Спосіб організації експерименту з фізики

Спосіб організації експерименту з фізики, який відрізняється тим, що вхід експериментальної лабораторної установки підключають до виходу звукової карти комп'ютера, її вихід одночасно підключають до лінійного або мікрофонного входу зву 3 48113 сигналів із аудіо-файлів, що зберігаються на жорсткому диску комп'ютера або на змінних носіях інформації. Для їх відтворення можна використовувати можливості операційної системи комп'ютера (медіа-плеєр) або можливості самих програмемуляторів. Як емулятори можуть використовуватися вільно поширювані програми (що мають статус freeware); умовно вільно поширювані програми (shareware) з дотриманням умов щодо використання, які висувають творці цих програм; комерційне програмне забезпечення за умови придбання ліцензії на його використання; власні програмні засоби, створені авторами. Корисна модель дозволяє організовувати із залученням описаних програмно-апаратних засобів відомі традиційні лабораторні роботи, демонстраційні експерименти та ставити нові. А також створювати методики, покликані організувати роботу викладачів та студентів, вчителів та школярів з використання комп'ютера зі звуковою картою та спеціального програмного забезпечення у навчальній діяльності. Для перевірки можливості здійснення корисної моделі автори поставили кілька лабораторних робіт. Для прикладу наведемо відому лабораторну роботу «Визначення швидкості звуку в повітрі методом резонансу». Схема лабораторної установки наведена нижче: 1 - вихід звукової карти комп'ютера; 2 - телефон; 3 - труба заповнена повітрям; 4 - рухомий поршень; 5 - лінійка; 6 - шток; 7 - мікрофон; 8 - мікрофонний вхід звукової карти комп'ютера. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 4 Згенерований програмою-емулятором Signal Generator з пакету WaveTools v1.0 (автор Paul Kellett) синусоїдальний сигнал випромінюється телефоном (2), під'єднаним до звукової карти (1) у трубу (3). Звук поширюється у повітрі, яким заповнена труба, і, відбиваючись від торця поршня (4), вловлюється мікрофоном (7). Окрім відбитого сигналу мікрофон також сприймає звук від телефону, поряд з яким він розташований. Сигнал з мікрофону потрапляє на вхід звукової карти комп'ютера (8) і програма-емулятор осцилографа візуалізує на екрані відповідну синусоїду. У трубі утворюється стояча хвиля. Вимірювання швидкості звуку базуються на вимірі відстані ∆l між сусідніми пучностями хвилі: с=2∆l∙f, де f - частота згенерованого програмою-емулятором сигналу. За допомогою штоку можна рухати поршень, змінюючи шлях, який проходить звукова хвиля. ∆l вимірюється лінійкою за положенням ручки штоку у пучностях хвилі (резонанс). Пучності виявляються за показаннями осцилографа (Oscilloscope з пакету WaveTools v1.0), на «екрані» якого спостерігається значне зростання амплітуди сигналу. Отримані при проведенні лабораторної роботи значення швидкості звуку співпадають з табличними з точністю до похибки вимірювань. Таким чином, використання даної корисної моделі дозволяє спростити та здешевити процес організації експерименту з фізики; розширити перелік доступних для проведення на заняттях з фізики та в домашніх умовах лабораторних робіт та демонстраційних експериментів; створювати нові методики застосування описаних апаратнопрограмних засобів у навчальній діяльності. Література: 1. Зубаль И. Компьютер в роли осциллографа, спектроанализатора, частотомера и генератора//http://www.qrz.ruyschemes/contribute/technology/ ferral.shtml Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601