Үзүүлсэн үзэгдлийн өнөөгийн загвар k. Загвар, физик үзэгдэл, хүрээлэн буй орчны тухай ойлголт

Видео заавар 2: Геометрийн оптик: Хугарлын хуулиуд

Лекц: Гэрлийн хугарлын хуулиуд. Призм дэх цацрагийн зам

Цацрага өөр орчинд унасан үед туссан төдийгүй түүгээр дамждаг. Гэсэн хэдий ч нягтын ялгаанаас болж энэ нь замаа өөрчилдөг. Өөрөөр хэлбэл, цацраг нь хил хязгаарыг мөргөж, тархалтын замаа өөрчилж, тодорхой өнцгөөр нүүлгэн шилжүүлдэг. Цацраг нь перпендикуляр руу тодорхой өнцгөөр унах үед хугарал үүснэ. Хэрэв энэ нь перпендикуляртай давхцаж байвал хугарал үүсэхгүй бөгөөд цацраг нь ижил өнцгөөр орчинд нэвтэрдэг.

Агаарын хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл

Гэрэл нэг орчноос нөгөөд шилжих хамгийн түгээмэл нөхцөл бол агаараас шилжих явдал юм.

Тиймээс, зурган дээр ХК- интерфэйс дээрх цацрагийн осол, COТэгээд ОД- цацрагийн тусах цэгээс доошлуулсан хэвлэл мэдээллийн хэсгүүдийн перпендикуляр (нормаль). ОБ- хугарч өөр орчинд шилжсэн туяа. Хэвийн болон туссан цацрагийн хоорондох өнцгийг тусгалын өнцөг гэнэ (AOC). Хугарсан туяа ба нормаль хоёрын хоорондох өнцгийг хугарлын өнцөг гэнэ (BOD).

Тодорхой орчны хугарлын эрчмийг мэдэхийн тулд хугарлын индекс гэж нэрлэгддэг PV-ийг нэвтрүүлдэг. Энэ үнэ цэнэнь хүснэгт хэлбэртэй бөгөөд үндсэн бодисын хувьд утга нь хүснэгтээс олж болох тогтмол утга юм. Ихэнх тохиолдолд асуудал нь агаар, ус, шилний хугарлын үзүүлэлтийг ашигладаг.

Агаарын орчны хугарлын хуулиуд

1. Осол болон хугарсан цацраг, түүнчлэн мэдээллийн хэрэгслийн хэсгүүдийн хэвийн байдлыг авч үзэхэд жагсаасан бүх хэмжигдэхүүнүүд нэг хавтгайд байна.

2. Туслах өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн синусын харьцаа нь тогтмол утга, үзүүлэлттэй тэнцүү байнаорчны хугарал.

Энэ хамаарлаас хугарлын илтгэгчийн утга нэгдлээс их байх нь тодорхой байна, энэ нь тусгалын өнцгийн синус нь хугарлын өнцгийн синусаас үргэлж их байна гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл, цацраг нь агаарыг илүү нягт орчинд орхих юм бол өнцөг буурдаг.

Хугарлын индекс нь тодорхой орчинд гэрлийн тархалтын хурд нь вакуум дахь тархалттай харьцуулахад хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг харуулдаг.

Үүнээс бид дараах харилцааг олж авч болно.

Агаарыг авч үзэхэд бид зарим зүйлийг үл тоомсорлож болно - бид энэ орчны хугарлын илтгэгч гэж үзэх болно. нэгтэй тэнцүү, тэгвэл агаарт гэрлийн тархалтын хурд 3*10 8 м/с-тэй тэнцүү болно.

Цацрагийн урвуу байдал

Эдгээр хуулиуд нь цацрагийн чиглэл нь эсрэг чиглэлд, өөрөөр хэлбэл орчиноос агаарт гарах тохиолдолд хамаарна. Өөрөөр хэлбэл, гэрлийн тархалтын зам нь туяа хөдөлж буй чиглэлд нөлөөлдөггүй.

Дурын мэдээллийн хэрэгслийн хугарлын хууль

Гэрлийн хугарлын зарим онцгой тохиолдлыг авч үзье. Хамгийн энгийн зүйл бол гэрлийг призмээр дамжих явдал юм. Энэ нь агаарт түдгэлзсэн шилэн эсвэл бусад ил тод материалаас бүрдсэн нарийн шаантаг юм.

