प्रयोग

प्रयोग(लेट से। प्रयोग- परीक्षण, अनुभव) वैज्ञानिक पद्धति में - नियंत्रित परिस्थितियों में एक निश्चित घटना का अध्ययन करने की एक विधि। यह अध्ययन के तहत वस्तु के साथ सक्रिय बातचीत से अवलोकन से भिन्न होता है। आमतौर पर, एक प्रयोग एक वैज्ञानिक अध्ययन के हिस्से के रूप में किया जाता है और घटना के बीच कारण संबंध स्थापित करने के लिए एक परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए कार्य करता है। प्रयोग ज्ञान के अनुभवजन्य दृष्टिकोण की आधारशिला है। पॉपर की कसौटी एक वैज्ञानिक सिद्धांत और एक छद्म वैज्ञानिक के बीच मुख्य अंतर के रूप में एक प्रयोग स्थापित करने की संभावना को सामने रखती है। एक प्रयोग एक शोध पद्धति है जिसे वर्णित शर्तों के तहत असीमित संख्या में पुन: प्रस्तुत किया जाता है, और एक समान परिणाम देता है।

प्रयोग मॉडल

प्रयोग के कई मॉडल हैं: दोषरहित प्रयोग - प्रयोग का एक मॉडल जो व्यवहार में संभव नहीं है, प्रायोगिक मनोवैज्ञानिकों द्वारा एक मानक के रूप में उपयोग किया जाता है। इस शब्द को प्रायोगिक मनोविज्ञान में प्रसिद्ध पुस्तक "फंडामेंटल्स ऑफ साइकोलॉजिकल एक्सपेरिमेंट" के लेखक रॉबर्ट गॉट्सडंकर द्वारा पेश किया गया था, जिनका मानना ​​था कि तुलना के लिए इस तरह के मॉडल के उपयोग से प्रयोगात्मक तरीकों और पहचान में अधिक प्रभावी सुधार होगा। मनोवैज्ञानिक प्रयोग की योजना बनाने और संचालित करने में संभावित त्रुटियों के बारे में।

यादृच्छिक प्रयोग (यादृच्छिक परीक्षण, यादृच्छिक अनुभव) एक वास्तविक वास्तविक प्रयोग का एक गणितीय मॉडल है, जिसके परिणाम की सटीक भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है। गणितीय मॉडल को आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: यह पर्याप्त होना चाहिए और पर्याप्त रूप से प्रयोग का वर्णन करना चाहिए; गणितीय मॉडल के ढांचे के भीतर देखे गए परिणामों के सेट की समग्रता को गणितीय मॉडल के ढांचे के भीतर वर्णित कड़ाई से परिभाषित निश्चित प्रारंभिक डेटा के साथ निर्धारित किया जाना चाहिए; अपरिवर्तित इनपुट डेटा के साथ मनमाने ढंग से कई बार एक यादृच्छिक परिणाम के साथ एक प्रयोग करने की मौलिक संभावना होनी चाहिए; आवश्यकता को सिद्ध किया जाना चाहिए या गणितीय मॉडल के ढांचे के भीतर परिभाषित किसी भी देखे गए परिणाम के सापेक्ष आवृत्ति की स्टोकेस्टिक स्थिरता की परिकल्पना को प्राथमिकता के रूप में स्वीकार किया जाना चाहिए।

प्रयोग हमेशा अपेक्षित रूप से लागू नहीं होता है, इसलिए प्रयोग कार्यान्वयन की सापेक्ष आवृत्ति के लिए एक गणितीय समीकरण का आविष्कार किया गया था:

कुछ वास्तविक प्रयोग होने दें और A इस प्रयोग के ढांचे के भीतर देखे गए परिणाम को निरूपित करें। मान लीजिए ऐसे n प्रयोग हैं जिनमें परिणाम A प्राप्त किया जा सकता है या नहीं। और k को n परीक्षणों में देखे गए परिणाम A की प्राप्तियों की संख्या होने दें, यह मानते हुए कि किए गए परीक्षण स्वतंत्र हैं।

प्रयोगों के प्रकार

शारीरिक प्रयोग

शारीरिक प्रयोग- प्रकृति को जानने का एक तरीका, जिसमें विशेष रूप से निर्मित परिस्थितियों में प्राकृतिक घटनाओं का अध्ययन शामिल है। सैद्धांतिक भौतिकी के विपरीत, जो प्रकृति के गणितीय मॉडल की पड़ताल करता है, एक भौतिक प्रयोग को प्रकृति का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह एक भौतिक प्रयोग के परिणाम से असहमति है जो एक भौतिक सिद्धांत की भ्रांति की कसौटी है, या अधिक सटीक रूप से, हमारे आसपास की दुनिया के लिए एक सिद्धांत की अनुपयुक्तता है। विलोम कथन सत्य नहीं है: प्रयोग के साथ समझौता सिद्धांत की शुद्धता (प्रयोज्यता) का प्रमाण नहीं हो सकता। अर्थात्, भौतिक सिद्धांत की व्यवहार्यता का मुख्य मानदंड प्रयोग द्वारा सत्यापन है।

आदर्श रूप से प्रायोगिक भौतिकी ही देनी चाहिए विवरणप्रायोगिक परिणाम, बिना किसी के याख्या. हालाँकि, व्यवहार में यह प्राप्त करने योग्य नहीं है। अधिक या कम जटिल भौतिक प्रयोग के परिणामों की व्याख्या अनिवार्य रूप से इस तथ्य पर निर्भर करती है कि हमें इस बात की समझ है कि प्रायोगिक सेटअप के सभी तत्व कैसे व्यवहार करते हैं। ऐसी समझ, बदले में, किसी भी सिद्धांत पर निर्भर नहीं रह सकती।

कंप्यूटर प्रयोग

एक कंप्यूटर (संख्यात्मक) प्रयोग एक कंप्यूटर पर अध्ययन की वस्तु के गणितीय मॉडल पर एक प्रयोग है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि, मॉडल के कुछ मापदंडों के अनुसार, इसके अन्य मापदंडों की गणना की जाती है और इस आधार पर निष्कर्ष निकाले जाते हैं। गणितीय मॉडल द्वारा वर्णित वस्तु के गुणों के बारे में तैयार किया गया। इस प्रकार के प्रयोग को केवल एक प्रयोग के लिए सशर्त रूप से जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, क्योंकि यह प्राकृतिक घटनाओं को प्रतिबिंबित नहीं करता है, बल्कि किसी व्यक्ति द्वारा बनाए गए गणितीय मॉडल का केवल एक संख्यात्मक कार्यान्वयन है। दरअसल, मैट में गलत होने के मामले में। मॉडल - इसका संख्यात्मक समाधान भौतिक प्रयोग से पूरी तरह भिन्न हो सकता है।

मनोवैज्ञानिक प्रयोग

एक मनोवैज्ञानिक प्रयोग विषय के जीवन में एक शोधकर्ता के लक्षित हस्तक्षेप के माध्यम से नए वैज्ञानिक ज्ञान प्राप्त करने के लिए विशेष परिस्थितियों में किया गया एक प्रयोग है।

सोचा प्रयोग

दर्शन, भौतिकी और ज्ञान के कुछ अन्य क्षेत्रों में एक विचार प्रयोग एक प्रकार की संज्ञानात्मक गतिविधि है जिसमें एक वास्तविक प्रयोग की संरचना को कल्पना में पुन: पेश किया जाता है। एक नियम के रूप में, इसकी स्थिरता की जांच के लिए एक निश्चित मॉडल (सिद्धांत) के ढांचे के भीतर एक विचार प्रयोग किया जाता है। एक विचार प्रयोग करते समय, मॉडल के आंतरिक पदों में विरोधाभास या बाहरी (इस मॉडल के संबंध में) सिद्धांतों के साथ उनकी असंगति को बिना शर्त सत्य माना जाता है (उदाहरण के लिए, ऊर्जा के संरक्षण के कानून के साथ, कार्य-कारण का सिद्धांत, आदि)। .) प्रकट हो सकता है।

आलोचनात्मक प्रयोग

एक महत्वपूर्ण प्रयोग एक ऐसा प्रयोग है जिसका परिणाम स्पष्ट रूप से निर्धारित करता है कि कोई विशेष सिद्धांत या परिकल्पना सही है या नहीं। इस प्रयोग को एक अनुमानित परिणाम देना चाहिए जिसे अन्य, आम तौर पर स्वीकृत परिकल्पनाओं और सिद्धांतों से नहीं निकाला जा सकता है।

साहित्य

• विज़िन वी। पी। हर्मेटिकिज़्म, प्रयोग, चमत्कार: आधुनिक विज्ञान की उत्पत्ति के तीन पहलू // विज्ञान के दार्शनिक और धार्मिक मूल। एम।, 1997. S.88-141।

लिंक

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010।

समानार्थी शब्द:

देखें कि "प्रयोग" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

- (लेट से। एक्सपेरिमेंटम टेस्ट, अनुभव), अनुभूति की एक विधि, जिसकी मदद से, नियंत्रित और नियंत्रित परिस्थितियों में, वास्तविकता की घटनाओं की जांच की जाती है। ई। एक सिद्धांत के आधार पर किया जाता है जो समस्याओं के निर्माण और उनकी व्याख्या को निर्धारित करता है ... ... दार्शनिक विश्वकोश

