Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНОГО ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА

Суппес В.Г.

В данной работе предложена методика проведения ряда лабораторных работ с использованием ЭВМ.

1. ПК используется как измерительный прибор с одновременной обработкой результатов эксперимента и их графической визуализацией. При этом использовалось стандартное оборудование, например, установка для изучения внешнего фотоэффекта, которая подсоединялась к компьютеру через один из внешних портов без каких либо дополнительных согласующих устройств (которые достаточно дороги). Для обработки и фиксации результатов эксперимента на языке турбопаскаль составлялась программа, считывающая и обрабатывающая сигналы датчиков.

2. В среде MathCad составлены программы для выполнения компьтерных лабораторных работ при изучении колебательных процессов, а также работ по волновой оптике (например, моделирование колец Ньютона, моделирование дифракции на щели, моделирование фигур Лиссажу и т.д.). Результаты, полученные на компьютере, проверяются экспериментально на обычных установках, при этом анализируются причины несовпадения результатов компьютерного и натурного эксперимента (если таковые имеются). Ниже приведена программа одной из компьютерных лабораторных работ.

Пусть R- радиус кривизны выпуклой поверхности, тогда, если пренебречь членами четвертого порядка, толщина зазора d на расстоянии r от центра линзы

1)  f, с другой стороны

2)  f, m=0,1,2,...

При нормальном падении лучей на линзу разность фаз интерферирующих лучей равна

3)  f, где k- волновое число f, где λ - длина волны, n - показатель преломления среды, в которой находится установка для наблюдения колец Ньютона. Таким образом :

4)  f

Интенсивность при суперпозиции двух поперечных волн одинаковой амплитуды f , где I0 - интенсивность падающего света. Если оптическая разность хода интерферирующих лучей Δ=nd = m∙λ , где m = 0,1,2,..., то колебания будут происходить в одинаковой фазе и следовательно будет наблюдаться интерференционный максимум. Если f, то будет наблюдаться интерференционный минимум. Учитывая, что f получили для максимума

5) f и для минимума

6) f

В данной работе предлагается провести исследование вида интерференционной картины, как функции r (λ, n, R) , зависящей от внешних условий.

Выполнение работы:

В среде Windows запускается видеоклипп, характеризующий изменение интерференционной картины в зависимости от длины волны, полученный в среде MathCad. Программа, в которой просматривается мультфильм, позволяет останавливать просмотр в любой момент времени и производить измерения непосредственно с экрана монитора, либо после распечатки рассматриваемого кадра (на рисунке приведен снимок кадра в момент остановки фильма) . Затем, по формулам 5,6 вычисляется длина волны и строится зависимость r(λ ). Аналогичным образом проводятся исследования интерференционной картины от показателя преломления n и радиуса кривизны линзы R.

p

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MathCad 8PRO в математике, физике и Internet., М.,"Нолидж", 2000гю, 503 с.
  2. Матвеев А.Н. Оптика. М.,"Высшая школа", 1985, 351 с.
  3. Трофимова Т.И. Курс физики., М., "Высшая школа", 1999, 541 с.

Библиографическая ссылка

Суппес В.Г. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНОГО ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 10. – С. 76-77;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=13603 (дата обращения: 16.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074