Призмээр дамжих цацрагийн замыг харуулав. Энэ нь гэрлийн цацрагийг суурь руу шилжүүлдэг. Тодорхой болгохын тулд призмийн профайлыг хэлбэрээр сонгосон зөв гурвалжин, туссан цацраг нь суурьтайгаа параллель байна. Энэ тохиолдолд цацрагийн хугарал нь зөвхөн призмийн арын, ташуу ирмэг дээр тохиолддог. Ирж буй туяа хазайх w өнцгийг призмийн хазайлтын өнцөг гэнэ. Энэ нь тусгалын цацрагийн чиглэлээс бараг хамааралгүй байдаг: хэрэв сүүлийнх нь тусгалын ирмэгтэй перпендикуляр биш бол хазайлтын өнцөг нь хоёр талын хугарлын өнцгөөс бүрдэнэ.

Призмийн хазайлтын өнцөг ойролцоогоор. бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байнапризмийн бодисын хугарлын илтгэгчээр түүний орой дээрх өнцгийн хэмжээг хасах 1:

w = α(n-1).

Призмийн хоёр дахь нүүрэн дээрх цацраг тусах цэгт перпендикуляр зуръя (тасархай зураас). Энэ нь туссан туяатай β өнцөг үүсгэдэг. Энэ өнцөг өнцөгтэй тэнцүүα нь призмийн орой дээр, учир нь тэдгээрийн талууд нь харилцан перпендикуляр байдаг. Призм нь нимгэн бөгөөд авч үзэж буй бүх өнцөг нь жижиг тул тэдгээрийн синусыг радианаар илэрхийлсэн өнцөгтэй тэнцүү гэж үзэж болно. Дараа нь гэрлийн хугарлын хуулиас дараахь зүйлийг гаргана.

Энэ илэрхийлэлд n нь хуваарьт байна, оноос хойш гэрэл ирж байнанягтрал багатай орчноос.

Тоолуур ба хуваагчийг сольж, β өнцгийг түүнтэй тэнцүү α өнцгөөр сольъё.

Нүдний шилний хувьд түгээмэл хэрэглэгддэг шилний хугарлын илтгэгч нь 1.5-тай ойролцоо байдаг тул призмийн хазайлтын өнцөг нь орой дээрх өнцгийн хагастай тэнцүү байна. Тиймээс нүдний шилний хувьд 5 ° -аас дээш хазайлттай призмийг бараг ашигладаггүй; тэд хэтэрхий зузаан, хүнд байх болно. Оптометрийн хувьд призмийн хазайлтын нөлөөг (призматик үйлдэл) ихэвчлэн градусаар биш, харин призмийн диоптер (Δ) эсвэл центирадианаар (srad) хэмждэг. Призмээс 1 м-ийн зайд 1 prdptr (1 srad) хүч бүхий призмийн цацрагийн хазайлт нь 1 см бөгөөд тангенс нь 0.01 байна. Энэ өнцөг нь 34 ".

Призмээр зассан харааны согог, strabismus-д мөн адил хамаарна. Нарийвчилсан өнцгийг градус болон призмийн диоптероор хэмжиж болно.

Гэрлийн хугарлын хууль

Хүн бүр гэрлийн хугарлын үзэгдэлтэй нэгээс олон удаа тулгарч байсан байх Өдөр тутмын амьдрал. Жишээлбэл, хэрэв та хоолойг тунгалаг шилэн аяганд буулгавал хоолойд байгаа хэсэг нь хажуу тийшээ шилжиж байгааг анзаарах болно. Үүнийг хоёр зөөвөрлөгчийн зааг дээр цацрагийн чиглэл, өөрөөр хэлбэл гэрлийн хугарал өөрчлөгддөгтэй холбон тайлбарладаг.

Үүний нэгэн адил, хэрэв та захирагчийг өнцгөөр ус руу буулгавал энэ нь хугарч, усан доорх хэсэг нь илүү өндөрт өргөгдсөн мэт санагдах болно.

Эцсийн эцэст, гэрлийн туяа агаар, усны зааг дээр нэг удаа хугардаг нь харагдаж байна. Гэрлийн туяа усны гадаргуу дээр нэг өнцгөөр тусч, дараа нь өөр өнцгөөр, босоо чиглэлд бага зэрэг налуугаар усны гүнд ордог.

