А.В. Бауэр, Ю.В. Бобылев, А.И. Грибков, Р.В. Романов. Криволинейное распространение света: натурные эксперименты, компьютерное моделирование, математическая теория и их использование в обучении

Тип статьи: научная

DOI 10.47639/0130-5522_2022_5_35

УДК 372.853

Страницы: 35-44.

Авторы:

Бауэр А.В. – студентка, ТГПУ им. Л.Н. Толстого, г. Тула;

E-mail: basilisk767@gmail.com

Бобылев Юрий Владимирович – доктор физико-математических наук, профессор, ТГПУ им. Л.Н. Толстого, г. Тула;

E-mail: bobylev.yu@mail.ru

Грибков Александр Иванович – кандидат физико-математических наук, доцент, ТГПУ им. Л.Н. Толстого, г. Тула;

E-mail: ks7a@yandex.ru

Романов Роман Васильевич – кандидат физико-математических наук, доцент, ТГПУ им. Л.Н. Толстого, г. Тула;

E-mail: rom_rom_vas@mail.ru

Аннотация статьи

Данная работа является продолжением публикации, в которой рассматривались исторические аспекты, природные явления и качественное описание возможности криволинейного распространения света (см. журнал «Физика для школьников», № 3, 2022). Здесь рассмотрены доступные натурные эксперименты и математическая теория, дополненная компьютерным моделированием. Подготовленный материал позволяет всесторонне рассмотреть обсуждаемое явление. Надеемся, что эта статья активизирует учащихся для углубленного изучения физики

Ключевые слова:

эксперимент, неоднородная, среда, показатель преломления, рефракция, концентрация, мираж, демонстрация, моделирование, световой луч, оптика

ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:

Curvilinear Light Propagation: Field Experiments, Computer Modeling, Mathematical Theory and Use in Education

Article type: the scientific

DOI 10.47639/0130-5522_2022_5_35

УДК 372.853

Pages: 35-44.

Authors:

Bayer A.V. – student, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University, faculty of mathematics, Tula;

E-mail: basilisk767@gmail.com

Bobylev Y.V. – DrSci (Physics and Mathematics), Professor, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University Tula;

E-mail: bobylev.yu@mail.ru

Gribkov A.I. – PhD (Physics and Mathematics), Associate professor, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University, Tula;

E-mail: ks7a@yandex.ru

Romanov R.V. – PhD (Physics and Mathematics), Associate professor, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University, Tula;

E-mail: rom_rom_vas@mail.ru

Annotation

This work is a continuation of the publication, which considered historical aspects, natural phenomena and a qualitative description of the possibility of curved light propagation (see the journal "Physics for Schoolchildren", No. 3, 2022). Available field experiments and mathematical theory, supplemented by computer modeling, are considered here. The prepared material allows us to comprehensively consider the phenomenon under discussion. We hope that this article will activate students for an in-depth study of physics

Keywords:

experiment, inhomogeneous, medium, refractive index, refraction, concentration, mirage, demonstration, simulation, virtual, light beam, optics

Литература

1.                  Зависимость показателя преломления воды от температуры. Справочник химика 21. Химия и химическая технология. Таблица П.21. – [Электронный ресурс]. URL: https://www.chem21.info/page/0492070551 61244252145216238189136250120025196126/ (Дата обращения: 06.08.2021).

2.            Майер В.В. Свет в оптически неоднородной среде: учебные исследования: учебное пособие. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 232 с.

3.            Справочник конструктора оптико-механических приборов / В.А. Панов, М.Я. Кругер, В.В. Кулагин и др.; под общ. ред. В.А. Панова. – Л.: Машиностроение, Ленинград. отделение, 1980. – 742 с.

4.                  Растворимость хлористого натрия в воде при разных температурах // Справочник химика 21. Химия и химическая технология. Таблица 29. – [Электронный ресурс]. URL: https://www.chem21.info/page/10019016217 3037045031030026106159200104124176122/ (Дата обращения: 06.08.2021).