प्रयोग- चिकित्सा के दौरान (मुख्य रूप से प्रतीकात्मक रूप में) उसके लिए एक विवादास्पद या संदिग्ध स्थिति को फिर से बनाने, जीने, अनुभव करने, उसके लिए प्रासंगिक महसूस करने या एक सचेत प्रयोग पर जाने के लिए अपनी स्वतंत्र इच्छा के एक व्यक्ति को एक प्रस्ताव। संक्षिप्त समझदार...... महान मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

कोई भी एक परिकल्पना में विश्वास नहीं करता है, सिवाय उसके जिसने इसे सामने रखा, लेकिन हर कोई प्रयोग में विश्वास करता है, सिवाय उसके जिसने इसे किया। कोई भी प्रयोग किसी सिद्धांत को सिद्ध नहीं कर सकता; लेकिन इसका खंडन करने के लिए एक प्रयोग ही काफी है... सूक्तियों का समेकित विश्वकोश

प्रयोग- (लैटिन एक्सपेरिमेंटम - बेटा, बैकाउ, tәzhіribe) - nәrseler (ऑब्जेक्टिलर) पुरुष құbylystardy baқylanylatyn zhane baskarylatyn zhagdaylarda zertteytіn empiriyalyқ tanym adisi। एक्सपेरिमेंट adіs retіnde Zhana zamanda payda बोल्डी (G.Galilei)। ओनिन दर्शन... दार्शनिक टर्मिंडरडिन सोजडिगे

- (अव्य।)। पहला अनुभव; वह सब कुछ जो प्राकृतिक वैज्ञानिक प्रकृति की शक्तियों को कुछ शर्तों के तहत कार्य करने के लिए मजबूर करने के लिए उपयोग करता है, जैसे कि कृत्रिम रूप से उसमें होने वाली घटनाओं का कारण बनता है। रूसी में शामिल विदेशी शब्दों का शब्दकोश ... ... रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

अनुभव देखें ... रूसी पर्यायवाची शब्द और अर्थ में समान भाव। अंतर्गत। ईडी। एन। अब्रामोवा, एम।: रूसी शब्दकोश, 1999। प्रयोग, परीक्षण, अनुभव, परीक्षण; रूसी पर्यायवाची का अनुसंधान, सत्यापन, प्रयास शब्दकोश ... पर्यायवाची शब्द

प्रयोग, प्रयोग, पति। (अव्य। प्रयोग) (पुस्तक)। वैज्ञानिक रूप से दिया गया अनुभव। रासायनिक प्रयोग। शारीरिक प्रयोग। एक प्रयोग करें। || सामान्य तौर पर, एक अनुभव, एक प्रयास। शैक्षिक कार्य जोखिम भरे प्रयोगों की अनुमति नहीं देता ... ... उशाकोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

प्रयोग- प्रयोग ♦ प्रयोग सक्रिय, जानबूझकर अनुभव; वास्तविकता (अनुभव) को सुनने की इतनी इच्छा नहीं है और इसे (अवलोकन) सुनने की भी इतनी इच्छा नहीं है, लेकिन उससे प्रश्न पूछने की कोशिश करने की। एक विशेष अवधारणा है ... ... स्पोनविले का दार्शनिक शब्दकोश

खोजी प्रयोग, फोरेंसिक प्रयोग देखें... कानून शब्दकोश

- (लैटिन एक्सपेरिमेंटम टेस्ट, अनुभव से), अनुभूति की एक विधि, जिसकी मदद से नियंत्रित और नियंत्रित परिस्थितियों में प्रकृति और समाज की घटनाओं का अध्ययन किया जाता है। अक्सर प्रयोग का मुख्य कार्य सिद्धांत की परिकल्पनाओं और भविष्यवाणियों का परीक्षण करना होता है (इसलिए ... ... आधुनिक विश्वकोश

- (लेट से। एक्सपेरिमेंटम टेस्ट, अनुभव) अध्ययन, आर्थिक घटनाओं का अध्ययन और उनके प्रजनन के माध्यम से प्रक्रियाएं, कृत्रिम या प्राकृतिक परिस्थितियों में मॉडलिंग। आर्थिक प्रयोगों की संभावनाएँ बहुत सीमित हैं, क्योंकि ... ... आर्थिक शब्दकोश

पुस्तकें

• प्रयोग, स्टानिस्लाव व्लादिमीरोविच बोरज़ीख, यह पुस्तक इस बात पर एक नज़र डालती है कि अब हमारे साथ क्या हो रहा है और कुछ समय पहले एक नए कोण से क्या हुआ था। वास्तव में, हम एक विशाल पैमाने पर एक प्रयोग देख रहे हैं,... श्रेणी: जीव विज्ञानप्रकाशक:

| स्कूल वर्ष के लिए पाठ योजना | मॉडलिंग के मुख्य चरण

पाठ 2
मॉडलिंग के मुख्य चरण

इस विषय का अध्ययन करके आप सीखेंगे:

मॉडलिंग क्या है;
- मॉडलिंग के लिए एक प्रोटोटाइप के रूप में क्या काम कर सकता है;
- मानव गतिविधि में मॉडलिंग का क्या स्थान है;
- मॉडलिंग के मुख्य चरण क्या हैं;
- कंप्यूटर मॉडल क्या है;
कंप्यूटर प्रयोग क्या है।

कंप्यूटर प्रयोग

नए डिजाइन के विकास को जीवन देने के लिए, उत्पादन में नए तकनीकी समाधान पेश करने या नए विचारों का परीक्षण करने के लिए एक प्रयोग की आवश्यकता होती है। एक प्रयोग एक ऐसा प्रयोग है जो किसी वस्तु या मॉडल के साथ किया जाता है। इसमें कुछ क्रियाएं करना और यह निर्धारित करना शामिल है कि प्रायोगिक नमूना इन क्रियाओं पर कैसे प्रतिक्रिया करता है।

स्कूल में आप जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, भौतिकी, भूगोल के पाठों में प्रयोग करते हैं।

उद्यमों में नए उत्पाद के नमूनों का परीक्षण करते समय प्रयोग किए जाते हैं। आमतौर पर, इस उद्देश्य के लिए एक विशेष रूप से निर्मित सेटअप का उपयोग किया जाता है, जो प्रयोगशाला स्थितियों में एक प्रयोग करना संभव बनाता है, या वास्तविक उत्पाद स्वयं सभी प्रकार के परीक्षणों (पूर्ण पैमाने पर प्रयोग) के अधीन होता है। अध्ययन करने के लिए, उदाहरण के लिए, एक इकाई या असेंबली के प्रदर्शन गुण, इसे थर्मोस्टैट में रखा जाता है, विशेष कक्षों में जमे हुए, कंपन स्टैंड पर परीक्षण किया जाता है, गिरा दिया जाता है, आदि। यह अच्छा है अगर यह एक नई घड़ी या वैक्यूम क्लीनर है - विनाश के दौरान नुकसान बहुत बड़ा नहीं है। क्या होगा अगर यह एक विमान या रॉकेट है?

प्रयोगशाला और पूर्ण पैमाने पर प्रयोगों के लिए बड़ी सामग्री लागत और समय की आवश्यकता होती है, लेकिन फिर भी उनका महत्व बहुत अधिक है।

कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, अनुसंधान का एक नया अनूठा तरीका सामने आया है - एक कंप्यूटर प्रयोग। कई मामलों में, कंप्यूटर सिमुलेशन अध्ययन मदद के लिए आए हैं, और कभी-कभी प्रायोगिक नमूनों और परीक्षण बेंचों को बदलने के लिए भी। कंप्यूटर प्रयोग करने के चरण में दो चरण शामिल होते हैं: एक प्रयोग योजना तैयार करना और एक अध्ययन करना।

प्रयोग योजना

प्रयोग योजना को मॉडल के साथ कार्य के अनुक्रम को स्पष्ट रूप से प्रतिबिंबित करना चाहिए। ऐसी योजना में पहला कदम हमेशा मॉडल का परीक्षण करना होता है।

परीक्षण निर्मित मॉडल की शुद्धता की जाँच करने की प्रक्रिया है।

टेस्ट - प्रारंभिक डेटा का एक सेट जो आपको मॉडल के निर्माण की शुद्धता का निर्धारण करने की अनुमति देता है।

प्राप्त मॉडलिंग परिणामों की शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए, यह आवश्यक है: ♦ मॉडल के निर्माण के लिए विकसित एल्गोरिथम की जांच करने के लिए; ♦ सुनिश्चित करें कि निर्मित मॉडल मूल के गुणों को सही ढंग से दर्शाता है, जिन्हें सिमुलेशन में ध्यान में रखा गया था।

मॉडल निर्माण एल्गोरिदम की शुद्धता की जांच करने के लिए, प्रारंभिक डेटा का एक परीक्षण सेट उपयोग किया जाता है, जिसके लिए अंतिम परिणाम पहले से ज्ञात होता है या अन्य तरीकों से पूर्व निर्धारित होता है।