Хэрэв та үүнийг уснаас агаарт гаргавал буцах цацраг, тэр ижил замаар явах болно. Тусгалын цэг дэх интерфэйсийн перпендикуляр ба туссан цацрагийн хоорондох өнцгийг тусгалын өнцөг гэнэ.

Хугарлын өнцөг нь ижил перпендикуляр ба хугарсан цацрагийн хоорондох өнцөг юм. Хоёр орчны зааг дээрх гэрлийн хугарлыг тайлбарлав өөр өөр хурдтайэдгээр мэдээллийн хэрэгсэлд гэрлийн тархалт. Гэрэл хугарахад хоёр хууль үргэлж биелнэ:

Нэгдүгээрт, цацраг нь туссан эсвэл хугарсан эсэхээс үл хамааран, мөн цацрагийн тасрах цэг дээрх хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфэйс болох перпендикуляр нь үргэлж нэг хавтгайд байрладаг;

Хоёрдугаарт, синусын тусгалын өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн харьцаа нь эдгээр хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хувьд тогтмол утга юм.

Эдгээр хоёр мэдэгдэл нь гэрлийн хугарлын хуулийг илэрхийлдэг.

Илчлэх өнцгийн синус α нь хугарлын өнцгийн синустай β-тай холбоотой бөгөөд эхний орчин дахь долгионы хурд - v1 нь хоёр дахь орчин дахь долгионы хурдтай - v2 байдагтай адил бөгөөд тэнцүү байна. утга руу n. Н тогтмол, энэ нь тусгалын өнцгөөс хамаарахгүй. n утгыг эхний орчинтой харьцуулахад хоёр дахь орчны хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг. Хэрэв эхний орчин нь вакуум байсан бол хоёр дахь орчны хугарлын илтгэгчийг үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэдэг. Үүний дагуу тэр харьцаатай тэнцүү байнагэрлийн туяа вакуумаас өгөгдсөн орчинд шилжих үед хугарлын өнцгийн синус руу тусах өнцгийн синус.

Хугарлын илтгэгч нь гэрлийн шинж чанар, бодисын температур, нягтрал зэргээс хамаарна. Физик шинж чанарорчин.

Бид гэрлийн шилжилтийг вакуум-тодорхой орчны хилээр биш агаар-хатуу эсвэл агаар-шингэний хилээр нэвтрүүлэхийг илүү олон удаа авч үзэх хэрэгтэй болдог.

Үүнийг бас тэмдэглэх хэрэгтэй харьцангуй үзүүлэлтхоёр бодисын хугарал нь харьцаатай тэнцүү байна үнэмлэхүй үзүүлэлтүүдхугарал.

Энгийн аргыг ашиглан энэ хуультай танилцацгаая физик туршилтууд, энэ нь та бүхний өдөр тутмын амьдралд байдаг.

Туршлага 1.

Зоосыг аяганы ирмэгийн ард алга болохын тулд аяганд хийцгээе, одоо бид аяга руу ус хийнэ. Гайхалтай нь: зоос аяганы ирмэгийн цаанаас дээшээ хөвсөн юм уу, эсвэл аяганы ёроол дээшээ дээш гарсан мэт гарч ирэв.

Аягатай усанд зоос, түүнээс ирж буй нарны туяаг зурцгаая. Агаар ба усны хоорондох зааг дээр эдгээр туяа хугарч, усыг доор үлдээдэг өндөр өнцөг. Мөн хугарсан цацрагийн шугамууд нийлдэг газарт бид зоосыг харж байна. Тийм ч учраас харагдахуйц зурагЗоос нь зоосноос өндөрт байрладаг.

Туршлага 2.

Үүнийг замдаа оруулъя зэрэгцээ туяазэрэгцээ ханатай усаар дүүргэсэн хөнгөн сав. Агаараас ус руу ороход дөрвөн туяа бүгд тодорхой өнцгөөр эргэлдэж, уснаас агаарт гарах үед тэдгээр нь ижил өнцгөөр эргэдэг боловч эсрэг чиглэлд байв.

Цацрагийн налууг нэмэгдүүлье, гаралтын үед тэдгээр нь параллель хэвээр байх боловч хажуу тийшээ шилжих болно. Ийм шилжилтийн улмаас номын мөрүүдийг тунгалаг хавтангаар харахад таслагдсан мэт харагдана. Эхний туршилтаар зоос дээш хөдөлсөнтэй адил тэд дээшээ хөдөлсөн.

