CC BY
21
длина проводника, находящегося в магнитном поле, I - плотность тока, б -индукция магнитного поля, считая его однородным в пределах длины
Рис.3. Схема, поясняющая действие силы Ампера
Сила р является следствием взаимодействия двух магнитных полей, которые по Амперу создают электрические токи, включая и скрытые токи. В законе Ампера (9) следствие одно, а причины две, без любой из которых не будет следствия.
Все манипуляции с формулой (9) приведут лишь к простому математическому соотношению между этими ФВ.
6. Закон электромагнитной индукции
В отличие от закона Ампера в законе Фарадея следствием является электрический ток в замкнутом контуре, а причина - изменение магнитного потока Ф, пронизывающего плоскость, ограниченного этим контуром.
т dФ 1
I >--я-
dt R '
(10)
где I - сила тока,
ёФ dt
- скорость изменения маг-
нитного потока, к - сопротивление контура.
При неизменной площади поверхности Б, пронизываемой магнитным потоком
ёФ 0 ёБ
— > 5 я—
& & '
а сила тока
I >
S dB —я— R dt
(11)
Из (11) следует, что изменение индукции магнитного поля (причина) порождает электрический ток (следствие).
Многолетний опыт автора статьи по применению данного метода показывает, что учащиеся проявляют интерес к поиску и анализу причинно-следственных связей ФВ в ФЯ, манипулируют формулами, ошибаются, спорят друг с другом. Всё это повышает активность учащихся как на аудиторных занятиях, так и при их самостоятельной работе.
Поиск причинно-следственных связей между физи-
ческими величинами в физических явлениях позволяет обнаруживать неочевидные, заранее неизвестные их свойства, что способствует более глубокому изучению физики.
У учащихся проявляется интерес к поиску причинно-следственных связей между физическими величинами, они с желанием это делают, особенно коллективно, в форме игры.
Установление причинно-следственных связей между физическими величинами, характеризующими физическое явление, свидетельствует о том, что обучающийся понимает сущность явления, а главное, раскрываются пути воздействия на материальный объект с целью его полезного преобразования (элементы изобретательства).
Не все математические выражения, связывающие физические величины, имеют причинно-следственную связь (например, уравнения кинематики). Физические законы можно представить и в таком виде, когда их математическая формула иллюстрирует лишь простое соотношение между физическими величинами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев П.В., Панин А.В. Философия.- М.: Проспект, 2005.-С.483.
2. Крылов И.А. Сочинения.- Л.-М.: Государственное издательство художественной литературы, 1931.- С.58.
3. Кудрявцев П.С. История физики. Т.1. - М.: Государственное учебно-педагогическое издательство Министерства просвещения РСФСР, 1956. - С.493; С.421.
Т.В. Дензанова
Курганский государственный университет, г. Курган, Россия
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ В ЛЕКЦИОННОМ КУРСЕ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ
Аннотация: В статье обобщен опыт использования интерактивной доски в лекционном курсе общей физики.
Ключевые слова: интерактивная доска, общая физика.
T.V. Denzanova
Kurgan State University, Kurgan, Russia
INTERACTIVE BOARD TECHNIQUE IN THE LECTURE COURSE ON GENERAL PHYSICS
Abstract: The article has generalized from the experience of using an interactive board in the lecture course on General Physics. Kyewords: an interactive board, General Physics.
На смену привычной доске и мелу приходят интерактивные доски. Прежде чем перейти к обсуждению особенностей их применения, рассмотрим классификацию досок.
Интерактивные доски делятся на два класса в зависимости от расположения проектора: с фронтальной и обратной проекцией. Доски с фронтальной проекцией распространены наиболее широко, хотя и обладают очевидным недостатком: докладчик может загораживать собой часть изображения. Доски с обратной проекцией, где проектор находится позади экрана, существенно до-
54
ВЕСТНИК КГУ, 2010. №2
роже и занимают в аудитории больше места, чем доски с прямой проекцией. Поскольку экран работает на просвет, возможны проблемы с видимостью изображения под большими углами.
Используемые в интерактивных досках технологии подразделяются на несколько основных типов.
