются понятия о точечных и линейных дефектах кристаллической решетки. К настоящему времени в научной литературе накоплен огромный экспериментальный и теоретический материал по исследованию хаpaктеристик точечных дефектов и их комплексов, их влияния на структуру и свойства материалов, не нашедший отражения в учебной литературе. Одним из основных элементов при обучении физике является лабораторный пpaктикум. Однако лабораторных работ, в которых изучались бы свойства материалов в зависимости от точечных дефектов и их комплексов нет. Это связано либо с дороговизной эксперимента, либо с его сложностью и отсутствием необходимого оборудования.

Для того, чтобы восполнить этот пробел, на кафедрах физики и методики физики Алтайского государственного технического университета и Кузбасской государственной педагогической академии студентам предлагается цикл компьютерных лабораторных работ, моделирующих эксперименты, по изучению процессов в твердых телах, содержащих структурные точечные дефекты и их комплексы. В лабораторных работах рассматривается две модели: статическая и динамическая , учитывающая релаксацию системы. Динамические системы, состояние которых изменяется во времени, описываются системой дифференциальных уравнений. Компьютерные эксперименты проводятся с помощью метода молекулярной динамики, движение атомов описывается уравнениями Ньютона. При написании программ использовалась модель двумерной кристаллической решетки. Для описания сил межатомного взаимодействия применялась парная потенциальная функция Морза:

Использование компьютерной лаборатории для проведения пpaктикума позволяет включить данные лабораторные работы в общий список работ выполняемых по данной теме без изменения общего количества аудиторных часов. Компьютерный эксперимент позволят также разрешить и другие перечисленные выше проблемы.

При выполнении этих работ студенты могут непосредственно наблюдать за изменениями структуры (поведением дефектов) в расчетной ячейке исследуемого материала.

Литература

В.Г. Суппес, А.В. Надь. Использование видеои компьютерной техники при проведении физического эксперимента. - в сб. Проблемы физического учебного эксперимента. Глазов, 1977 г., с. 88-89.
В.Г. Суппес, А.В. Надь., А.А. Васильев. Использование видео -и компьютерной техники в демонстрационном физическом эксперименте. -в сб. тез. Под редакцией М.Б. Шапочкина «Современный физический пpaктикум». М.: «Издательский дом МФО», 1997 г., с.206-207.
В.Г.Суппес . Физический эксперимент. Проблемы обучения. в сб. Проблемы учебного физического эксперимента. Глазов. Санкт-Петербург, 1998 г. В.7, с.23-24.
М.Д. Старостенков, Е.А. Дудник. Классификация точечных дефектов и их комплексов в случае двумерной гексагональной кристаллической решетки. Барнаул., 2002 г., ч. 1,2,3.
М.Б. Шапочкин, Ю.Б. Панкрашкин . «Применение компьютера в физической лаборатории». Физическое образование в вузах. Т.9, №1, с. 155-156, 2003 г .

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕКТИНА С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ХЛЕБА

Статья в формате PDF 245 KB...

12 04 2026 16:37:12

ГЛЮОННЫЙ СИНТЕЗ УСТОЙЧИВЫХ ИЗОТОПОВ И ФОРМИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ СТРУКТУРОЙ ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ

Статья в формате PDF 586 KB...

11 04 2026 23:59:38

ОХРАНА ВОДОЕМОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

Статья в формате PDF 104 KB...

10 04 2026 19:47:19

РЕГУЛЯЦИЯ РИТМА СЕРДЦА У 8-ЛЕТНИХ ДЕВОЧЕК С РАЗЛИЧНОЙ СИЛОЙ НЕРВНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ УМСТВЕННЫХ НАГРУЗОК

Статья в формате PDF 115 KB...

09 04 2026 12:47:13

РЫНОК ТРУДА И ТРУДОУСТРОЙСТВО МОЛОДЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ

Статья в формате PDF 145 KB...

08 04 2026 23:11:22

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ В СЛОЖНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ «ХИЩНИКЖЕРТВА»

В настоящей работе рассматриваются сложные иерархические системы «хищник -жертва - продуцент». В основу исследования таких систем положены достаточно хорошо известные экспериментальные данные, собранные компанией «Гудзонов залив» за более чем столетний период. На нижнем уровне сложной иерархической системы исследуется влияние солнечного потока на скорость роста продуцентов (деревьев, кустарников и т.д.). Показана возможность стохастических колебаний в многоуровневой системе. Подтверждена ранее высказанная гипотеза о возможности колебаний в системе «жертва -продуцент». Математическая модель описывает широкий спектр процессов и явлений, которые хаpaктерны для сложных экологических систем. ...