Дүрмээр бол бид бүх тунгалаг объектыг зөвхөн гэрэл хугарч, гадаргуу дээр нь тусгасны улмаас хардаг. Хэрэв ийм нөлөө байхгүй байсан бол эдгээр бүх объектууд бүрэн үл үзэгдэх болно.

Туршлага 3.

Plexiglass хавтанг ил тод ханатай саванд буулгая. Тэр тод харагдаж байна. Одоо саванд наранцэцгийн тос асгавал хавтан нь бараг үл үзэгдэх болжээ. Бодит байдал ийм л байна гэрлийн туяатос ба plexiglass-ийн хил дээр тэдгээр нь бараг хугардаггүй тул хавтан нь үл үзэгдэх хавтан болдог.

Гурвалжин призм дэх цацрагийн зам

Өөр өөр оптик хэрэгсэлнэлээд ихэвчлэн ашигладаг гурвалжин призм, шил болон бусад ил тод материал зэрэг материалаар хийж болно.

Гурвалжин призмээр дамжин өнгөрөхөд туяа хоёр гадаргуу дээр хугардаг. Призмийн хугарлын гадаргуугийн хоорондох φ өнцгийг призмийн хугарлын өнцөг гэнэ. Хазайлтын өнцөг Θ нь призмийн хугарлын илтгэгч n ба тусгалын өнцөг α-аас хамаарна.

Солонгын өнгийг санах алдартай бяцхан шүлгийг та бүгд мэднэ. Гэхдээ яагаад эдгээр өнгийг цагаанаас авсантай ижил дарааллаар байрлуулдаг вэ? нарны гэрэл, мөн яагаад солонгонд эдгээр долоон өнгөнөөс өөр өнгө байдаггүйг хүн бүр мэддэггүй. Үүнийг туршилт, ажиглалтаар тайлбарлахад хялбар байдаг.

Бидний харж чадах сайхан солонгын өнгө саван кино, ялангуяа эдгээр хальснууд нь маш нимгэн байвал. Савантай шингэн нь доошоо урсаж, өнгөт судал нь нэг чиглэлд шилждэг.

Ил тод тагийг ав хуванцар хайрцаг, одоо үүнийг хазайлгана, ингэснээр цагаан компьютерийн дэлгэц тагнаас тусах болно. Тагны дээр санаанд оромгүй тод солонго толбо гарч ирнэ. Мөн CD-ээс гэрэл тусахад солонгын өнгө ямар сайхан харагддаг вэ, ялангуяа та дискэн дээр гар чийдэн асаагаад энэ солонгын зургийг ханан дээр шидвэл.

Английн агуу физикч Исаак Ньютон солонгын өнгөний харагдах байдлыг тайлбарлахыг оролдсон анхны хүн юм. Тэр алдсан харанхуй өрөөнарны гэрлийн нарийхан туяа, түүний замд гурвалжин призм байрлуулсан. Призмээс гарч буй гэрэл нь спектр гэж нэрлэгддэг өнгөт туузыг үүсгэдэг. Спектр дэх хамгийн бага хазайсан өнгө нь улаан, хамгийн их хазайсан өнгө нь нил ягаан юм. Солонгын бусад бүх өнгө нь энэ хоёрын хооронд онцгой хурц хил хязгааргүй байрладаг.

Лабораторийн туршлага

Цагаан гэрлийн эх үүсвэр болгон тод LED гар чийдэнг сонгоцгооё. Нарийхан гэрлийн туяа үүсгэхийн тулд нэг ангархайг гар чийдэнгийн ард, хоёр дахь нь призмийн урд байрлуулна. Дэлгэц дээр улаан, ногоон, цэнхэр тод харагдах солонго өнгийн тод зураас харагдана. Тэд харагдахуйц спектрийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг.

Цилиндр линзийг өнгөт цацрагийн замд байрлуулж, хурц тод байдалд тохируулъя - дэлгэц дээрх цацраг нь нарийн зурваст цугларч, спектрийн бүх өнгө холилдож, тууз дахин цагаан өнгөтэй болно.