उदाहरण के लिए, यदि आप मॉडलिंग में गणना के सूत्रों का उपयोग करते हैं, तो आपको प्रारंभिक डेटा के लिए कई विकल्पों का चयन करना होगा और उन्हें "मैन्युअल" गणना करना होगा। ये टेस्ट आइटम हैं। जब मॉडल बनाया जाता है, तो आप उसी इनपुट के साथ परीक्षण करते हैं और सिमुलेशन के परिणामों की तुलना गणना द्वारा प्राप्त निष्कर्षों से करते हैं। यदि परिणाम मेल खाते हैं, तो एल्गोरिथ्म सही ढंग से विकसित किया गया है, यदि नहीं, तो उनकी विसंगति के कारण को देखना और समाप्त करना आवश्यक है। टेस्ट डेटा बिल्कुल भी प्रतिबिंबित नहीं हो सकता है वास्तविक स्थितिऔर सिमेंटिक सामग्री नहीं रखते हैं। हालांकि, परीक्षण प्रक्रिया के दौरान प्राप्त परिणाम आपको मूल सूचनात्मक या साइन मॉडल को बदलने के बारे में सोचने के लिए प्रेरित कर सकते हैं, मुख्य रूप से इसके उस हिस्से में जहां सिमेंटिक सामग्री रखी गई है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि निर्मित मॉडल मूल के गुणों को दर्शाता है, जिन्हें सिमुलेशन में ध्यान में रखा गया था, वास्तविक स्रोत डेटा के साथ एक परीक्षण उदाहरण का चयन करना आवश्यक है।

अनुसंधान का संचालन

परीक्षण के बाद, जब आपको निर्मित मॉडल की शुद्धता पर विश्वास हो जाता है, तो आप सीधे अध्ययन के लिए आगे बढ़ सकते हैं।

योजना में एक प्रयोग या प्रयोगों की श्रृंखला शामिल होनी चाहिए जो अनुकरण के उद्देश्यों को पूरा करती हो। प्रत्येक प्रयोग के साथ परिणामों की समझ होनी चाहिए, जो मॉडलिंग के परिणामों के विश्लेषण और निर्णय लेने के आधार के रूप में कार्य करता है।

कंप्यूटर प्रयोग तैयार करने और संचालित करने की योजना चित्र 11.7 में दिखाई गई है।

चावल। 11.7। कंप्यूटर प्रयोग की योजना

सिमुलेशन परिणामों का विश्लेषण

मॉडलिंग का अंतिम लक्ष्य निर्णय लेना है, जिसे सिमुलेशन परिणामों के व्यापक विश्लेषण के आधार पर विकसित किया जाना चाहिए। यह चरण निर्णायक है - या तो आप अध्ययन जारी रखें या समाप्त करें। चित्र 11.2 दर्शाता है कि परिणाम विश्लेषण चरण स्वायत्त रूप से मौजूद नहीं हो सकता। प्राप्त निष्कर्ष अक्सर प्रयोगों की एक अतिरिक्त श्रृंखला में और कभी-कभी समस्या में बदलाव के लिए योगदान करते हैं।

परीक्षण और प्रयोगों के परिणाम समाधान विकसित करने के आधार के रूप में कार्य करते हैं। यदि परिणाम कार्य के लक्ष्यों के अनुरूप नहीं हैं, तो इसका मतलब है कि पिछले चरणों में गलतियाँ की गई थीं। यह या तो समस्या का गलत विवरण हो सकता है, या सूचना मॉडल का अत्यधिक सरलीकृत निर्माण, या मॉडलिंग विधि या वातावरण का असफल विकल्प, या मॉडल बनाते समय तकनीकी विधियों का उल्लंघन हो सकता है। यदि इस तरह की त्रुटियों की पहचान की जाती है, तो मॉडल को ठीक करने की आवश्यकता होती है, अर्थात पिछले चरणों में से एक में वापसी। प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि प्रयोग के परिणाम सिमुलेशन के उद्देश्यों को पूरा नहीं करते।

याद रखने वाली मुख्य बात यह है कि खोजी गई त्रुटि भी परिणाम है। जैसा कि कहा जाता है लोक ज्ञान, गलतियों से सबक। महान रूसी कवि ए.एस. पुश्किन ने भी इस बारे में लिखा है:

ओह, हमारे पास कितनी अद्भुत खोजें हैं
आत्मज्ञान भावना तैयार करें
और अनुभव, कठिन गलतियों का बेटा,
और प्रतिभा, विरोधाभास मित्र,
और संयोग से, ईश्वर आविष्कारक है...

प्रश्नों और कार्यों को नियंत्रित करें

1. मॉडलिंग प्रॉब्लम स्टेटमेंट के दो मुख्य प्रकार क्या हैं?

2. जी ओस्टर द्वारा प्रसिद्ध "समस्या पुस्तक" में, निम्नलिखित समस्या है:

दुष्ट चुड़ैल, अथक परिश्रम करते हुए, एक दिन में 30 राजकुमारियों को कैटरपिलर में बदल देती है। 810 राजकुमारियों को कैटरपिलर में बदलने में उसे कितने दिन लगेंगे? 15 दिनों में काम पूरा करने के लिए एक दिन में कितनी राजकुमारियों को कैटरपिलर में बदलना होगा?
किस प्रश्न को "क्या होगा अगर ..." के प्रकार के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, और कौन सा - "ऐसा कैसे करें ..." के प्रकार के लिए?

3. मॉडलिंग के सबसे प्रसिद्ध लक्ष्यों की सूची बनाएं।

4. जी ओस्टर की "समस्या पुस्तक" से चंचल समस्या को औपचारिक रूप दें:

एक दूसरे से 27 किमी की दूरी पर स्थित दो बूथों से, एक ही समय में दो हिंसक कुत्ते एक दूसरे की ओर कूद पड़े। पहला 4 किमी / घंटा की गति से चलता है, और दूसरा - 5 किमी / घंटा।
लड़ाई कब तक शुरू होगी?

5. "जूतों की जोड़ी" वस्तु की जितनी हो सके उतनी विशेषताओं का नाम दें। विभिन्न उद्देश्यों के लिए किसी वस्तु के सूचना मॉडल की रचना करें:
■ लंबी पैदल यात्रा के लिए जूते का विकल्प;
■ जूते के लिए एक उपयुक्त बॉक्स का चयन;
■ जूता देखभाल क्रीम की खरीद।

6. एक पेशा चुनने की सिफारिश के लिए एक किशोर की कौन सी विशेषताएँ आवश्यक हैं?

7. सिमुलेशन में कंप्यूटर का व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है?

8. कम्प्यूटर मॉडलिंग के उन उपकरणों के नाम लिखिए जिन्हें आप जानते हैं।

9. कंप्यूटर प्रयोग क्या है? एक उदाहरण दें।

10. मॉडल परीक्षण क्या है?

11. मॉडलिंग प्रक्रिया में क्या त्रुटियां सामने आती हैं? त्रुटि मिलने पर क्या किया जाना चाहिए?

12. सिमुलेशन परिणामों का विश्लेषण क्या है? आमतौर पर क्या निष्कर्ष निकाले जाते हैं?

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भाषण

विषय: कंप्यूटर प्रयोग। सिमुलेशन परिणामों का विश्लेषण

नए डिजाइन के विकास को जीवन देने के लिए, उत्पादन में नए तकनीकी समाधान पेश करने के लिए, या नए विचारों का परीक्षण करने के लिए एक प्रयोग की आवश्यकता होती है। एक प्रयोग एक ऐसा प्रयोग है जो किसी वस्तु या मॉडल के साथ किया जाता है। इसमें कुछ क्रियाएं करना और यह निर्धारित करना शामिल है कि प्रायोगिक नमूना इन क्रियाओं पर कैसे प्रतिक्रिया करता है। स्कूल में आप जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, भौतिकी, भूगोल के पाठों में प्रयोग करते हैं। उद्यमों में नए उत्पाद के नमूनों का परीक्षण करते समय प्रयोग किए जाते हैं। आमतौर पर, इस उद्देश्य के लिए एक विशेष रूप से निर्मित सेटअप का उपयोग किया जाता है, जो प्रयोगशाला स्थितियों में एक प्रयोग करना संभव बनाता है, या वास्तविक उत्पाद स्वयं सभी प्रकार के परीक्षणों (पूर्ण पैमाने पर प्रयोग) के अधीन होता है। अध्ययन करने के लिए, उदाहरण के लिए, एक इकाई या असेंबली के परिचालन गुण, इसे थर्मोस्टैट में रखा जाता है, विशेष कक्षों में जमे हुए, कंपन स्टैंड पर परीक्षण किया जाता है, गिरा दिया जाता है, आदि। यह अच्छा है अगर यह एक नई घड़ी या वैक्यूम क्लीनर है - यह नहीं है विनाश पर एक बड़ा नुकसान। और अगर विमान या रॉकेट? प्रयोगशाला और पूर्ण पैमाने पर प्रयोगों के लिए बड़ी सामग्री लागत और समय की आवश्यकता होती है, लेकिन फिर भी उनका मूल्य बहुत अधिक है। कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, एक नई अनूठी शोध पद्धति सामने आई है - कंप्यूटर प्रयोग।कई मामलों में, कंप्यूटर मॉडल अध्ययन मदद के लिए आए हैं, और कभी-कभी प्रायोगिक नमूनों और परीक्षण बेंचों को बदलने के लिए भी। कंप्यूटर प्रयोग करने के चरण में दो चरण शामिल होते हैं: एक प्रयोग योजना तैयार करना और एक अध्ययन करना। प्रयोग योजना प्रयोग योजना को मॉडल के साथ कार्य के अनुक्रम को स्पष्ट रूप से प्रतिबिंबित करना चाहिए। ऐसी योजना का पहला बिंदु हमेशा मॉडल का परीक्षण करना होता है। परिक्षण - प्रक्रियाचेकोंयथार्थताबनानामॉडल. परीक्षा - किटप्रारंभिकआंकड़े, अनुमतिपरिभाषित करनामहान-निकम्मापनइमारतमॉडल. प्राप्त सिमुलेशन परिणामों की शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए, यह आवश्यक है:

