ш2.0
- 1 -
ОГЛАВЛЕНИЕ
ст.
1. Введение.................................................3
а) Актуальність теми дипломної работы...................3
б) Цілі работы..........................................4
в) Наукова новизна результатів дипломної работы.........4
р) Наукова і практична ценность......................5
буд) Внесок автора.........................................5
е) Реализация...........................................5
ж) Апробація і публикации...............................6
із) Стислий зміст і структура......................6
Глава 1. Фізичні основи досліджуваних процессов............8
_ 1.1 Електричний коливальний контур................8
_ 1.2 Досвід Милликена...................................11
_ 1.3 Скин-эффект в циліндричною геометрии...........16
_ 1.4 Скин-эффект в пласкою геометрии..................26
Глава 2. Математичні методи дослідження фізичних
процессов........................................31
_ 2.1 Типи завдань для звичайних диференційних
уравнений........................................31
_ 2.2 Завдання Коши.(Метод Рунге-Кутты 2-го порядка).....34
_ 2.3 Метод Рунге-Кутты 4 порядка......................37
_ 2.4 Стислі інформацію про функціях Бесселя..............42
_ 2.5 Стислі інформацію про функціях Кельвина.............46
- 2 -
Глава 3. Використання ЕОМ в навчальному процессе..............48
_ 3.1 Роль ЕОМ у навчанні физики.......................48
_ 3.2 Методи використання ЕОМ в обучении..............51
_ 3.3 Моделювання фізичних процесів на ЭВМ........53
_ 3.4 Короткий опис программ........................55
Заключение.................................................56
Приложения.................................................57
Литература.................................................66
ш2.0
- 3 -
2Введение
_ 1Актуальность теми дипломної роботи
Дипломна робота присвячена розробці демонстраційних прог-
рамм до застосування у процесі викладання фізики як і школах і
середньоспеціальних навчальних закладах, і у вищих за-
веденнях.
Насиченість шкіл сучасної обчислювальної технікою ще
призводить до великих змін освіти, якщо вчитель під-
готовлен ні психологічно, ні професійно запровадження ЕОМ в
його життя.
Нині нагромаджено великий політичний досвід застосування обчисли-
тельной техніки в фізичних дослідженнях, вироблені загальні ме-
тодические підходи рішення основних фізичних труднощів і можна
на констатацію факту, що склався новий предмет - обчислювальна
фізика, яка складовою сучасної фізики поруч із про-
щей фізикою і теоретичної фізикою і у стандарт образова-
ния по фізики.
Основний метод дослідження обчислювальної фізики є
комп'ютерний експеримент, теоретичної базою якого є мало-
тематичне моделювання, а експериментальної базою - ЕОМ.
Комп'ютерне моделювання інтегрує такі предмети, як
теоретична фізика, чисельний аналіз політики та програмування.
Сьогодні у процесі викладання фізики дуже мно-
гие важливі явища й досліди неможливо знайти реалізовані як де-
монстраций з їх складності, які пояснення жадає від препо-
давателя великих "художніх можливостей". Саме тому
- 4 -
з'явилася тенденція створення комп'ютерних програм для моделиро-
вания цих процесів [1-7]. Тепер викладач, заздалегідь по-
добравши вихідні дані, може у процесі пояснення демонструвати
всіх можливих варіанти розвитку процесу витрачаючи масу вре-
мени на прийнятне зображення установки, самого експерименту,
супутніх графіків.
З іншого боку, таких програм можуть бути і 2 0 використані
лабораторному практикумі з додатковими завданнями різного уров-
ня складності, а поєднанні з прилагаемыми описами й у
самостійного вивчення матеріалу.