Призм яагаад хувирдаг вэ? цагаан гэрэлсолонго руу? Солонгын бүх өнгө цагаан гэрэлд аль хэдийн агуулагдаж байгаа нь үнэн юм. Шилний хугарлын илтгэлцүүр нь цацрагийн хооронд харилцан адилгүй байдаг өөр өнгө. Тиймээс призм эдгээр туяаг өөр өөрөөр хазайдаг.

Солонгийн өнгө бүр нь цэвэр бөгөөд бусад өнгө болгон хувааж болохгүй. Ньютон үүнийг туршилтаар нотолсон бөгөөд нарийн цацрагийг бүх спектрээс тусгаарлаж, түүний замд хоёр дахь призмийг байрлуулж, хуваагдалгүй байв.

Одоо бид призм нь цагаан гэрлийг тус тусад нь өнгө болгон хуваахыг мэддэг болсон. Солонгонд усны дусал жижиг призм шиг ажилладаг.

Гэхдээ хэрэв та CD дээр гар чийдэн асаавал призмээр дамжин гэрлийн хугаралтай холбоогүй арай өөр зарчим ажилладаг. Эдгээр зарчмуудыг гэрэлд зориулсан физикийн хичээлүүдэд цаашид судлах болно долгионы шинж чанарСвета.

Объект ба үйл явцын загварууд. Загваруудын ангилал. Мэдээллийн загварууд

1. “Загвар” гэсэн ойлголтын танилцуулга

Үйл ажиллагааныхаа явцад хүн загвар өмсөгчдийг ихэвчлэн ашигладаг, өөрөөр хэлбэл тэрээр шийдвэрлэх ёстой объект, үзэгдэл, үйл явцын дүр төрхийг бий болгодог.

Загвар бол үндсэн шинж чанаруудыг тусгасан шинэ хялбаршуулсан объект юм бодит объект, үйл явц эсвэл үзэгдэл.

Загварт дүн шинжилгээ хийх, түүний ажиглалт нь бодит загвар эсвэл эх гэж нэрлэгддэг илүү төвөгтэй объект, үйл явц, үзэгдлийн мөн чанарыг ойлгох боломжийг олгодог.

Та гайхаж магадгүй: яагаад түүний загварыг бүтээхийн оронд эхийг нь судалж болохгүй гэж?

Тэд яагаад барилгын загвар гаргах болсон хэд хэдэн шалтгааныг нэрлэе.

Тайлбар: Эдгээр эх хувилбарын жишээг хэлэхийг хүүхдүүдээс хүс.

1. Бодит хугацаанд эх нь байхгүй болсон эсвэл бодит байдал дээр байхгүй байж болно.

Жишээ нь: үлэг гүрвэлийн мөхлийн онол, Атлантисын үхлийн онол, “цөмийн өвлийн” загвар...

2. Эх нь олон шинж чанар, харилцаатай байж болно. Тодорхой өмчийг гүнзгий судлахын тулд заримдаа ач холбогдол багатай зүйлсийг огт авч үзэхгүйгээр хаях нь ашигтай байдаг.

Жишээ нь: тухайн газрын зураг, амьд организмын загвар...

3. Эх хувь нь маш том эсвэл маш жижиг.

Жишээ; бөмбөрцөг, нарны системийн загвар, атомын загвар...

4. Үйл явц нь маш хурдан эсвэл маш удаан байдаг.

Жишээ нь: хөдөлгүүрийн загвар дотоод шаталт, геологийн загварууд...

5. Аливаа объектыг судлах нь түүнийг устгахад хүргэдэг.

Жишээ нь: онгоц эсвэл машины загвар...

Загварчлалобъект, үйл явц, үзэгдлийг судлах, судлах загвар бүтээх үйл явц юм.

Юуг загварчилж болох вэ? Энэ асуултад хариулъя.

Тайлбар: Та энэ асуултыг зааж байхдаа суралцагчдаас өөрсдийн жишээг өгөхийг хүс.

Та загварчилж болно:

1. Объектууд

Объект загваруудын жишээг нэрлэе:

· хуулбар архитектурын байгууламжууд;

· хуулбар урлагийн бүтээл;

· харааны хэрэгсэл;

Компьютерийн бус

Инженер, зураач, зохиолч гэх мэт уламжлалт багаж хэрэгслийг ашиглан бүтээсэн загвар.

