Директор центра дополнительного профессионального образования института физики и математики КБГУ, доктор наук, профессор Исуф Азизов и доцент кафедры физики наносистем, кандидат наук Аминат Ципинова рассказывают о недавно приобретённой университетом новейшей физической лаборатории, а заодно рассуждают о сегодняшних проблемах преподавания физики.
Необходимость обновить мощности, по словам Исуфа Азизова, назрела давно: «Дело в том, что имеющееся оборудование в серьёзной степени устарело. Часть его была ещё советского производства. В связи с этим было принято решение через фирму в Санкт-Петербурге, занимающуюся поставкой такого рода оборудования из Германии, приобрести самый современный лабораторный комплекс, соответствующий требованиям, которые сегодня предъявляет курс общей физики. Теперь все студенты, в чей курс подготовки входит физика, могут обучаться в этой лаборатории. Я имею в виду биологов, химиков, строителей, медиков, инженеров всех профилей. Работу они могут вести по всем разделам общей физики – таким, как механика, молекулярная физика, термодинамика, электричество, магнетизм, оптика, атомная и ядерная физика».
Аминат Ципинова берёт на себя обязанности гида и поочерёдно подводит нас к каждому лабораторному столу, объясняя, как работают стоящие на них приборы: «Например, у этого стола студенты специальности «Фармацевтика», «Лечебное дело» и «Биология» обучаются определять коэффициент поверхностного натяжения жидкостей, применяют поляриметры для определения количества сахара в крови и в других биологических жидкостях».
На следующем столе она демонстрирует прибор, представляющий собой длинную шкалу, по которой передвигаются так называемые «собирающая» и «рассеивающая» линзы. Здесь будущие медики учатся ставить диагноз «близорукость» либо «дальнозоркость».
За следующими столами будущие инженеры изучают теплопроводность различных материалов. Аминат Ципинова подчёркивает, что медики обязательно должны иметь представление как о постоянном, так и о переменном токе, а также о том, как он ведёт себя в человеческом организме: «Ведь электричество применяется в медицине не только в качестве источника питания для приборов, но и для лечения: например, при физиотерапии, электрофорезе. Поэтому важно изучить проводимость постоянного и переменного тока тканями и биологическими жидкостями. Этот эксперимент студенты проводят в том числе и на себе».
Изучают они и спектр пропускания света различными растворами, для чего также имеется соответствующий прибор.
На следующем столе стоит более сложное устройство, оно позволяет изучать фундаментальные законы квантовой физики.
– Возьмём, к примеру, солнечную батарею, – объясняет Аминат Хажмусовна. – Кванты, из которых состоит свет, падают на пластину, электроны выбиваются и создают электрический ток. Так вот: выработается ли ток, зависит от длины волны падающего света. Если энергия падающего света будет недостаточной, фотоэффекта не произойдёт. А с помощью этого прибора студенты могут определять пороговые значения длины волны, достаточные для того, чтобы фотоэффект произошёл. Можно определить эти значения для любого материала, применяемого для изготовления солнечных батарей. Это помогает, допустим, определить светочувствительность фотоэлементов, которые сегодня применяются повсеместно.
Общим для всех специальностей является и знание особенностей таких явлений, как ускорение и сила трения. Эти задачи решает ещё один прибор из новой лаборатории, демонстрирующий действие законов Ньютона.
Имеется прибор и для спектрального анализа, позволяющий определить состав любого материала. А прибор, создающий звуковые волны, позволяет изучать явление резонанса и его действие на различные материалы. Эти знания опять-таки универсальны: они нужны как будущему инженеру, так и будущему медику, которому предстоит проводить ультразвуковую диагностику и лечение.
И, наконец, прибор для изучения магнитного поля Земли. Медикам здесь важно знать о его влиянии на биологические объекты, а представителям инженерных специальностей – для расчёта изоляции конструкций от воздействия электромагнитных волн.
В целом в новой лаборатории можно решать примерно по 15 задач по каждому разделу физики. Для удобства лабораторный комплекс включает интерактивную панель с выходом в интернет.
– Таким образом, наш предмет важен для представителей всех специальностей, – констатируют физики. – Однако количество часов, отводимых на его изучение, мы считаем недостаточным. Например, строители изучают физику всего один семестр. А ведь на физике основываются теоретическая механика, материаловедение, без которых будущим строителям трудно будет понять эти дисциплины.