5.                  Растворимость предельная хлористого натрия в воде. Таблица 6. // Как получают перенасыщенную смесь из соли. выращиваем кристалл медного купороса (быстрый способ). – [Электронный ресурс]. URL: https://deliverymc.ru/first-dishes/kak-poluchayut-perenasyshchennuyu-smes-iz-soli-vyrashchivaem-kristall-mednogo.html (Дата обращения: 06.08.2021).

6.            Показатель преломления водных растворов кислот, солей и щелочей // Справочник химика 21. Химия и химическая технология. – [Электронный ресурс]. URL: https://www.chem21.info/page/1591980591800221540070 90238085041063184089193056/. (Дата обращения: 06.08.2021).

7.            Таблица 5. Коэффициенты преломления водных растворов сахара / Сводная таблица: Коэффициенты преломления оптических стекол, жидкостей, воды, газов, кристаллов и кварца. – [Электронный ресурс]. URL: https://tehtab.ru/guide/guidephysics/lightandcolor/absortonredjprel/re fractionjointtable/ (Дата обращения: 06.08.2021).

8.            File Cat_Mirage. Author: Shy halatzi. 9 June 2010. – [Электронный ресурс]. URL: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cat_Mirage.jpg, https://en. wikipedia.org/wiki/Mirage. (Дата обращения: 07.08.2021).

9.            Среда с переменной температурой. – 24.11.12. – [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/watch?v=i6q8lTvpXfk&t=11s (Дата обращения: 07.08.2021).

10.              Бауэр А.В., Клейменова А.С., Новикова Ю.А., Романов Р.В. Демонстрация криволинейного распространения светового луча в оптически неоднородных средах // Актуальные проблемы современного образования: опыт и инновации: материалы всероссийской научно-практической конференции с дистанционным и международным участием: 21-22 декабря 2020 г. / отв. ред. А.Ю. Нагорнова. – Ульяновск: ЗЕБРА, 2020. – С. 366-370. – [Электронный ресурс]. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44657288 (Дата обращения: 07.08.2021).

11.               Бауэр А.В. (Научный руководитель: Романов Р. В.) Демонстрационный эксперимент «Криволинейное распространение светового луча в неоднородно нагретом твердом теле» // Молодежная наука: вызовы и перспективы: материалы IV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 8 апреля 2021 г., Макеевка: в 11 т. / ГОУ ВПО «Донбасская аграрная академия». – Макеевка: ДОНАГРА, 2021. Т. III. С. 33-36. [Электронный ресурс]. URL: https://cloud.mail.ru/public/zayU/zqVC7NE24 (Дата обращения: 07.08.2021).

12.               Искривление светового луча. – 30.04.2010. – [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/watch?v=0g1M434H-p8 (Дата обращения: 07.08.2021).

13.         Старова О.А. Математика. Цепная линия. – 2015. – [Электронный ресурс]. URL: https://multiurok.ru/files/matematika-tsepnaia-liniia.html (Дата обращения: 08.08.2021).

14.         Кривизна кривой, радиус кривизны, кручение кривой в точке. – [Электронный ресурс]. URL: https://infotables.ru/matematika/59-differentsialnoe-ischislenie/591-krivaya-krivizna#hcq=f8tMuFs (Дата обращения: 08.08.2021).

15.         Mathcad. – [Электронный ресурс]. URL: http://www.ptc.ru.com /engineering-math-software/mathcad (дата обращения 10.08.2021).

16.               Романов Р.В. Распространение луча света в неоднородной среде // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2021661896. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 19.07.2021. Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем». 2021. № 07. С. 1. [Электронный ресурс]. URL: https://www1.fips.ru/wps/PA_FipsPub/res/B ULLETIN/PrEVM/2021/07/20/INDEX.HTM (дата обращения 10.08.2021).

17.               Бауэр А.В., Бобылев Ю.В., Грибков А.И., Романов Р.В. Криволинейное распространение света: исторический экскурс и природные явления // Физика для школьников. 2022. № 3. С. 2-18.