Наукова робота

1. ЛУГАНСЬКА ОБЛАСНА
МАЛА АКАДЕМІЯ НАУК УЧНІВСЬКОЇ МОЛОДІ
МОДЕЛЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ ЯВИЩ ПРИ
ВИВЧЕННІ РОЗДІЛУ «КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ»
Хохола Тарас Володимирович Воронкін Олексій Сергійович,
Науковий керівник,
Слухач Луганської обласної малої академії наук керівник секції експериментальної фізики
учнівської молоді, учень 11 класу Сєверодонецького Луганської обласної малої академії наук учнівської
багатопрофільного ліцею Сєверодонецької міської молоді, старший викладач Луганського державного
ради Луганської області, інституту культури і мистецтв,
стипендіат Президента України член УФТ
Луганськ 2012

2. Мета дослідження
Метою роботи є розроблення
інтерактивного навчального комплексу
для демонстрацій хвильових явищ, який
можна використовувати в навчальному
процесі середніх навчальних закладів під
час проведення занять з предмету
«Фізика» під час вивчення теми
«Коливання і хвилі».
Для досягнення поставленої мети було
використано середовище логічного
програмування LabVIEW.

3. Процес програмування
Front panel Block diagram

4. Хід дослідження
1. Генерація ідеї
2. Створення програмного коду
3. Налаштування візуального
інтерфейсу
4. Налагодження
5. Перевірка достовірності отриманих
результатів на основі порівняння з
існуючими математичними
редакторами
6. Компіляція

5. Ідея програми № 1
 демонстраційне відтворення графіка
гармонійних коливань
 візуалізація зміни графіку при зміні
фізичних параметрів (амплітуда,
частота й початкова фаза)
 підтвердження хвильової природи
звуку
 Демонстрація чистого тону і його
зміни при зміні частоти

6. Програмна реалізація
Front panel Block diagram

7. Перевірка достовірності

8. Реальна реалізація
 Генератор гармонійних коливань
 Схема, що дозволяє змінювати фазу
 Осцилограф
 Гучномовець
 Електричний підсилювач

9. Ідея програми № 2
 Вивчення швидкості звуку у різних
газах.
 Візуалізація зміни швидкості звуку при
зміні молярної маси та температури

10. Програмна реалізація
Block diagram
Front Panel

11. Ідея програми № 3
 Пояснення принципу суперпозиції
(негармонійні періодичні процеси
можна представити суперпозицією
гармонійних коливань)
 Синтез звукового сигналу при
додаванні 4 гармонійних коливань
 Пояснення тембру, основного тону та
гармонік (на тембр звуку не впливає
початкова фаза кожної з гармонік, а
впливають лише амплітуда й частота)

12. Програмна реалізація
Block
Diagram
Front
Panel

13. Перевірка достовірності

14. Слух не реагує на зміну фазових співвідношень між
гармонійними складовими складного сигналу в
широкому діапазоні інтенсивності звуку, незважаючи
на те, що змінюється форма сигналу.
Тому в підсилювачах звукових частот фазові
спотворення не нормують.
У відеопідсилювачах електронних осцилографів
фазові спотворення проявляються на якості та / або
формі зображення, тому їх необхідно нормувати.

15. Реальна реалізація
 4 генератора гармонійних коливань
 4 схеми, що дозволяють змінювати
фазу по кожному каналу
 Осцилограф
 Гучномовець
 Електричний підсилювач

16. Ідея програми № 4
 Показати природу биттів
 Продемонструвати характерне
звучання та осцилограму

17. Програмне рішення
Block
Diagram
Front
Panel

18. Перевірка достовірності

19. Реальна реалізація
 2 генератора гармонійних коливань
 2 схеми, що дозволяють змінювати фазу
по кожному каналу
 Осцилограф
 Гучномовець
 Електричний підсилювач

20. Висновки
 програмний комплекс призначено для вивчення
розділу «Коливання і хвилі» у 8-11 класах
загальноосвітніх навчальних закладів.
 перевірка розробленого комплексу у
порівняння з результатами, отриманими при
математичному моделюванні аналогічних
задач в редакторі MathCad, показали, що
комплекс працює повністю адекватно, а
тому може бути рекомендований до
впровадження в навчальний процес
 найближчим часом програми будуть
розміщені в Інтернет-мережі для вільного
завантаження і використання

21. Апробація програмного комплексу
в спеціалізованій загальноосвітній школі I-III ступенів №6
Кіровоградської міської ради Кіровоградської області

22. В 2012 році Тарас Хохола став переможцем XVIII обласного
конкурсу-захисту науково-дослідних робіт учнів-членів
Луганської обласної малої академії наук.

23. Представляючи Луганську область у фіналі Всеукраїнського
конкурсу-захисту науково-дослідних робіт 6-7 квітня 2012 року в
Києві на секції “Експериментальна фізика”, Тарас Хохола
зайняв почесне III-тє місце.