मॉडल के निर्माण के लिए विकसित एल्गोरिद्म की जांच कर सकेंगे; सुनिश्चित करें कि निर्मित मॉडल मूल के गुणों को सही ढंग से दर्शाता है, जिन्हें सिमुलेशन में ध्यान में रखा गया था।

मॉडल निर्माण एल्गोरिदम की शुद्धता की जांच करने के लिए, प्रारंभिक डेटा का एक परीक्षण सेट उपयोग किया जाता है, जिसके लिए अंतिम परिणाम पहले से ज्ञात होता है या अन्य तरीकों से पूर्व निर्धारित होता है। उदाहरण के लिए, यदि आप मॉडलिंग में गणना के सूत्रों का उपयोग करते हैं, तो आपको प्रारंभिक डेटा के लिए कई विकल्पों का चयन करना होगा और उन्हें "मैन्युअल" गणना करना होगा। ये टेस्ट आइटम हैं। जब मॉडल बनाया जाता है, तो आप उसी इनपुट के साथ परीक्षण करते हैं और सिमुलेशन के परिणामों की तुलना गणना द्वारा प्राप्त निष्कर्षों से करते हैं। यदि परिणाम मेल खाते हैं, तो एल्गोरिथ्म सही ढंग से विकसित किया गया है, यदि नहीं, तो उनकी विसंगति के कारण को देखना और समाप्त करना आवश्यक है। परीक्षण डेटा वास्तविक स्थिति को बिल्कुल भी प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है और इसमें सिमेंटिक सामग्री नहीं हो सकती है। हालांकि, परीक्षण प्रक्रिया के दौरान प्राप्त परिणाम आपको मूल सूचनात्मक या साइन मॉडल को बदलने के बारे में सोचने के लिए प्रेरित कर सकते हैं, मुख्य रूप से इसके उस हिस्से में जहां सिमेंटिक सामग्री रखी गई है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि निर्मित मॉडल मूल के गुणों को दर्शाता है, जिन्हें सिमुलेशन में ध्यान में रखा गया था, वास्तविक स्रोत डेटा के साथ एक परीक्षण उदाहरण का चयन करना आवश्यक है। एक अध्ययन का संचालन परीक्षण के बाद, जब आपको निर्मित मॉडल की शुद्धता पर विश्वास हो जाता है, तो आप सीधे एक अध्ययन करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं। योजना में एक प्रयोग या प्रयोगों की श्रृंखला शामिल होनी चाहिए जो अनुकरण के उद्देश्यों को पूरा करती हो। प्रत्येक प्रयोग के साथ परिणामों की समझ होनी चाहिए, जो मॉडलिंग के परिणामों के विश्लेषण और निर्णय लेने के आधार के रूप में कार्य करता है। कंप्यूटर प्रयोग तैयार करने और संचालित करने की योजना चित्र 11.7 में दिखाई गई है।

मॉडल परीक्षण

प्रयोग योजना

अनुसंधान का संचालन

परिणामों का विश्लेषण

चावल। 11.7। कंप्यूटर प्रयोग की योजना

सिमुलेशन परिणामों का विश्लेषण

मॉडलिंग का अंतिम लक्ष्य निर्णय लेना है, जिसे मॉडलिंग के परिणामों के व्यापक विश्लेषण के आधार पर विकसित किया जाना चाहिए। यह चरण निर्णायक है - या तो आप अध्ययन जारी रखें या समाप्त करें। चित्र 11.2 से पता चलता है कि परिणाम विश्लेषण चरण स्वायत्त रूप से मौजूद नहीं हो सकता। प्राप्त निष्कर्ष अक्सर प्रयोगों की एक अतिरिक्त श्रृंखला में और कभी-कभी कार्य में बदलाव के लिए योगदान करते हैं। समाधान विकसित करने का आधार परीक्षण और प्रयोगों के परिणाम हैं। यदि परिणाम कार्य के लक्ष्यों के अनुरूप नहीं हैं, तो इसका मतलब है कि पिछले चरणों में गलतियाँ की गई थीं। यह या तो समस्या का गलत कथन हो सकता है, या सूचना मॉडल का अत्यधिक सरलीकृत निर्माण, या किसी विधि या मॉडलिंग वातावरण का असफल विकल्प, या मॉडल बनाते समय तकनीकी विधियों का उल्लंघन हो सकता है। यदि ऐसी त्रुटियां पाई जाती हैं, तो मॉडल समायोजन,यानी, पिछले चरणों में से किसी एक पर वापस लौटना। प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि प्रयोग के परिणाम सिमुलेशन के उद्देश्यों को पूरा नहीं करते। याद रखने वाली मुख्य बात यह है कि खोजी गई त्रुटि भी परिणाम है। जैसा कि कहावत है, आप अपनी गलतियों से सीखते हैं। महान रूसी कवि एएस पुश्किन ने भी इस बारे में लिखा है: ओह, ज्ञान और अनुभव की भावना से हमारे लिए कितनी अद्भुत खोजें तैयार की जा रही हैं, कठिन गलतियों का बेटा, और प्रतिभा, विरोधाभास का दोस्त, और मौका, आविष्कारक भगवान। ..

नियंत्रणप्रशनऔरकार्य

प्रॉब्लम स्टेटमेंट मॉडलिंग के दो मुख्य प्रकार क्या हैं?

जी ओस्टर द्वारा प्रसिद्ध "समस्या पुस्तक" में, निम्नलिखित समस्या है:

दुष्ट चुड़ैल, अथक परिश्रम करते हुए, एक दिन में 30 राजकुमारियों को कैटरपिलर में बदल देती है। 810 राजकुमारियों को कैटरपिलर में बदलने में उसे कितने दिन लगेंगे? 15 दिनों में काम से निपटने के लिए प्रति दिन कितनी राजकुमारियों को कैटरपिलर में बदलना होगा? किस प्रश्न को "क्या होगा अगर ..." के प्रकार के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, और कौन सा - "ऐसा कैसे करें ..." के प्रकार के लिए?

मॉडलिंग के सबसे प्रसिद्ध लक्ष्यों की सूची बनाएं। जी ओस्टर की "समस्या पुस्तक" से चंचल समस्या को औपचारिक रूप दें:

एक दूसरे से 27 किमी की दूरी पर स्थित दो बूथों से, एक ही समय में दो हिंसक कुत्ते एक दूसरे की ओर कूद पड़े। पहला 4 किमी / घंटा की गति से चलता है, और दूसरा - 5 किमी / घंटा। लड़ाई कब तक शुरू होगी? मकान: §11.4, 11.5।

1. सूचना की अवधारणा

   दस्तावेज़

   हमारे आस-पास की दुनिया बहुत विविध है और इसमें बड़ी संख्या में आपस में जुड़ी हुई वस्तुएँ हैं। जीवन में अपनी जगह पाने के लिए, आप बचपनअपने माता-पिता के साथ, और फिर अपने शिक्षकों के साथ, आप इस विविधता को चरण दर चरण सीखेंगे।

2. प्रबंध संपादक वी. ज़ेमस्किख संपादक एन. फेडोरोवा कला संपादक आर. यात्स्को लेआउट टी. पेट्रोवा प्रूफ़रीडर एम. ओदिनोकोवा, एम. शुकिना बीबीके 65. 290-214

   किताब

   Ш39 संगठनात्मक संस्कृति और नेतृत्व / प्रति। अंग्रेज़ी से। ईडी। वी ए स्पिवक। - सेंट पीटर्सबर्ग: पीटर, 2002. - 336 पी: बीमार। - (श्रृंखला "प्रबंधन का सिद्धांत और अभ्यास")।

3. अनुशासन में शैक्षिक और पद्धति संबंधी परिसर: "विपणन" विशेषता: 080116 "अर्थशास्त्र में गणितीय तरीके"

   प्रशिक्षण और पद्धति परिसर

   व्यावसायिक गतिविधि का क्षेत्र: सूक्ष्म, स्थूल और वैश्विक स्तर पर आर्थिक प्रक्रियाओं और वस्तुओं का विश्लेषण और मॉडलिंग; आर्थिक और गणितीय मॉडल की निगरानी; पूर्वानुमान, प्रोग्रामिंग और आर्थिक प्रणालियों का अनुकूलन।

