Samarqand davlat universiteti fizika fakulteti umumiy fizika va magnetizm kafedrasi

Fizik jarayonlar va tajribalarni modellashtirish
Tez kechadigan, ko’zga ko’rinmas fizik jarayonlarni modellashtirish va uni kompyuterda namoyish etish ta’lim jarayonining samaradorligini oshirishga xizmat qiladi. Masalan: jismlarning erkin tushishi, yuqoriga tik otilgan va gorizontal otilgan jismlar harakati.
“Ta’lim to’g’risida”gi qonun va “kadrlash tayyorlashning milliy dasturi”da qayd etilishicha ta’lim jarayoniga Yangi pedagogik texnalogiyani va zamonaviy ta’lim usullaridan samarali foydalanish ta’kidlanadi.
Fizika fanining o’quv dasturida ko’zda tutilgan ko’pchilik jarayonlar ko’zga ko’rinmas (mikroalam) va juda tez kechadigan jarayonlar hisoblanadi. Shu sababli ularni o’zlashtirishda o’quvchilar ma’lum qiyinchilikka duch kelishadi. Ta’limning ko’rgazmalilik va onglilik tomoyillarini amalga oshirish uchun fizik jarayonlarni kompyuter yordamida modellashtirish muhim didaktik vosita hisoblanadi.
Quyida biz ayrim fizik jarayonlarni modellashtirishga doir misollar bilan tanishamiz. 1-rasmda jismlarning erkin tushishi (a), yuqoriga tik otilgan jism (b), gorizontga otilgan jismlarning (s) teng vaqtlar oralig’ida ko’chishlari maxsus tuzilgan dastur asosida (animasiya) kompyuter ekranida nomoyish etilganligi tasvirlangan.
2-rasm gorizontga nisbatan turli xil burchaklar (=30,45,60⁰) ostida otilgan jismlarning harakat trayektoriyasi va o’tgan yo’llari keltirilgan. Turli burchaklar ostida otila yotgan sharchalar turli ranglar bilan ifodalangan. Kompyuterda ushbu jarayonni sekinlashtirib namoyish etish orqali ta’limning ongililik va ko’rgazmalilik tamoyiliga erishish mumkin.
3-rasmda molekulalarning xaotik issiqlik harakati dinamikasi namoyish etilgan. Ushbu jarayonni to’g’ridan-to’g’ri kuzata olmaymiz. Kompyuter vositasida ushbu jarayonni jonli ravishda (animasiya) tarzda tasvirlash mumkin.
4-rasmda gaz molekulalarining tartibsiz issiqlik harakatini tartibli-mexanik harakatga aylanish jarayoni keltirilgan. Gaz harorati oshganda molekulalarning harakat tezliklari ham ortib, gaz bosimini ortishiga olib keladi va gaz ustida joylashtirilgan porshen yuqoriga harakatlanadi. Gaz harorati pasayganda esa porshen pastga tushadi. Ushbu jarayonni kompyuter ekranida namoyish etish orqali o’quvchilarni issiqlik mashinalarida kechadigan jarayonlar bilan mukammal tanishtirish imkoni tug’iladi.
5-rasmda kristall panjarasining dinamikasi tasvirlangan. Kompyuter yordamida panjara tugunlarida joylashgan atom yoki molekulalarning o’z muvozanati holati atrofida tebranma harakatini namoyish etish mumkin.
6-rasmda triod lampasida kechadigan jarayonning modeli tasvirlangan. Katoddan uchib chiqayotgan manfiy zaryadni elektronlar to’rga musbat kuchlanish berilganda ular anodga kelishi va to’rga manfiy kuchlanish berilganda esa ular anodga yetib kela olmasligini kompyuterda namoyish etish mumkin.
7-rasmda metallarda o’zgarmas elektr toki jarayonini modeli tasvirlangan. Kristall panjarasi tuganlarida joylashgan musbat zaryadli ionlar o’z muvozanati holati atrofida tebranma harakat qilib turadi. Manfiy zaryadli erkin elektronlar tashqi elektr maydoni ta’sirida tartibli harakat qiladi va ionlar bilan tuqnashuvi oqibatida ularning to’g’ri chiziqli tartibli harakati buzilib turadi va elektr qarshiligi vujudga keladi. Ushbu jarayonni sekinlashtirib kampyuterda namoyish etish mumkin.
8-rasmda tebranish konturida yuz beradigan jarayon tasvirlanagan. Kondensatorda to’plangan elektr maydoni energiyasi solenoidda magnit maydon energiyasiga aylanadi. O’z induksiya tufayli magnit maydoni energiyasi qayta elektr maydon energiyasiga aylanadi.
9-rasmda yorug’likning qaytish va sinish qonunlarini elastik sharchalarning harakati oraqali tasvirlangan modeli ko’rsatilgan.
10-rasmda Rezerford tajribasining modeli tasvirlangan. Rezerford tajribasini maktab laboratoriyasi sharoitida amalga oshirib bo’lmaydi. Shuning uchun uni kompyuter orqali jonli ravishda modeli asosida namoyish etish mumkin.

а)

c)

б)


1-rasm



2-rasm


4-rasm


3-rasm

4-rasm

5-rasm

6-rasm


7-rasm



C

L

C

L


C

L

C

L





8-rasm



9-rasm


10-rasm