Geum.ru

Н. Э. Баумана. III тур всероссийской олимпиады по физике в технических вузах программа

Вид материалаПрограмма

Содержание


Физический кабинет ИМТУ. 1902г.
Физическая лаборатория МГТУ. 1995 г.
Выдающиеся деятели кафедры
Подобный материал:
1   2   3


Физический кабинет ИМТУ. 1902г.


В 1906г. в учебной физической лаборатории кафедры был организован специальный практикум, в котором проводили научные исследования, как преподаватели, так и студенты. Иначе говоря, специальный практикум ставил своей целью расширение и углубление физических знаний студентов путем самостоятельной работы над вопросами, имевшими не только научное, но и прикладное значение.

В 1906/07 уч. г. по предложению проф. В.С.Щегляева курс физики был разделен на две части: физика-1 и физика-2. Кроме того, был введен новый лекционный

курс "Методы физических измерений".

В программу по физике-1 входили разделы: механика, теплота, звук, а в программу физика-2 - разделы: свет, электричество и магнетизм, основы теории ионов и электронов, радиоактивные вещества.

Таким образом, разработанная проф. В.С.Щегляевым программа очень точно и полно отражала современное развитие физики.

Физика-1 читалась проф. В.С.Щегляевым в 1-м и 2-м семестрах студентам химического и механического факультетов по три часа в неделю. (Учебный Комитет ИМТУ в 1905г. преобразовал отделения в факультеты). Физика-2 читалась в 3-м и 4-м семестрах студентам химического факультета 3 часа в неделю.

Курс "Методы физических измерений" также читался проф. В.С.Щегляевым на обоих факультетах в 4-м семестре по два часа в неделю.

Лабораторные занятия проводились после прослушивания физики-1 в 3-м и 4-м семестрах по 3 часа в неделю на механическом и 4 часа в неделю на химическом факультетах.

Занятия в физической лаборатории проводили преподаватели А.П.Величковский, К.А.Круг и Д.И.Виноградов.

Учебным планом предусматривалось также проведение упражнений по всем разделам физики.

Кроме большой учебно-методической работы проф. В.С.Щегляев проводил серьезные изыскания в физической лаборатории ИМТУ. Он занимался исследованиями электрических колебаний, электромагнитных волн, изучал влияние магнитного поля на электрический ток. Работа В.С.Щегляева по исследованию диэлектрических постоянных газов и диэлектриков была оценена А.Г.Столетовым и его учениками как имеющая большое значение для обоснования теории Максвелла.

В 1908г. по рекомендации всемирно известного русского физика, профессора Московского университета П.Н.Лебедева на должность лаборанта кафедры физики был зачислен Петр Петрович Лазарев (1878-1942гг.), с именем которого связаны наиболее яркие страницы истории кафедры.

С весеннего семестра 1909/10 уч. года П.П.Лазарев начал чтение в ИМТУ специального курса по электричеству и магнетизму, а впоследствии и общего курса физики и проведение специальных лабораторных работ. С этого же времени П.П.Лазарев развертывает в училище научно-исследовательскую работу. В 1912г. П.П.Лазарев защитил докторскую диссертацию на тему "Выцветание красок и пигментов в видимом свете" и в том же году становится заведующим кафедрой физики ИМТУ.

Значительное число исследований, начатых П.П.Лазаревым еще в физической лаборатории Московского университета, продолжались в лабораториях Физико-электротехнического и Химического институтов училища. В частности, за период 1907-1917гг. им выполнялись фотохимические исследования, работы по люминесценции, фотометрии, разрабатывалась ионная теория возбуждения. Впоследствии он работал над проблемой применения законов термодинамики к биологическим процессам.

Благодаря большой научной и организационной работе, которая проводилась в Физико-электротехническом институте училища под руководством П.П.Лазарева, институт превратился в крупный научный центр по физике.

За выдающиеся достижения в физике и биофизике П.П.Лазарев в 1917г. был избран действительным членом Российской Академии наук.