एल. वी. पिगलिट्सिन,
, www.levpi.narod.ru, माध्यमिक विद्यालय नंबर 2, डेज़रज़िन्स्क, निज़नी नोवगोरोड क्षेत्र।

कंप्यूटर भौतिकी प्रयोग

4. कम्प्यूटेशनल कंप्यूटर प्रयोग

कम्प्यूटेशनल प्रयोग बदल जाता है
विज्ञान के एक स्वतंत्र क्षेत्र में।
आरजी एफ्रेमोव, डॉक्टर ऑफ फिजिकल एंड मैथमैटिकल साइंसेज

एक कम्प्यूटेशनल कंप्यूटर प्रयोग पारंपरिक (प्राकृतिक) प्रयोग के समान कई मायनों में है। इसमें प्रयोगों की योजना बनाना, और प्रायोगिक सेटअप का निर्माण, और नियंत्रण परीक्षणों का प्रदर्शन, और प्रयोगों की एक श्रृंखला, और प्रयोगात्मक डेटा का प्रसंस्करण, उनकी व्याख्या आदि शामिल हैं। हालाँकि, यह एक वास्तविक वस्तु पर नहीं, बल्कि इसके गणितीय मॉडल पर किया जाता है, एक विशेष कार्यक्रम से लैस कंप्यूटर द्वारा प्रायोगिक सेटअप की भूमिका निभाई जाती है।

कम्प्यूटेशनल प्रयोग अधिक से अधिक लोकप्रिय हो रहा है। वे कई संस्थानों और विश्वविद्यालयों में लगे हुए हैं, उदाहरण के लिए, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में। मॉस्को स्टेट पेडागोगिकल यूनिवर्सिटी, इंस्टीट्यूट ऑफ साइटोलॉजी एंड जेनेटिक्स ऑफ द साइबेरियन ब्रांच ऑफ द रशियन एकेडमी ऑफ साइंसेज, इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर बायोलॉजी ऑफ द रशियन एकेडमी ऑफ साइंसेज आदि। वैज्ञानिक पहले से ही वास्तविक, "गीले" बिना महत्वपूर्ण वैज्ञानिक परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। प्रयोग। इसके लिए न केवल कंप्यूटर की शक्ति है, बल्कि आवश्यक एल्गोरिदम और सबसे महत्वपूर्ण, समझ भी है। यदि पहले साझा किया गया हो - विवो में, इन विट्रो में, - अब जोड़ा गया सिलिको में. वास्तव में, कम्प्यूटेशनल प्रयोग विज्ञान का एक स्वतंत्र क्षेत्र बन जाता है।

ऐसे प्रयोग के फायदे स्पष्ट हैं। यह आमतौर पर प्राकृतिक से सस्ता होता है। इसे आसानी से और सुरक्षित रूप से हस्तक्षेप किया जा सकता है। इसे किसी भी समय दोहराया और बाधित किया जा सकता है। इस प्रयोग के दौरान, आप ऐसी स्थितियों का अनुकरण कर सकते हैं जो प्रयोगशाला में नहीं बनाई जा सकतीं। हालांकि, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि एक कम्प्यूटेशनल प्रयोग पूरी तरह से एक प्राकृतिक प्रयोग को प्रतिस्थापित नहीं कर सकता है, और भविष्य उनके उचित संयोजन के साथ है। कम्प्यूटेशनल कंप्यूटर प्रयोग प्राकृतिक प्रयोग और सैद्धांतिक मॉडल के बीच एक सेतु का काम करता है। संख्यात्मक अनुकरण का प्रारंभिक बिंदु मानी गई भौतिक प्रणाली के एक आदर्श मॉडल का विकास है।

आइए कम्प्यूटेशनल भौतिक प्रयोग के कुछ उदाहरणों पर विचार करें।

निष्क्रियता के पल।"ओपन फ़िज़िक्स" (2.6, भाग 1) में एक कठोर शरीर की जड़ता के क्षण को खोजने पर एक दिलचस्प कम्प्यूटेशनल प्रयोग है, जिसमें एक प्रणाली के उदाहरण का उपयोग किया जाता है जिसमें एक स्पोक पर चार गेंदें होती हैं। आप इन गेंदों की स्थिति को स्पोक पर बदल सकते हैं, साथ ही रोटेशन के अक्ष की स्थिति को चुन सकते हैं, इसे स्पोक के केंद्र के माध्यम से और इसके सिरों के माध्यम से खींच सकते हैं। गेंदों की प्रत्येक व्यवस्था के लिए, छात्र रोटेशन के अक्ष के समानांतर अनुवाद पर स्टेनर प्रमेय का उपयोग करके जड़ता के क्षण के मूल्य की गणना करते हैं। गणना के लिए डेटा शिक्षक द्वारा प्रदान किया जाता है। जड़त्वाघूर्ण की गणना करने के बाद, डेटा को कार्यक्रम में दर्ज किया जाता है और छात्रों द्वारा प्राप्त परिणामों की जाँच की जाती है।

"ब्लैक बॉक्स"।कम्प्यूटेशनल प्रयोग को लागू करने के लिए, मेरे छात्रों और मैंने विद्युत "ब्लैक बॉक्स" की सामग्री का अध्ययन करने के लिए कई कार्यक्रम बनाए। इसमें प्रतिरोधक, तापदीप्त बल्ब, डायोड, कैपेसिटर, कॉइल आदि हो सकते हैं।

यह पता चला है कि कुछ मामलों में, "ब्लैक बॉक्स" को खोले बिना, विभिन्न उपकरणों को इनपुट और आउटपुट से जोड़कर इसकी सामग्री का पता लगाना संभव है। बेशक, स्कूल स्तर पर, यह एक साधारण तीन- या चार-टर्मिनल नेटवर्क के लिए किया जा सकता है। इस तरह के कार्यों से छात्रों की कल्पनाशक्ति का विकास होता है। स्थानिक सोचऔर रचनात्मकता, इस तथ्य का उल्लेख नहीं करने के लिए कि उनके समाधान के लिए गहरा और ठोस ज्ञान होना आवश्यक है। इसलिए, यह कोई संयोग नहीं है कि भौतिकी में कई ऑल-यूनियन और अंतर्राष्ट्रीय ओलंपियाड में, यांत्रिकी, गर्मी, बिजली और प्रकाशिकी में "ब्लैक बॉक्स" के अध्ययन को प्रायोगिक समस्याओं के रूप में प्रस्तावित किया गया है।

विशेष पाठ्यक्रम कक्षाओं में, मैं "ब्लैक बॉक्स" में तीन वास्तविक प्रयोगशाला कार्य करता हूं:

- केवल प्रतिरोधक;

- प्रतिरोधक, गरमागरम लैंप और डायोड;

- प्रतिरोधक, कैपेसिटर, कॉइल, ट्रांसफार्मर और ऑसिलेटरी सर्किट।

संरचनात्मक रूप से, "ब्लैक बॉक्स" खाली माचिस की डिब्बियों में बनाए जाते हैं। डिब्बे के अंदर है सर्किट आरेख, और बॉक्स को ही टेप से सील कर दिया जाता है। उपकरणों की मदद से अनुसंधान किया जाता है - एवोमीटर, जनरेटर, ऑसिलोस्कोप, आदि, - क्योंकि। ऐसा करने के लिए, आपको CVC और AFC बनाना होगा। छात्र उपकरण रीडिंग को कंप्यूटर में दर्ज करते हैं, जो परिणामों को संसाधित करता है और सीवीसी और आवृत्ति प्रतिक्रिया बनाता है। यह छात्रों को यह पता लगाने की अनुमति देता है कि "ब्लैक बॉक्स" में कौन से भाग हैं और उनके पैरामीटर निर्धारित करें।

"ब्लैक बॉक्स" के साथ ललाट प्रयोगशाला कार्य करते समय, उपकरणों और प्रयोगशाला उपकरणों की कमी से जुड़ी कठिनाइयाँ होती हैं। वास्तव में, अनुसंधान के लिए, 15 ऑसिलोस्कोप, 15 ध्वनि जनरेटर, आदि का होना आवश्यक है, अर्थात। महंगे उपकरणों के 15 सेट जो अधिकांश स्कूलों के पास नहीं हैं। और यहाँ आभासी "ब्लैक बॉक्स" बचाव के लिए आते हैं - संबंधित कंप्यूटर प्रोग्राम।

इन कार्यक्रमों का लाभ यह है कि अनुसंधान पूरी कक्षा द्वारा एक साथ किया जा सकता है। एक उदाहरण के रूप में, एक प्रोग्राम पर विचार करें जो "ब्लैक बॉक्स" को लागू करता है जिसमें एक यादृच्छिक संख्या जनरेटर का उपयोग करके केवल प्रतिरोधक होते हैं। डेस्कटॉप के बाईं ओर एक "ब्लैक बॉक्स" है। इसमें एक विद्युत परिपथ होता है जिसमें केवल प्रतिरोधक होते हैं जिन्हें बिंदुओं के बीच रखा जा सकता है ए, बी, सीऔर डी.