Гараар бүтээсэн зураг, зураг, график, текст

3. “Систем” гэсэн ойлголт

Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц олон зүйлээс бүрддэг янз бүрийн объектууд, тус бүр нь янз бүрийн шинж чанартай бөгөөд нэгэн зэрэг объектууд хоорондоо харилцан үйлчилдэг. Жишээлбэл, манай нарны аймгийн гаригууд байдаг өөр масс, геометрийн хэмжээс гэх мэт ( янз бүрийн шинж чанарууд) болон хуулиар бүх нийтийн таталцалнар болон бие биетэйгээ харьцдаг. -аас энгийн бөөмсатомуудаас бүрддэг, химийн элементүүд нь атомуудаас бүрддэг, химийн элементүүд- гаригууд, гаригуудаас - нарны систем, Нарны аймаг нь манай Галактикийн нэг хэсэг юм. Тиймээс бараг бүх объект бусад объектуудаас бүрддэг, өөрөөр хэлбэл энэ нь систем юм гэж бид дүгнэж болно.

Систем гэдэг нь хоорондоо холбогдсон объектуудаас бүрдэх бүхэл бүтэн цогц юм.

Системийн жишээ: хүн, компьютер, байшин, мод, ном, ширээ, шинжлэх ухаан, сургууль гэх мэт.

Системүүд нь:

1. Материал (хүн, компьютер, мод, байшин).

2. Биет бус ( хүний ​​хэл, математик)

3. Холимог ( сургуулийн систем, учир нь энэ нь материаллаг элементүүд (барилга, тоног төхөөрөмж, сургуулийн сурагчид, сурах бичиг) болон биет бус (хичээлийн хуваарь, хичээлийн сэдэв, сургуулийн дүрэм) хоёуланг нь агуулдаг.

Системийн чухал шинж чанар нь түүний цогц ажиллагаа юм. Компьютерт багтсан үндсэн төхөөрөмжүүд нь хэвийн ажиллаж байвал компьютер хэвийн ажиллана. Хэрэв та тэдгээрийн аль нэгийг нь устгавал компьютер бүтэлгүйтэх болно, өөрөөр хэлбэл энэ нь систем байхаа болино.

Жишээ 1

"Онгоцны" систем нь "далавч", "сүүл", "хөдөлгүүр", "их бие" гэх мэт биетүүдээс бүрддэг. Эдгээр объектуудын аль нь ч тус тусдаа нисэх чадваргүй. Гэхдээ "онгоц" систем нь ийм шинж чанартай байдаг, өөрөөр хэлбэл, хэрэв та эдгээр бүх эд ангиудыг нарийн тодорхой байдлаар угсарвал тэд нисэх болно.

Системийг бүрдүүлэгч хэсгүүдийг системийн элементүүд буюу бүрэлдэхүүн хэсгүүд гэж нэрлэдэг. Ийм элемент бүр нь эргээд систем байж болно. Дараа нь анхны системтэй холбоотойгоор үүнийг дэд систем гэж нэрлэдэг бөгөөд дэд системийг элемент болгон багтаасан системийг супер систем гэж үздэг.

Жишээ 2

"Компьютер" систем нь "RAM", "процессор", "системийн нэгж" гэх мэт дэд системүүдээс бүрддэг. RAM, процессор, системийн нэгжийг мөн систем гэж үзэж болно (тэдгээр нь элементүүдээс бүрддэг).

4. Системийн шинжилгээ

Системийг тайлбарлахын тулд зөвхөн түүний элементүүдийг жагсаах нь хангалтгүй юм. Эдгээр элементүүд хоорондоо хэрхэн холбоотой болохыг мөн зааж өгөх шаардлагатай. Энэ нь олон тооны элементүүдийг систем болгон хувиргадаг холболтууд нь систем бол эмх цэгц, зохион байгуулалт, эсрэг систем нь эмх замбараагүй байдал, эмх замбараагүй байдал юм.

Хэрэв та системийн элементүүдийн хоорондын холболтыг графикаар илэрхийлбэл түүний бүтцийг олж авна. Бүтэц нь элементүүдийн орон зайн зохион байгуулалт (гинж, од, цагираг), тэдгээрийн үүрлэх эсвэл захирагдах (мод), он цагийн дараалал(шугаман, салаалсан, мөчлөг).