В 1919г. П.П.Лазарев возглавил комиссию по изучению перспектив эксплуатации Курской магнитной аномалии. С 1932г. заведовал лабораторией биофизики Всесоюзного института экспериментальной медицины, а с 1938г. - директор Биофизической лаборатории АН СССР. В МВТУ проработал до 1931г., будучи одновременно директором Научно-исследовательского института физики и биофизики.

В 1914-1917гг., несмотря на трудности военного времени, занятия в физической лаборатории проходили в полном объеме, хотя число студентов из-за мобилизации в армию уменьшилось почти на 40%. Более того, физкабинет за этот период пополнился приборами и инструментами на общую сумму 4531 рублей.

В 1918г. в МВТУ (название училища с 1918г.) вместо двух стало четыре факультета: механический, химический, электротехнический и инженерно-строительный. Это привело к необходимости увеличения штата кафедры физики. Для работы на кафедре П.П.Лазарев привлек плеяду талантливых молодых преподавателей, ставших впоследствии выдающимися учеными в различных областях физики, что имело огромное значение для укрепления авторитета кафедры физики МВТУ. Многие среди них были учениками П.Н.Лебедева: С.И.Вавилов (впоследствии академик, президент АН СССР), А.С.Предводителев (впоследствии член-корреспондент АН СССР), А.Б.Млодзиевский, П.Н.Беликов, С.Н.Ржевкин, Б.В.Ильин, Н.П.Неклепаев (впоследствии профессора различных вузов). Кроме того, на кафедре работали Г.И.Покровский, А.К.Трапезников, Т.К.Молодый, Э.В.Шпольский (также впоследствии профессора различных вузов), и др.

После перехода П.П.Лазарева в 1925г. в Научно-исследовательский институт физики и биофизики АН СССР директором ФЭТИ и одновременно заведующим кафедрой физики стал профессор Н.Е.Успенский. Свою научную деятельность Н.Е.Успенский начинал в физической лаборатории у П.Н.Лебедева. В дальнейшем Н.Е.Успенский занимался рентгеноструктурным анализом в группе известного кристаллографа, член-корреспондента АН СССР Г.В.Вульфа.

Н.Е.Успенский заведовал кафедрой физики до 1930г., когда приказом № 1053 по ВСНХ СССР училище было разделено на пять самостоятельных высших учебных заведений. Училище стало называться Московским механико-машиностроительным институтом (МММИ), а Физико-электротехнический институт перешел к Высшему энергетическому училищу (ныне МЭИ).

С 1930г. по 1934г. кафедрой физики заведовал профессор Б.И.Котов. Этот период был трудным в жизни кафедры. Отсутствие физической лаборатории отрицательно сказалось на учебном процессе, т.к. студенты МММИ занимались уже в чужой лаборатории вместе со студентами МЭИ, а преподаватели кафедры физики были лишены базы для научно-исследовательской работы и роста их профессиональной квалификации. Поэтому в те годы на кафедре в основном велась учебно-методическая работа: совершенствовались учебные программы, проводилась увязка лекций с семинарскими занятиями.

В конце 1934г. Физико-электротехнический институт был возвращен МММИ, в помещении которого разместилась кафедра физики.

В последующие годы кафедрой заведовал Н.А.Смирнов.

Возврат помещения Физико-электротехнического института со своей материальной базой в МММИ стимулировал развитие научно-исследовательских работ на кафедре физики.

В 1939г. заведующим кафедрой физики был избран ученик П.Н.Лебедева профессор В.Д.Зернов (1878-1946), руководивший кафедрой до 1946г.

В этот период на все виды занятий со студентами 1 курса было отведено 240 часов; из них 120 часов - на лекции, которые читались в течение всего года по 3 часа в шестидневку (это был период, когда месяц делился на шестидневки, а не на недели). На работу в лаборатории и на упражнения было отведено по 60 часов соответственно.

В тяжелые военные 1941-43гг. кафедра физики, разделенная на две в результате эвакуации большей части студентов института и профессорско-преподавательского состава в Ижевск, работала по полной программе. Основная часть преподавателей во главе с В.Д.Зерновым оставшихся в Москве, занималась не только со студентами МММИ, но и других ВУЗов.