छात्र के पास अपने निपटान में तीन उपकरण हैं: एक शक्ति स्रोत (गणना को सरल बनाने के लिए इसका आंतरिक प्रतिरोध लिया जाता है शून्य, और ईएमएफ कार्यक्रम द्वारा यादृच्छिक रूप से उत्पन्न होता है); वाल्टमीटर (आंतरिक प्रतिरोध अनंत है); एमीटर (आंतरिक प्रतिरोध शून्य है)।

जब आप प्रोग्राम को "ब्लैक बॉक्स" के अंदर चलाते हैं तो एक विद्युत सर्किट यादृच्छिक रूप से उत्पन्न होता है जिसमें 1 से 4 प्रतिरोधक होते हैं। छात्र चार प्रयास कर सकता है। किसी भी कुंजी को दबाने के बाद, उसे किसी भी प्रस्तावित डिवाइस को किसी भी क्रम में "ब्लैक बॉक्स" के टर्मिनलों से जोड़ने की पेशकश की जाती है। उदाहरण के लिए, वह टर्मिनलों से जुड़ा था अब EMF = 3 V के साथ वर्तमान स्रोत (EMF मान प्रोग्राम द्वारा बेतरतीब ढंग से उत्पन्न होता है, इस मामले में यह 3 V निकला)। टर्मिनलों के लिए सीडीएक वाल्टमीटर जुड़ा हुआ है, और इसकी रीडिंग 2.5 वी निकली। इससे यह निष्कर्ष निकाला जाना चाहिए कि "ब्लैक बॉक्स" में कम से कम एक वोल्टेज डिवाइडर है। प्रयोग जारी रखने के लिए वोल्टमीटर के स्थान पर आप ऐमीटर जोड़ कर पाठ्यांक ले सकते हैं। यह डेटा स्पष्ट रूप से रहस्य को उजागर करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, दो और प्रयोग किए जा सकते हैं: वर्तमान स्रोत टर्मिनलों से जुड़ा है सीडी, और वाल्टमीटर और एमीटर - टर्मिनलों के लिए अब. इस मामले में प्राप्त डेटा पहले से ही "ब्लैक बॉक्स" की सामग्री को जानने के लिए पर्याप्त होगा। छात्र कागज पर आरेख बनाता है, प्रतिरोधों के मापदंडों की गणना करता है और शिक्षक को परिणाम दिखाता है।

शिक्षक, काम की जाँच करने के बाद, प्रोग्राम में उपयुक्त कोड दर्ज करता है, और इस "ब्लैक बॉक्स" के अंदर सर्किट और प्रतिरोधों के पैरामीटर डेस्कटॉप पर दिखाई देते हैं।

कार्यक्रम बेसिक में मेरे छात्रों द्वारा लिखा गया था। इसे चलाने के लिए विन्डोज़ एक्सपीया में विंडोज विस्टाआप एक एमुलेटर का उपयोग कर सकते हैं करने योग्य, उदाहरण के लिए, डॉस बॉक्स. आप इसे मेरी वेबसाइट www.physics-computer.by.ru से डाउनलोड कर सकते हैं।

यदि "ब्लैक बॉक्स" (तापदीप्त लैंप, डायोड, आदि) के अंदर गैर-रैखिक तत्व हैं, तो प्रत्यक्ष माप के अलावा, आपको सीवीसी लेना होगा। इस प्रयोजन के लिए, एक वर्तमान स्रोत, एक वोल्टेज होना आवश्यक है, जिसके आउटपुट पर वोल्टेज को 0 से एक निश्चित मान में बदला जा सकता है।

अधिष्ठापन और समाई का अध्ययन करने के लिए, आभासी ध्वनि जनरेटर और एक आस्टसीलस्कप का उपयोग करके आवृत्ति प्रतिक्रिया को मापना आवश्यक है।

गति चयनकर्ता।आइए "ओपन फिजिक्स" (2.6, भाग 2) से एक और कार्यक्रम पर विचार करें, जो द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर में वेग चयनकर्ता के साथ एक कम्प्यूटेशनल प्रयोग करना संभव बनाता है। द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके एक कण के द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए, वेगों द्वारा आवेशित कणों का प्रारंभिक चयन करना आवश्यक है। यह उद्देश्य तथाकथित द्वारा परोसा जाता है गति चयनकर्ता।

सरलतम वेग चयनकर्ता में, आवेशित कण एक समान विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र में गति करते हैं। एक फ्लैट कैपेसिटर की प्लेटों के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है, एक इलेक्ट्रोमैग्नेट के अंतराल में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जाता है। प्रारंभिक गति υ आवेशित कणों को वैक्टर के लंबवत निर्देशित किया जाता है इ और में .

आवेशित कण पर दो बल कार्य करते हैं: विद्युत बल क्यू इ और लोरेंत्ज़ चुंबकीय बल क्यू υ × बी . कुछ शर्तों के तहत, ये बल एक दूसरे को सटीक रूप से संतुलित कर सकते हैं। इस स्थिति में, आवेशित कण समान रूप से और सीधी रेखा में गति करेगा। कैपेसिटर के माध्यम से उड़ने के बाद, कण स्क्रीन में एक छोटे से छेद से गुजरेगा।

किसी कण के सरल रेखीय प्रक्षेपवक्र की स्थिति कण के आवेश और द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि केवल उसकी गति पर निर्भर करती है: क्यूई = क्यूयूबी→υ = ई/बी.

एक कंप्यूटर मॉडल में, आप विद्युत क्षेत्र की ताकत ई, चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण के मूल्यों को बदल सकते हैं बीऔर कणों का प्रारंभिक वेग υ . वेग चयन प्रयोग एक इलेक्ट्रॉन, एक प्रोटॉन, एक α-कण, और यूरेनियम-235 और यूरेनियम-238 के पूर्ण आयनित परमाणुओं के लिए किया जा सकता है। इस कंप्यूटर मॉडल में एक कम्प्यूटेशनल प्रयोग निम्नानुसार किया जाता है: छात्रों को बताया जाता है कि कौन सा आवेशित कण गति चयनकर्ता, विद्युत क्षेत्र की ताकत और कण की प्रारंभिक गति में उड़ता है। छात्र उपरोक्त सूत्रों का उपयोग करके चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की गणना करते हैं। उसके बाद, प्रोग्राम में डेटा दर्ज किया जाता है और कण की उड़ान देखी जाती है। यदि कण वेग चयनकर्ता के अंदर क्षैतिज रूप से उड़ता है, तो गणना सही होती है।

मुफ़्त पैकेज का उपयोग करके अधिक जटिल कम्प्यूटेशनल प्रयोग किए जा सकते हैं "विंडोज़ के लिए मॉडल विजन"।प्लास्टिक बैग मॉडल विजन स्टूडियो (एमवीएस)जटिल गतिशील प्रणालियों के इंटरैक्टिव दृश्य मॉडल को जल्दी से बनाने और उनके साथ कम्प्यूटेशनल प्रयोग करने के लिए एक एकीकृत ग्राफिकल शेल है। पैकेज सेंट पीटर्सबर्ग राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय के तकनीकी साइबरनेटिक्स के संकाय के "वितरित कंप्यूटिंग और कंप्यूटर नेटवर्क" विभाग में अनुसंधान समूह "प्रायोगिक ऑब्जेक्ट टेक्नोलॉजीज" द्वारा विकसित किया गया था। पैकेज का स्वतंत्र रूप से पुनर्वितरण योग्य मुक्त संस्करण एमवीएस 3.0 www.exponenta.ru पर उपलब्ध है। पर्यावरण में मॉडलिंग तकनीक एमवीएसएक आभासी प्रयोगशाला बेंच की अवधारणा पर आधारित है। उपयोगकर्ता सिम्युलेटेड सिस्टम के वर्चुअल ब्लॉक को स्टैंड पर रखता है। मॉडल के लिए वर्चुअल ब्लॉक या तो लाइब्रेरी से चुने जाते हैं या उपयोगकर्ता द्वारा फिर से बनाए जाते हैं। प्लास्टिक बैग एमवीएसएक कम्प्यूटेशनल प्रयोग के मुख्य चरणों को स्वचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है: अध्ययन के तहत वस्तु का गणितीय मॉडल बनाना, मॉडल के सॉफ़्टवेयर कार्यान्वयन को उत्पन्न करना, मॉडल के गुणों का अध्ययन करना और परिणामों को विश्लेषण के लिए सुविधाजनक रूप में प्रस्तुत करना। अध्ययन के तहत वस्तु निरंतर, असतत या संकर प्रणालियों के वर्ग से संबंधित हो सकती है। पैकेज जटिल भौतिक और तकनीकी प्रणालियों के अध्ययन के लिए सबसे उपयुक्त है।

उदहारण के लिएआइए एक काफी लोकप्रिय समस्या पर विचार करें। एक भौतिक बिंदु को एक कोण पर एक क्षैतिज तल पर फेंका जाता है और इस तल के साथ पूरी तरह से टकराता है। उदाहरण मॉडलिंग पैकेज के डेमो सेट में यह मॉडल लगभग अनिवार्य हो गया है। दरअसल, यह निरंतर व्यवहार (गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में उड़ान) और असतत घटनाओं (उछाल) के साथ एक विशिष्ट संकर प्रणाली है। यह उदाहरण मॉडलिंग के लिए एक वस्तु-उन्मुख दृष्टिकोण को भी दिखाता है: वायुमंडल में उड़ने वाली गेंद वायुहीन अंतरिक्ष में उड़ने वाली गेंद का वंशज है, और अपनी विशेषताओं को जोड़ते हुए स्वचालित रूप से सभी सामान्य विशेषताओं को प्राप्त करती है।