Системийн элементүүдийг тодорхойлж, тэдгээрийн хамаарлыг зааж өгөхдөө системийн шинжилгээ хийсэн болно.

Жишээ 3

"Тооны систем"-ийн системийн шинжилгээ.

Энэ системийг бүрдүүлэгч объектууд нь "байрлалын тооллын систем" ба "байрлалын бус тооллын систем" юм. Байршлын системүүдТоонууд нь эргээд систем бөгөөд "хоёртын тооллын систем", "гурвалдаг тооллын систем", "дөрөвдөгч тооллын систем" гэх мэт, "Ромын тооллын систем", " Египетийн системтэмдэглэгээ” гэх мэт объектуудыг заахаас гадна тэдгээрийн хооронд холбоо тогтоох шаардлагатай. Үүнийг хийхийн тулд бид мод шиг бүтцийг ашигладаг. Үр дүнд нь системийн шинжилгээБид дараах системийг авна.

5. Системчилэл

Системчлэх гэдэг нь олон объектыг систем болгон хувиргах үйл явц юм. Системчилэл бий их үнэ цэнэ. Өдөр тутмын амьдралдаа бидний хүн нэг бүр хувцсаа өвөл, зун, аяга таваг, аяга, таваг, тогоо гэх мэт хуваах ажлыг зохион байгуулдаг.

Мэдлэгийг системчлэх төрөл бүрийн шинжлэх ухаан. Олон шинжлэх ухааны эхлэл нь 4-р зуунд амьдарч байсан эртний Грекийн агуу эрдэмтэн Аристотелийн нэртэй холбоотой юм. МЭӨ д. Аристотель шавь нартайгаа хамт хуримтлуулсан мэдлэгийг ангилж, хэд хэдэн хэсэгт хувааж, тус бүрд өөрийн гэсэн нэр өгсөн асар их ажил хийсэн. Тэр үед физик, биологи, эдийн засаг, логик болон бусад шинжлэх ухаан төрсөн. Математикийн мэдлэг 3-р зуунд Евклид ангилсан. МЭӨ д. Амьд биетүүдийг Карл Линнейс (1735) ангилсан. Химийн бодисуудангилсан. Одтой тэнгэрийг оддын эгнээнд хуваасан бөгөөд энэ ангилал нь оддыг ангилсан шинж тэмдгүүд нь тэдэнтэй ямар ч холбоогүй байдгаараа ялгаатай юм.

Загвар - энэ нь судалж буй системийг орлож, түүний чухал талыг хангалттай тусгасан материаллаг эсвэл тохиромжтой объект юм. Объектын загвар нь түүнийг хамгийн их тусгадаг чухал чанарууд, хоёрдогч зүйлсийг үл тоомсорлодог.

Компьютерийн загвар (Англи компьютерийн загвар), эсвэл тоон загвар (Англи тооцооллын загвар) - компьютерийн программ, тусдаа компьютер, суперкомпьютер эсвэл харилцан үйлчилдэг олон компьютер (тооцоолох зангилаа) дээр ажиллах, объект, систем, үзэл баримтлалын дүрслэлийг бодит байдлаас өөр хэлбэрээр хэрэгжүүлэх, гэхдээ алгоритмын тайлбарт ойрхон, түүний дотор өгөгдлийн багцыг тодорхойлох. системийн шинж чанар ба тэдгээрийн цаг хугацааны өөрчлөлтийн динамик .

Компьютерийн сэргээн босголтын тухай ярихдаа бид тодорхой компьютерийн загварыг боловсруулахыг хэлнэ физик үзэгдэлэсвэл орчин.

Физик үзэгдэл - албан тушаал эсвэл төлөвийг өөрчлөх үйл явц физик систем. Физик үзэгдэл нь тодорхой өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог физик хэмжигдэхүүнүүд, харилцан уялдаатай. Жишээлбэл, физикийн үзэгдэлд бүгдийг багтаадаг мэдэгдэж байгаа төрөл зүйлматериаллаг хэсгүүдийн харилцан үйлчлэл.

Зураг 1 нь компьютерийг харуулж байна динамик загварөөрчлөлтүүд соронзон оронбие биенээсээ соронзны байрлал, чиглэлээс хамааран хоёр соронзоор үүсгэгддэг.