В Ижевске на кафедре физики работали 3 доцента и 1 ассистент. Временно исполняющим обязанности заведующего кафедрой был доцент В.В.Фролов - впоследствии заведующий кафедрой химии МВТУ. Работа кафедры физики в Ижевске была затруднена из-за отсутствия лекционных демонстраций и лабораторной базы, занятия там проходили в три смены. Для проведения лабораторных занятий местными властями была предложена физическая лаборатория Ижевского медицинского института. Но использовать ее эффективно было невозможно из-за совершенно разных программ по физике.

Весной 1943г., когда МВТУ (наименование училища было восстановлено) вернулось в Москву, благодаря усилиям сотрудников кафедры достаточно быстро начала функционировать в полном объеме физическая лаборатория в здании Физико-электротехнического института.

В 1944-1945гг. коллектив кафедры в основном занимался учебно-методической работой. Составлялись новые учебные планы и программы по физике. Впервые для проверки теоретических знаний в середине семестра был введен коллоквиум перед выполнением контрольной лабораторной работы.

В послевоенные годы научно-исследовательская работа на кафедре физики получила значительный импульс с приходом в МВТУ автора известного учебника по физике для ВТУЗов профессора К.А.Путилова, возглавившего кафедру в конце 1946г. В частности, проводилась работа по трубкам Кубецкого для АН СССР (заказчик - Институт телемеханики и автоматики).

Работа по трубкам Кубецкого (так назывались фотоэлектронные умножители - ФЭУ) была правительственной; она проводилась под руководством самого Л.А.Кубецкого - изобретателя ФЭУ. По этой теме работали ассистент А.С.Наумовец и учебный мастер Н.И.Нетылев - ветеран ВОВ; трубки Кубецкого изготавливались непосредственно в мастерской кафедры физики. Следует отметить еще одну исследовательскую работу А.С.Наумовца, выполнявшуюся в середине 50-х годов и имевшую прикладной характер, а именно: датчик влажности для самолета ТУ-104. В дальнейшем серийное изготовление этих датчиков было налажено на Московском электроламповом заводе.

К концу 40-х годов число студентов МВТУ значительно возросло и достигло 5100 человек. Аудиторного фонда в физической лаборатории в помещении Физико-электротехнического института стало не хватать, и в 1950г. кафедра физики была переведена в главное здание училища, где и находится поныне (само здание Физико-электротехнического института в связи с реконструкцией МВТУ было ликвидировано).

В 50-60 годы на кафедре физики МВТУ большое значение, сохраняющееся и в наши дни, получила научно-методическая работа доцента А.В.Беклемишева по вопросам организации физпрактикумов во ВТУЗ' ах.

Заметный вклад в совершенствование учебного процесса того периода внесли замечательные старшие преподаватели кафедры В.А.Изволенская, Е.Ф.Дубинина, А.А.Воробьева, А.В.Расторгуева (впоследствии доцент кафедры), И.П.Холина, И.М.Зейтман, Л.Н.Климов.

История демонстрационного физического кабинета кафедры в течение многих лет была тесно связана с именем старшего преподавателя В.Н.Разживина - ветерана ВОВ, продолжателя известной династии лекционных демонстраторов по физике в ВУЗ' ах Москвы. Благодаря усилиям В.Н.Разживина в предвоенные и послевоенные годы происходило интенсивное оснащение физического кабинета кафедры. Было закуплено новое лабораторное оборудование, приобретены современные приборы, благодаря чему физический кабинет МВТУ превратился в один из лучших во ВТУЗах. В.Н.Разживину принадлежат оригинальные демонстрации, успешно идущие и в наши дни.

В настоящее время демонстрационный кабинет кафедры физики МГТУ обеспечивает все разделы физики, особенно широко и разнообразно представлены разделы механики, электромагнетизма, оптики. Демонстрационный кабинет содержит более 280 демонстраций.

Сегодня кафедра физики располагает специализированной лекционной аудиторией, снабженной затемняющими шторами, разнообразной проекционной аппаратурой и несколькими экранами. Это позволяет проводить чтение лекций по физике, сопровождая их полными демонстрациями.