अंतिम, अंतिम, उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से, मॉडलिंग का चरण कम्प्यूटेशनल प्रयोग के परिणामों को प्रस्तुत करने के लिए फॉर्म का वर्णन करने का चरण है। ये तालिकाएँ, ग्राफ़, सतहें और वास्तविक समय में परिणामों को दर्शाने वाले एनिमेशन भी हो सकते हैं। इस प्रकार, उपयोगकर्ता वास्तव में सिस्टम की गतिशीलता को देखता है। चरण स्थान बिंदु स्थानांतरित हो सकते हैं, उपयोगकर्ता द्वारा तैयार किए गए संरचनात्मक तत्व रंग बदल सकते हैं, और उपयोगकर्ता स्क्रीन पर अनुसरण कर सकता है, उदाहरण के लिए, हीटिंग या कूलिंग प्रक्रियाएं। मॉडल के सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन के लिए बनाए गए पैकेजों में, विशेष विंडो प्रदान की जा सकती हैं, जो कम्प्यूटेशनल प्रयोग के दौरान, मापदंडों के मूल्यों को बदलने और परिवर्तनों के परिणामों को तुरंत देखने की अनुमति देती हैं।

भौतिक प्रक्रियाओं के दृश्य मॉडलिंग पर बहुत काम एमवीएसएमपीजीयू में आयोजित वहां, सामान्य भौतिकी के पाठ्यक्रम पर कई आभासी कार्य विकसित किए गए थे, जो वास्तविक प्रायोगिक सुविधाओं से जुड़े हो सकते हैं, जो आपको वास्तविक समय में प्रदर्शन पर एक साथ वास्तविक भौतिक प्रक्रिया और दोनों के मापदंडों में परिवर्तन का निरीक्षण करने की अनुमति देता है। इसके मॉडल के पैरामीटर, इसकी पर्याप्तता को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं। एक उदाहरण के रूप में, मैं "भौतिकी शिक्षक" विशेषता में मौजूदा राज्य शैक्षिक मानकों के अनुरूप खुली शिक्षा के इंटरनेट पोर्टल की प्रयोगशाला कार्यशाला से यांत्रिकी पर सात प्रयोगशाला कार्यों का हवाला देता हूं: अध्ययन आयताकार गतिएटवुड मशीन का उपयोग करना; गोली की गति मापना; हार्मोनिक दोलनों का जोड़; साइकिल के पहिए की जड़ता के क्षण को मापना; कठोर पिंड की घूर्णी गति का अध्ययन; एक भौतिक पेंडुलम का उपयोग करके मुक्त पतन त्वरण का निर्धारण; एक भौतिक लोलक के मुक्त दोलनों का अध्ययन।

पहले छह आभासी हैं और एक पीसी पर सिम्युलेटेड हैं मॉडलविजन स्टूडियो फ्री, और बाद वाले के पास आभासी संस्करण और दो वास्तविक दोनों हैं। एक में, दूरस्थ शिक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया, छात्र को स्वतंत्र रूप से एक बड़े पेपर क्लिप और इरेज़र से एक पेंडुलम बनाना चाहिए और इसे बिना गेंद के कंप्यूटर माउस के शाफ्ट के नीचे लटकाकर एक पेंडुलम प्राप्त करना चाहिए जिसका विक्षेपण कोण एक विशेष कार्यक्रम द्वारा पढ़ा जाता है और प्रयोग के परिणामों को संसाधित करते समय छात्र द्वारा उपयोग किया जाना चाहिए। यह दृष्टिकोण प्रायोगिक कार्य के लिए आवश्यक कुछ कौशलों को केवल एक पीसी पर काम करने की अनुमति देता है, और बाकी - उपलब्ध वास्तविक उपकरणों के साथ काम करते समय और उपकरणों तक दूरस्थ पहुंच के साथ। एक अन्य संस्करण में, मॉस्को स्टेट पेडागोगिकल यूनिवर्सिटी के भौतिकी संकाय के सामान्य और प्रायोगिक भौतिकी विभाग की कार्यशाला में प्रयोगशाला के काम के लिए पूर्णकालिक छात्रों की घरेलू तैयारी के लिए, छात्र एक प्रायोगिक सेटअप के साथ काम करने के कौशल का अभ्यास करता है। एक आभासी मॉडल पर, और प्रयोगशाला में एक विशिष्ट वास्तविक सेटअप पर और उसके आभासी मॉडल के साथ एक साथ प्रयोग करता है। साथ ही, वह ऑप्टिकल स्केल और स्टॉपवॉच के साथ-साथ अधिक सटीक और तेज़ साधनों के रूप में पारंपरिक माप उपकरणों का उपयोग करता है - एक ऑप्टिकल माउस और कंप्यूटर टाइमर के आधार पर एक गति संवेदक। एक ही घटना के सभी तीन अभ्यावेदन (पारंपरिक, एक कंप्यूटर और मॉडल से जुड़े इलेक्ट्रॉनिक सेंसर की मदद से परिष्कृत) की एक साथ तुलना हमें कंप्यूटर सिमुलेशन डेटा शुरू होने पर मॉडल की पर्याप्तता की सीमाओं के बारे में एक निष्कर्ष निकालने की अनुमति देती है। वास्तविक स्थापना पर फिल्माए गए कुछ समय बाद रीडिंग से अधिक से अधिक भिन्न होना।

पूर्वगामी भौतिक कम्प्यूटेशनल प्रयोग में कंप्यूटर का उपयोग करने की संभावनाओं को समाप्त नहीं करता है। तो एक रचनात्मक रूप से काम करने वाले शिक्षक और उसके छात्रों के लिए आभासी और वास्तविक भौतिक प्रयोग के क्षेत्र में हमेशा अप्रयुक्त अवसर होंगे।

यदि आपके पास कोई टिप्पणी या सुझाव है विभिन्न प्रकार केभौतिक कंप्यूटर प्रयोग, मुझे यहाँ लिखें:

ऊपर प्रस्तुत परिभाषा में, "प्रयोग" शब्द का दोहरा अर्थ है। एक ओर, एक कंप्यूटर प्रयोग में, साथ ही एक वास्तविक प्रयोग में, मापदंडों में या बाहरी प्रभावों में कुछ परिवर्तनों के लिए सिस्टम की प्रतिक्रियाओं का अध्ययन किया जाता है। तापमान, घनत्व, संरचना को अक्सर मापदंडों के रूप में उपयोग किया जाता है। और प्रभाव अक्सर यांत्रिक, विद्युत या चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से महसूस किए जाते हैं। अंतर केवल इतना है कि प्रयोगकर्ता एक वास्तविक प्रणाली के साथ काम कर रहा है, जबकि एक कंप्यूटर प्रयोग में एक वास्तविक वस्तु के गणितीय मॉडल के व्यवहार पर विचार किया जाता है। दूसरी ओर, अच्छी तरह से परिभाषित मॉडलों के लिए कठोर परिणाम प्राप्त करने की क्षमता विश्लेषणात्मक सिद्धांतों की भविष्यवाणियों का परीक्षण करने के लिए सूचना के एक स्वतंत्र स्रोत के रूप में एक कंप्यूटर प्रयोग का उपयोग करना संभव बनाती है और इसलिए, इस क्षमता में, सिमुलेशन परिणाम खेलते हैं। प्रयोगात्मक डेटा के समान मानक की भूमिका।

जो कुछ कहा गया है, उससे यह देखा जा सकता है कि कंप्यूटर प्रयोग स्थापित करने के लिए दो अलग-अलग दृष्टिकोणों की संभावना है, जो कि समस्या की प्रकृति के हल होने के कारण है और इस प्रकार एक मॉडल विवरण की पसंद को निर्धारित करता है।