Зураг 1- Соронзон орны өөрчлөлтийн компьютерийн динамик загвар

Үзүүлсэн компьютерийн загвар нь изолиныг ашиглан график дүрслэх аргыг ашиглан соронзон орны параметрүүдийн өөрчлөлтийн динамикийг тусгасан болно. Соронзон талбайн тусгаарлах шугамыг барих нь дагуу хийгддэг бие махбодийн донтолт, хавтгай дахь тодорхой байршил, чиг баримжаа дахь соронзон туйлшралыг харгалзан үзэх.

Зураг 2-т урт шилэн тавиурын ханаар хязгаарлагдсан задгай суваг дахь усны урсгалын компьютерийн симуляцийн загварыг үзүүлэв.

Зураг 2- Нээлттэй суваг дахь усны урсгалын компьютерийн симуляцийн загвар

Нээлттэй урсгалын параметрүүдийг тооцоолох (маягт чөлөөт гадаргуу, усны урсгал ба даралт гэх мэт) энэ загварт ил урсгалын гидродинамикийн хуулиудын дагуу явагдана. Тооцоолсон хамаарал нь алгоритмын үндэс суурийг бүрдүүлдэг бөгөөд үүний дагуу усны урсгалын загварыг виртуал хэлбэрээр бүтээдэг. гурван хэмжээст орон зайбодит цаг хугацаанд. Үзүүлсэн компьютерийн загвар нь урсгалын уртын дагуух янз бүрийн цэгүүдэд усны гадаргуугийн тэмдэглэгээний геометрийн хэмжилт хийх, усны урсгал болон бусад туслах параметрүүдийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Олж авсан мэдээлэлд үндэслэн бодит байдлыг судлах боломжтой физик үйл явц.

Өгөгдсөн жишээнүүд нь физик үзэгдлийн график дүрслэл бүхий компьютерийн симуляцийн загваруудыг авч үздэг. Гэсэн хэдий ч компьютерийн загварууд нь судалгааны объектын талаархи харааны болон график мэдээллийг агуулж болохгүй. Ижил физик процесс эсвэл үзэгдлийг харааны симуляцийн загварыг бий болгосон ижил алгоритмыг ашиглан салангид өгөгдлийн багц хэлбэрээр дүрсэлж болно.

Тиймээс барилгын гол ажил компьютерийн загваруудЭнэ нь иж бүрэн аналитик мэдээлэл олж авах физик үзэгдэл, үйл явцын функциональ судалгаа бөгөөд компьютерийн загвартай хэрэглэгчийн интерактив харилцан үйлчлэлийн боломж бүхий загварыг графикаар тайлбарлах зэрэг олон туслах ажил байж болно.

Механик систем (эсвэл систем материаллаг цэгүүд) – материаллаг цэгүүдийн багц (эсвэл асуудлын нөхцөлийн дагуу материаллаг цэг гэж үзэх боломжтой биетүүд).

Техникийн шинжлэх ухаанд хэвлэл мэдээллийн хэрэгслийг тасралтгүй (тасралтгүй) ба салангид медиа гэж хуваадаг. Энэ хуваалт нь тодорхой хэмжээгээр ойролцоо утгатайэсвэл ойртох, учир нь физик матери нь угаасаа салангид байдаг ба тасралтгүй байдал (тасралтгүй байдал) гэсэн ойлголт нь цаг хугацаа гэх мэт хэмжигдэхүүнийг хэлдэг. Өөрөөр хэлбэл, шингэн эсвэл хий гэх мэт "тасралтгүй" орчин нь салангид элементүүдээс бүрддэг - молекул, атом, ион гэх мэт боловч тэдгээрийн цаг хугацааны өөрчлөлтийг математикийн хувьд дүрсэлдэг. бүтцийн элементүүдмаш хэцүү тул ийм системд тасралтгүй механикийн аргуудыг нэлээд үндэслэлтэй ашигладаг.

– Дворецкий С.И., Муромцев Ю.Л., Погонин В.А. Системийн загварчлал. - М .: Хэвлэлийн газар. Төв "Академи", 2009. – 320 х.

"Белов, V.V. Шинжлэх ухаан, техникийн болон шийдлийн компьютерийн хэрэгжилт боловсролын зорилтууд: заавар/ V.V. Белов, I.V. Образцов, В.К. Иванов, Е.Н. Коноплев // Тверь: TvSTU, 2015. 108 х.