После ухода из МВТУ К.А.Путилова кафедру физики с 1952 по1976г. возглавляли доцент Е.А.Ляхов, профессора А.Н.Обморшев, Я.В.Кравцов, Г.А.Никитин, А.Г.Шафигуллин, В.Н.Родичев, Г.Г.Слезов, Ф.П.Денисов.

Более 22-х лет (с 1976г. по июнь1998г.) кафедру физики МГТУ возглавлял профессор Павлов К.Б., пришедший на кафедру в 1953г. после окончания Физического факультета МГУ.

Свои первые научные исследования К.Б.Павлов начал под руководством профессора К.П.Станюковича - основателя научной школы по магнитной гидродинамике в МВТУ и на Физическом факультете МГУ. Работы К.Б.Павлова посвящены вопросам теории магнитогидродинамических течений, их устойчивости. Продолжением исследований по магнитной гидродинамике неньютоновских сред явился обширный цикл работ по теории процессов нелинейного переноса и связанных с ней вопросов теории квазилинейных дифференциальных уравнений параболического типа. К работе по этим проблемам К.Б.Павлов привлек большую группу молодых преподавателей кафедры и студентов МВТУ.

Сегодня кафедра физики МГТУ является ведущей среди кафедр физики технических вузов страны. Если в 1976г. в штате кафедры физики МВТУ числились: 1 профессор, 13 доцентов, 22 старших преподавателя, 19 ассистентов, то в 1998г. в ее штате: 15 профессоров, 42 доцента, 7 старших преподавателей, 2 ассистента. Кроме того, на кафедре работают 4 профессора, 3 доцента, 1 старший преподаватель - совместители из ФИАНа, ИОФАНа и других институтов РАН.

Студенты всех факультетов МГТУ изучают общий курс физики во II-IY семестрах. Во втором семестре изучаются разделы: физическая механика, колебания и волны, молекулярная физика и термодинамика; в третьем семестре - разделы: электромагнетизм, оптика; в четвертом семестре - квантовая физика, физика твердого тела, ядерная физика. Кроме общего курса на ряде выпускающих кафедр МГТУ преподаватели кафедры физики читают специальные курсы. Так, профессор В.В.Толмачев читает два спецкурса: "Тепломассоперенос при нанесении покрытий" и "Термодинамика, и электродинамика сплошной среды", профессор М.И.Киселев читает курс "Физические основы измерений", профессор С.П.Еркович читает курс "Оптическая обработка информации".

Начиная с середины 70-х годов, коллектив кафедры приступил к реализации большой программы реорганизации физпрактикума. Руководство МГТУ выделило для этого значительные средства, на которые было приобретено современное оборудование и приборы. Практически все преподаватели кафедры участвовали в этой работе; были созданы уникальные лабораторные установки, авторами которых являются, в частности, профессор С.П.Еркович, профессор Ю.В.Корнев, доцент А.Г.Андреев, доцент Ю.И.Беззубов, доцент С.Н.Тараненко, доцент Г.В.Балабина, доцент В.И.Вишняков. Благодаря неутомимой работе Л.Н.Климова, отвечавшего за своевременную подготовку к изданию методической литературы, все лабораторные работы были обеспечены соответствующими материалами.

В 1981-1985гг. кафедра физики совместно с ВСНПО "Союзвузприбор" Минвуза СССР участвовала в разработке рекомендаций по техническому оснащению физпрактикумов вузов страны (руководитель доцент к.т.н. Г.В.Балабина).

Учебное оборудование и методика проведения лабораторных работ, разработанных кафедрой физики МВТУ, были использованы в качестве прототипов при создании учебного лабораторного оборудования для ВУЗов.

В общем физическом практикуме кафедры занимаются студенты II-IY семестров по разделам, соответствующим лекционным курсам.

Всего общий физический практикум насчитывает 63 наименования лабораторных работ, методические указания к которым составлены преподавателями кафедры. Особо следует выделить большую работу доцента кафедры И.Н.Фетисова - автора 14 оригинальных лабораторных работ по разделам четвертого семестра.

Введение в строй новых лабораторных работ проводится ежегодно.