Аналогово-резистивная доска - многослойный «пирог», покрытый износостойким полиэфирным пластиком с матовой поверхностью. Внутри размещены два листа из гибкого резистивного материала, разделенные воздушной прослойкой. По сторонам к резистивным листам подключены полосные электроды: у одного листа по бокам, у другого - снизу и сверху. При нажатии поверхность доски прогибается, резистивные листы соприкасаются в точке нажатия. Встроенные электронные коммутаторы подключают электроды А и В к источнику постоянного напряжения, замыкают электроды С и D между собой и подключают их к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП). На его выходе появляется код, определяющий вертикальную координату. Затем схемы перекоммутируются так, чтобы напряжение подавалось на электроды C и D, а снималось с электродов A и B. В этот момент АЦП регистрирует код, соответствующий горизонтальной координате. Разрешение аналого-резистивной интерактивной доски измеряется тысячами точек по горизонтали и вертикали. Например, разрешение широко распространенных интерактивных досок SMARTboard канадской компании SMART Technologies 4000x4000. Для работы с сенсорной аналого-резистивной доской не нужно иметь специальные маркеры, т.к. можно пользоваться пальцем или указкой.
При использовании электромагнитной технологии интерактивная доска имеет твердую поверхность. Внутри слоистой структуры находятся регулярные решетки из расположенных часто вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Электронное перо (маркер) с катушкой индуктивности на кончике, которое может быть активным или пассивным, наводит электромагнитные сигналы на координатных проводниках, номера которых определяют местоположение кончика пера. Активное перо питается от батарей или получает энергию по проводу, которым привязано к доске, пассивное работает от наводимого в катушке напряжения. Перо в некоторых моделях способно различать градации силы нажатия. Электромагнитные доски обычно откликаются на действия пользователя несколько быстрее, чем аналого-резистивные.
Коротко упомянем лазерную технологию. Принцип ее работы основан на сканировании поверхности доски двумя ИК-лучами, которые фиксируют координаты маркера. В качестве самой доски может быть использована любая поверхность. Лазерные интерактивные доски наиболее дороги в производстве.
Автором при чтении лекций использовалась доска SMARTBOARD с резистивной технологией. В качестве программного обеспечения здесь выступает утилита SMART Notebook. В программе SMART Notebook имеется обширная коллекция шаблонов и образцов картинок, графических объектов и анимационных роликов - от разлинованной бумаги до макетов электрической цепи.
Следует отметить, что основным недостатком является задержка реакции доски на прикосновение. Поэтому писать длинные формулы или текст очень затруднительно. Наиболее результативным, на наш взгляд, является использование слайдов с последующим внесением в них коротких записей или пометок. Как правило, на слайде размещается рисунок, таблица, определение, клип. Выводимые формулы, уравнения и т. п. лучше не писать
маркером на доске, а выводить в виде анимации, например, средствами PowerPoint. То есть показывается первая запись, затем после нажатия «пробела» или прикосновения к доске появляется вторая и так далее. Это значительно повышает скорость изложения и избавляет преподавателя от необходимости выписывать отдельно каждую букву или цифру. Но, конечно, требует значительно больше времени на подготовку подобного материала.
Вообще, освоение интерактивной доски требует довольно большого времени. Не все возможности сразу становятся ясными. Попытка использовать доску как обычную непроизводительна, а перевести мышление в новые рамки непросто. И поскольку интерактивные доски еще мало распространены в России, то опыт их применения мал. Не разработаны методики, использующие их в полной мере. Хотелось бы иметь гораздо больше готовых шаблонов и заготовок, в частности, по физике. Поскольку доска хороша именно тем, что на ней можно работать не с «нуля», а использовать готовое мультимедиа-содержание.
А.В. Ротное
Курганский государственный университет, г. Курган, Россия
ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ КИНЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Аннотация: В статье рассмотрены проблемы автоматизации научного эксперимента по исследованию кинетических свойств твердых тел в магнитном поле при низких температурах.
Ключевые слова: магнитное поле, автоматизация научного эксперимента, низкие температуры.
A.V. Rotnov
Kurgan State University, Kurgan, Russia
PROBLEMS OF AUTOMATION OF THE RESEARCH EXPERIMENT ON STUDYING KINETIC PROPERTIES OF RIGID BODIES IN THE MAGNETIC FIELD AT LOW TEMPERATURES
Abstract: The article has considered the problems of automation of the research experiment on studying kinetic properties of rigid bodies in the magnetic field at low temperatures.
Keywords: the magnetic field, automation of a research experiment, low temperatures.
В современной физике все большее значение уделяется точности в исследованиях свойств веществ. Кроме того, многие уже имеющиеся в распоряжении ученых данные требуют значительного уточнения. Это связано, во-первых, с необходимостью повышения эффективности используемых в науке и технике материалов, во-вторых, в некоторых экспериментах отклонения от теоретических расчетов списывают на погрешность измерений, в то время как это могут быть просто непредсказанные еще эффектаы или свойства. Например, сравнительно
СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 3
55