_ 1Целями дипломної роботи були
- дослідження моделируемых процесів щодо отримання
кінцевих аналітичних рішень, придатних до створення з їхньої ос-
нове демонстраційних програм, а разі їх відсутності построе-
ние алгоритмів рішення з урахуванням про чисельні методів;
- створення демонстраційних програм з урахуванням отриманих ре-
шений;
- створення лабораторних робіт з урахуванням розроблених прог-
рамм й низки різнорівневих завдань до них;
- апробація створених лабораторних робіт 2 0на 2 0 фізичному фа-
культете ТГПУ їм. Л. М. Толстого знає методик викладання
фізики;
_ 1Научная новизна результатів дипломної роботи
Діяльність вперше:
- Створено демонстраційні програми для моделювання: про-
цессов в електричному коливальному контурі, досвіду Милликена,
- 5 -
скин-эффекта;
- Для скин-эффекта отримано рішення, у вигляді комбінації функцій
Кельвіна;
- Показана роль фазового додаткового доданка у вирішенні
для скин-эффекта;
- Показано, що у електричному коливальному контурі на гра-
фике залежності енергії від часу існують плато, соответс-
твующее нульового току і проведена аналогія з механічними коле-
баниями;
_ 1Научная і практична цінність
Діяльність проведено теоретичний аналіз досліджуваних процесів
і створено цілу низку моделюючих програм.
Як теоретичні результати, і комп'ютерні програми
дипломної роботи можна використовувати у процесі викладання
фізики у різних навчальних закладах і за самостійному изу-
чении цього матеріалу.
_ 1Вклад автора
У працях, результати яких виносяться право на захист і виконано-
ных що з науковим керівником, автором внесений належний
внесок у постановку завдань, вибір методів дослідження, теоретичес-
київ аналіз, вибір методів реалізації та інтерпретування результатів.
_ 1Реализация результатів роботи
Отримані внаслідок теоретичного аналізу аналітичні
рішення було реалізовані автором як демонстраційних програм
для машин класу IBM PC/AT і сумісних, працюючих під управле-
- 6 -
нием:
- MS-DOC версії 5.0 і всіх подальших;
- MS-WINDOWS версій 3.1 і 3.11 (RUS).
Програми реалізовані з допомогою компіляторів:
- Turbo Pascal 6.0;
- Turbo Pascal 7.0;
і за використанні графічних пакетів:
- BGI (Borland International)
- Дизайнер.
Демонстраційні програми використовують у курсі преподава-
ния фізики на фізичному факультеті ТГПУ їм. Л.Н.Толстого і може
бути використані інших навчальних закладах.
_ 1Апробация і відстежуючи публікації . 0
Основні результати доповідалися було опубліковано у тезах док-
ладів 3 Всеросійського (з участю країн СНД) наради-семінару
"Застосування коштів обчислювальної техніки в процесі", вид-во
УГТУ, Ульянівськ 1995 р. [23]
Матеріали роботи доповідалися і обговорювалося також на студен-
ческих наукових конференціях в ТГПУ [24].
_ 1Краткое утримання і структура
Структура. Дипломна робота складається з запровадження, трьох глав,
докладання, укладання, містить 55 сторінок машинопису,
12 малюнків, список цитованою літератури включає 24 наименова-
ния.
У _Запровадження . обгрунтовується актуальність роботи, формулюється
її мета, викладається короткий зміст роботи з главам і пере-
- 7 -
числяются результати, є новими. З іншого боку говориться про
реалізації і апробації зробленого.
_Глава 1 . дипломної роботи присвячена теоретичного исследова-
нию моделируемых процесів.
_Глава 2 . присвячена опису математичних методів, необходи-
мых для теоретичного дослідження та моделювання.
У _ Главі 3 . розглядаються методичні питання, що стосуються
як застосування ЕОМ в процесі загалом, і конкретно
застосування розроблених програм.
_Укладання . присвячено підбиття підсумків зробленого.
У _ Додатку . наводяться необхідні схеми, малюнки та графіки.
ш2.0
- 8 -
_ 2Глава 1
1Физические основи досліджуваних процесів
1_ 0 11.1 0 1Электрический коливальний контур.
Розглянемо електричний коливальний контур, який складається, в
загальному разі, з конденсатора З, котушки індуктивності L і сопро-
тивления навантаження R (див. рис. 1). Процеси які у такий
системі описуються диференційним рівнянням виду:
Ф-
ш1.0
d 52 0q 7 0 dq