Основное внимание в лаборатории второго семестра уделяется умению студентов работать с приборами и обрабатывать результаты измерений. Широкое внедрение элементов научного исследования в физический практикум при изучении физических явлений способствовало активизации познавательной деятельности студентов в изучении физики. Это позволило кафедре перейти к организации двухуровневого учебного физпрактикума, состоящего из общего практикума и практикума с элементами научно-исследовательской работы студентов (зал НИРС). Инициатором создания физпрактикума НИРС стал профессор В.Н.Корчагин, являющийся научным руководителем физпрактикума.

Теперь отлично успевающие студенты имеют возможность работать в физпрактикуме НИРС по индивидуальным маршрутам на сложном оборудовании и современной вычислительной технике.

В зале НИРС размещены 60 лабораторных работ, в которых изучаются фундаментальные законы, явления и эффекты в области электромагнетизма, оптики, квантовой и ядерной физики, физики твердого тела.

Большинство лабораторных работ в зале НИРС отличаются от стандартных лабораторных работ тем, что они позволяют не только ознакомиться с тем или иным физическим явлением, но и определить зависимость этого явления от совокупности различных факторов, влияющих на характер и динамику развития физического процесса.

Почти половина лабораторных работ в зале НИРС - оригинальные разработки преподавателей и сотрудников кафедры физики, как результат внедрения в учебный процесс проводимых на кафедре научно-исследовательских работ.

Остальные лабораторные работы созданы на базе типовых установок и оборудования, серийно выпускаемых отечественной промышленностью, в том числе РОСУЧПРИБОР.

Особое внимание уделено прикладному характеру лабораторных работ, что чрезвычайно важно для будущего выпускника технического университета.

Для обработки экспериментальных данных и моделирования физических процессов в зале НИРС имеются персональные компьютеры с набором программ.

Высокий уровень лабораторных работ физпрактикума НИРС открыл возможность кафедре физики МГТУ совместно с НПО РОСУЧПРИБОР и Орегонским университетом (США) участвовать в реализации программы "Всемирная студенческая лаборатория" с использованием электронных сетей Internet. От кафедры физики МГТУ эту работу проводил доцент В.В.Бростюк, в настоящее время - доцент А.М.Афонин.

Создание двухуровневого физпрактикума, по существу, восстанавливает традиции специального практикума, существовавшего в ИМТУ в начале нашего столетия.

Параллельно с реорганизацией физпрактикума продолжалась работа коллектива кафедры по совершенствованию учебного процесса: корректировалась методика преподавания физики, в учебных программах были расширены разделы по элементам квантовой механики, по физике твердого тела, голографии и др., что дало возможность учесть современные достижения науки и техники. Здесь следует отметить большую организаторскую работу доцента Л.С.Ермолаева, доцента А.И.Арзамасовой, доцента Ю.И.Беззубова, доцента А.Ф.Наумова. Под руководством доцента А.Ф.Наумова на кафедре постоянно работает учебно-методическая комиссия, которая составляет программы по курсу физики, календарные учебные планы, рассматривает и рекомендует к изданию методические указания и пособия, обсуждает методику проведения отдельных лекций, семинаров, лабораторных работ, на заседаниях комиссии рассматриваются экзаменационные и зачетные билеты.




Физическая лаборатория МГТУ. 1995 г.


В настоящее время по инициативе профессора В.В.Толмачева на кафедре создан и апробирован на факультете ИУ расширенный курс физики для технических университетов; применительно к этому курсу изданы задачники по различным разделам физики (авторы проф. В.В.Толмачев и проф. И.Н.Алиев).

В работе кафедры физики существенное место занимает учебная работа на филиалах МГТУ, т.к. на всех них занятия по физике также обеспечиваются профессорско-преподавательским коллективом кафедры физики. Все филиалы имеют свои физпрактикумы и свои физические кабинеты, но наилучшее оснащение получили физпрактикум и физический кабинет в Кунцевском филиале - Радиотехническом отраслевом факультете МГТУ. В связи с переходом на дневную форму обучения на Кунцевском филиале в 1977г. была создана физическая лаборатория, в организации которой главная роль принадлежит старшему преподавателю П.В.Граменицкому. Благодаря ему физпрактикум филиала достиг такого же высокого уровня, как и физпрактикум кафедры в основном здании МГТУ.