सबसे पहले, एमडी या एमसी विधियों द्वारा गणना एक विशिष्ट वास्तविक प्रणाली के गुणों की भविष्यवाणी और भौतिक प्रयोग के साथ उनकी तुलना से संबंधित पूरी तरह उपयोगितावादी लक्ष्यों का पीछा कर सकती है। इस मामले में, दिलचस्प भविष्यवाणियां करना और अत्यधिक परिस्थितियों में अनुसंधान करना संभव है, उदाहरण के लिए, अत्यधिक उच्च दबाव या तापमान पर, जब वास्तविक प्रयोग विभिन्न कारणों से असंभव हो या बहुत अधिक सामग्री लागत की आवश्यकता हो। कंप्यूटर सिमुलेशन अक्सर एक जटिल आणविक प्रणाली के व्यवहार के बारे में सबसे विस्तृत ("सूक्ष्म") जानकारी प्राप्त करने का एकमात्र तरीका है। यह विशेष रूप से विभिन्न बायोसिस्टम्स के साथ गतिशील प्रकार के संख्यात्मक प्रयोगों द्वारा स्पष्ट रूप से दिखाया गया था: मूल राज्य, डीएनए और आरएनए टुकड़े में गोलाकार प्रोटीन। , लिपिड झिल्ली। कई मामलों में, प्राप्त आंकड़ों ने इन वस्तुओं की संरचना और कार्यप्रणाली के बारे में पहले से मौजूद विचारों को संशोधित या महत्वपूर्ण रूप से बदलना आवश्यक बना दिया। इसी समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि चूंकि इस तरह की गणनाओं में विभिन्न प्रकार की वैलेंस और गैर-वैलेंस क्षमता का उपयोग किया जाता है, जो केवल परमाणुओं की वास्तविक बातचीत का अनुमान लगाते हैं, यह परिस्थिति अंततः मॉडल और वास्तविकता के बीच पत्राचार की डिग्री निर्धारित करती है। . प्रारंभ में, उलटा समस्या हल हो जाती है, जब उपलब्ध प्रायोगिक डेटा के अनुसार क्षमता का अंशांकन किया जाता है, और उसके बाद ही इन क्षमता का उपयोग सिस्टम के बारे में अधिक विस्तृत जानकारी प्राप्त करने के लिए किया जाता है। कभी-कभी, इंटरटॉमिक इंटरैक्शन के पैरामीटर सरल मॉडल यौगिकों के लिए किए गए क्वांटम रासायनिक गणनाओं से सैद्धांतिक रूप से पाए जा सकते हैं। एमडी या एमसी विधियों द्वारा मॉडलिंग करते समय, एक अणु को क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करते हुए, इलेक्ट्रॉनों और नाभिकों के एक सेट के रूप में नहीं, बल्कि बाध्य शास्त्रीय कणों - परमाणुओं की एक प्रणाली के रूप में माना जाता है। ऐसा मॉडल कहा जाता है अणु का यांत्रिक मॉडल .

कंप्यूटर प्रयोग स्थापित करने के लिए एक और दृष्टिकोण का लक्ष्य अध्ययन के तहत प्रणाली के व्यवहार के सामान्य (सार्वभौमिक या मॉडल-अपरिवर्तनीय) पैटर्न को समझना हो सकता है, जो कि किसी दिए गए वर्ग की सबसे विशिष्ट विशेषताओं द्वारा निर्धारित किए गए पैटर्न हैं। वस्तुओं की, लेकिन किसी एक यौगिक की रासायनिक संरचना के विवरण से नहीं। अर्थात्, इस मामले में, कंप्यूटर प्रयोग का लक्ष्य कार्यात्मक संबंधों की स्थापना है, न कि संख्यात्मक मापदंडों की गणना। पॉलिमर के स्केलिंग सिद्धांत में यह विचारधारा सबसे स्पष्ट रूप से मौजूद है। इस दृष्टिकोण के संदर्भ में कंप्यूटर मॉडलिंगएक सैद्धांतिक उपकरण के रूप में कार्य करता है, जो सबसे पहले, आपको सिद्धांत के मौजूदा विश्लेषणात्मक तरीकों के निष्कर्षों की जांच करने या उनकी भविष्यवाणियों को पूरक करने की अनुमति देता है। विश्लेषणात्मक सिद्धांत और कंप्यूटर प्रयोग के बीच यह बातचीत बहुत उपयोगी हो सकती है जब दोनों दृष्टिकोण समान मॉडल का उपयोग करने का प्रबंधन करते हैं। बहुलक अणुओं के ऐसे सामान्यीकृत मॉडल का सबसे महत्वपूर्ण उदाहरण तथाकथित है जाली मॉडल . इसके आधार पर, कई सैद्धांतिक निर्माण किए गए हैं, विशेष रूप से, शास्त्रीय के समाधान से संबंधित और, कुछ अर्थों में, पॉलिमर के भौतिक रसायन विज्ञान की मुख्य समस्या, रचना पर बल्क इंटरैक्शन के प्रभाव पर और, तदनुसार, पर एक लचीली बहुलक श्रृंखला के गुण। थोक अंतःक्रियाओं को आमतौर पर शॉर्ट-रेंज प्रतिकारक बलों के रूप में समझा जाता है जो मैक्रोमोलेक्यूल के यादृच्छिक झुकने के कारण अंतरिक्ष में एक-दूसरे से संपर्क करने पर श्रृंखला के साथ दूर के लिंक के बीच उत्पन्न होती हैं। जाली मॉडल में, एक वास्तविक श्रृंखला को एक टूटे हुए पथ के रूप में माना जाता है जो किसी दिए गए प्रकार के नियमित जाली के नोड्स से गुजरता है: क्यूबिक, टेट्राहेड्रल, आदि। कब्जे वाले जाली नोड्स बहुलक इकाइयों (मोनोमर्स) और कनेक्टिंग सेगमेंट से मेल खाते हैं वे एक मैक्रोमोलेक्यूल के कंकाल में रासायनिक बंधों के अनुरूप हैं। प्रक्षेपवक्र के स्व-चौराहों का निषेध (या, दूसरे शब्दों में, एक जाली साइट में दो या दो से अधिक मोनोमर्स के एक साथ प्रवेश की असंभवता) मॉडल वॉल्यूमेट्रिक इंटरैक्शन (चित्र। 1)। अर्थात्, यदि, उदाहरण के लिए, यदि MC पद्धति का उपयोग किया जाता है और जब एक बेतरतीब ढंग से चयनित लिंक को विस्थापित किया जाता है, तो यह पहले से ही कब्जे वाले नोड में गिर जाता है, तो इस तरह की नई रचना को छोड़ दिया जाता है और अब इसकी गणना में ध्यान नहीं दिया जाता है रुचि के सिस्टम पैरामीटर। जाली पर विभिन्न श्रृंखला की व्यवस्था बहुलक श्रृंखला के अनुरूप है। उनके अनुसार, आवश्यक विशेषताओं का औसत निकाला जाता है, उदाहरण के लिए, श्रृंखला आर के सिरों के बीच की दूरी।

इस तरह के एक मॉडल के अध्ययन से यह समझना संभव हो जाता है कि वॉल्यूम इंटरैक्शन रूट-मीन-स्क्वायर वैल्यू की निर्भरता को कैसे प्रभावित करता है श्रृंखला एन में लिंक की संख्या पर . पाठ्यक्रम मूल्य , जो पॉलिमर कॉइल के औसत आकार को निर्धारित करता है, विभिन्न सैद्धांतिक निर्माणों में मुख्य भूमिका निभाता है और प्रयोगात्मक रूप से मापा जा सकता है; हालाँकि, निर्भरता की गणना के लिए अभी भी कोई सटीक विश्लेषणात्मक सूत्र नहीं है एन पर बल्क इंटरैक्शन की उपस्थिति में। पड़ोसी जाली नोड्स में गिरने वाले लिंक के उन जोड़े के बीच आकर्षण की एक अतिरिक्त ऊर्जा पेश करना भी संभव है। कंप्यूटर प्रयोग में इस ऊर्जा को अलग-अलग करके, विशेष रूप से, "कॉइल-ग्लोब्यूल" संक्रमण नामक एक दिलचस्प घटना की जांच करना संभव है, जब इंट्रामोल्यूलर आकर्षण की ताकतों के कारण, एक अनफोल्ड पॉलीमर कॉइल को संकुचित और रूपांतरित किया जाता है। कॉम्पैक्ट संरचना - एक तरल सूक्ष्म बूंद जैसा दिखने वाला ग्लोब्यूल। इस तरह के संक्रमण के विवरण को समझना सबसे अधिक विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है सामान्य विचारजैविक विकास के क्रम के बारे में जिसके कारण गोलाकार प्रोटीन का उदय हुआ।

जाली मॉडल के विभिन्न संशोधन हैं, उदाहरण के लिए, जिनमें लिंक के बीच के बंधनों की लंबाई निश्चित मान नहीं है, लेकिन एक निश्चित अंतराल में बदल सकते हैं, जो केवल श्रृंखला स्व-क्रॉसिंग के निषेध की गारंटी देता है, इस प्रकार व्यापक रूप से प्रयुक्त मॉडल "उतार-चढ़ाव वाले बांड" के साथ व्यवस्थित है। हालाँकि, सभी जाली मॉडल में समानता है कि वे हैं असतत,अर्थात्, ऐसी प्रणाली के संभावित अनुरूपताओं की संख्या हमेशा परिमित होती है (हालांकि श्रृंखला में अपेक्षाकृत कम संख्या में कड़ियों के साथ भी यह एक खगोलीय मान हो सकता है)। सभी असतत मॉडलों में बहुत अधिक कम्प्यूटेशनल दक्षता होती है, लेकिन, एक नियम के रूप में, केवल मोंटे कार्लो पद्धति द्वारा जांच की जा सकती है।

कुछ मामलों के लिए, उपयोग करें निरंतर पॉलिमर के सामान्यीकृत मॉडल जो निरंतर रूप से परिवर्तन करने में सक्षम हैं। सबसे सरल उदाहरण एक दी गई संख्या से बनी एक श्रृंखला है एनकठोर या लोचदार लिंक द्वारा श्रृंखला में जुड़ी हुई ठोस गेंदें। ऐसी प्रणालियों का मोंटे कार्लो विधि और आणविक गतिकी विधि दोनों द्वारा अध्ययन किया जा सकता है।