За последние годы неизмеримо вырос научный потенциал кафедры. Ученые кафедры физики проводят интенсивные исследования по различным направлениям современной физики. Результаты их исследований имеют широкое признание научной общественности в стране и за рубежом, достойно представляя кафедру физики МГТУ. В 1984г. доцент М.А.Яковлев вместе с учеными МГУ, ИАЭ им. И.В.Курчатова, Харьковского университета стал соавтором открытия № 255 в области физики низкотемпературной плазмы.

Характерной особенностью исследований, проводимых на кафедре физики в последние годы, является тесное сотрудничество с ведущими научными центрами страны, такими как: Физический институт РАН, Институт общей физики РАН, Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова, Институт высоких температур РАН, Институт прикладной математики РАН, Институт проблем механики РАН, Московский физико-технический институт, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Московский инженерно-физический институт и др. Можно также отметить растущее профессиональное сотрудничество со многими специальными кафедрами МГТУ.

В течение многих лет на кафедре успешно действует аспирантура, комплектуемая, главным образом, из выпускников МГТУ. Стало прочной традицией, что к работе научно-исследовательских групп широко привлекаются студенты, в частности, на функционирующий при кафедре Центр прикладной физики (научный руководитель профессор М.И.Киселев).

В настоящее время на кафедре физики сформировались научные школы профессоров К.Б.Павлова, Ю.В.Корнева, М.И.Киселева, В.В.Толмачева, С.П. Ерковича.

Под руководством профессора К.Б.Павлова проводятся исследования по магнитной гидрогазодинамике, теории нелинейного переноса. Под его руководством 15 сотрудников этой группы защитили кандидатские диссертации; впоследствии трое из них (Л.К. Мартинсон, А.М. Макаров, А.С. Романов) стали докторами наук; в развитие тематики по нелинейному переносу завершена еще одна докторская диссертация (М.А.Яковлев), которая в настоящее время проходит апробацию.

Исследования научной группы профессора М.И.Киселева посвящены проблемам использования ресурсов космического пространства для управления движения космических летательных аппаратов, волновой динамики проводящих сред, теории адиабатических инвариантных измерительных систем. Доктор ф.-м. н. проф. А.Н.Морозов (заведующий кафедрой физики МГТУ с июля 1998г.) и 17 кандидатов наук вышли из этой школы.

В научной группе профессора В.В.Толмачева проводятся исследования интерференционных явлений в электродинамике, физике твердого тела. Из этой школы вышло 13 кандидатов наук, трое из которых стали докторами наук.

В научной группе профессора С.П. Ерковича проводятся исследования по квантовой оптике; им подготовлено 12 кандидатов ф.-м. н.

В научной группе профессора Ю.В.Корнева на кафедре создана лаборатория тонких магнитных пленок; им подготовлено восемь кандидатов ф.-м. н. Впоследствии его ученик Д.И.Семенцов стал доктором ф.-м.н., профессором.

В этом году кафедре исполняется 175 лет!


Выдающиеся деятели кафедры




Щегляев Владимир сергеевич


1857 — 1919


В 1887 г. по инициативе проф. Владимира Сергеевича Щегляева, возглавлявшего кафедру с 1886 до 1912 г., в училище была организована физическая лаборатория (физический практикум), ставший частью общего курса физики. В 1902 г. по проекту, в котором участвовал В. С. Щегляев, был построен Физико-электротехнический институт, прекрасно оборудованный и размещенный во дворе главного здания училища. В нем размещались физический кабинет с Большой лекционной аудиторией, физический практикум и электротехническая лаборатория. Проф. В.С. Щегляев опубликовал работу о возможности беспроволочного телеграфирования, проводил исследования электрических колебаний, электромагнитных волн и прохождения тока в газах. Результаты исследований были опубликованы в книге "О разрядах конденсатора при помощи искры" (1898).

В 1906 г. в физической лаборатории кафедры был организован большой специальный практикум, имевший не только научное, но и прикладное значение