MATLAB-PROGRAM FOR LIGHT DISPERSION ON PRIZM AND “OWN DISCOVERIES” EDUCATIONAL METHOD
DOI:
https://doi.org/10.14308/ite000672Keywords:
light dispersion, programming, MATLAB, geometrical optics, analytical geometryAbstract
MATLAB-programming of physical problems is quite easy. It captures students, encourages them to overcome certain difficulties and obstructions on the way to a pleasant program with graphical interface. Students focus to physical problem formulation, choose mathematical tools required. This way they realize educational method «Path to own Discoveries» being propagated in last publication by the author. In this article, this is illustrated by creation of MATLAB-program that displays (imitates) white light dispersion to a «rainbow» when it passes through a glass prism. MATLAB provides capabilities of an «easy programming» that facilitates students to learn physics more effectively. Besides school laws of geometrical optics, they need to know only school geometry, trigonometry and basics of analytic geometry (namely, the topic «Line on a plane»).
This article delivers a few exercises with algorithms and programming to the informatics lecturer. To the teacher of mathematics it provides convincing illustration for practical use of some its chapters (trigonometry, line equations etc.). Teacher of physics gets a model and the program for virtual computer experiments in optics. But the students, finally, get simple scientific and educational tools, term works etc. that display pleasure of sciences and their mutual intrinsic relationships.
Downloads
Download data is not yet available.
Metrics
Metrics Loading ...
References
<uk>
1. Discovery Learning. (2018). Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_learning.
2. Обучение путём открытия. (2018). Відновлено з https://ru.wikipedia.org/wiki/ Обучение_путём_открытия.
3. Wolfram, S. (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media.
4. Gayev, Y. O. & Nesterenko B.N. (2006). MATLAB for Math and Programming: Textbook. Zaporozhye: Polygraph. Retrieved from http://www.exponenta.ru/educat/competit/ nagrada1_2015.asp.
5. Азарсков, В.М. & Гаєв, Є.О. (2014). Сучасне програмування. Модулі 1,2: “Програмування та математика із другом MATLABом”. Київ.: НАУ.
6. Гаєв, Є.О. & Азарсков, В.М. (2014). Сучасне програмування. Частина 2 (модулі 3 – 5) "Складні типи даних та алгоритми, інтелектуальні програми". Київ: НАУ.
7. Гаєв, Є.О., Рожок, О. & Овчарчин, Н. (2014). Звук та музика в курсі програмування. Інженерія програмного забезпечення, 3(19), 41 – 48.
8. Гаев, Е.А., Мартич, М. & Тарак, Г. (2015). Программы моделирования случайных явлений для изучения программирования и математики. Информационные технологии в образовании, 23, 30 – 42. Відновлено з http://ite.kspu.edu/webfm_send/829.
9. Гаев, Е.А. & Малинина, Д. (2017). Параметрическая роза – предмет математики, программирования, эстетики. Информационные технологии в образовании, 1, 9-24. Відновлено з http://ite.kspu.edu/ru/webfm_send/929.
10. Gayev, Y.A., Khavray, K. & Skoroded, A. (2017). Digital Laboratory of Information Processes Theory: an innovative educational approach. Матеріали XIII Міжнародної науково-технічної конференції “Авіа-2017”. 19-21 квітня, Київ: НАУ, 2017. Секц. 9.42, c. 638–641. Відновлено з http://avia.nau.edu.ua/doc/avia-2017/AVIA_2017.pdf.
11. Gayev, Ye.A. & Kalmikov, V.V. (2017). The Travelling Salesman Problem in the engineering education programming curriculum. Proceedings of National aviation university. Retrieved from http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11989/16164.
12. Stephen, J.Ch. (2007). MATLAB Programming for Engineers. Thomson Learning.
13. Wagon, S. (2010). Mathematica in Action: Problem Solving Through Visualization and Computation. Springer Pbl.
14. Cundy, M.H. & Rollett, A.P. (1974). Mathematical Models. Oxford University Press.
15. Овруцький, А.М. (2006). Фізика на Паскалі: Практикум. Дніпропетровськ.
16. Кравцов, Г.М., Баев, А.С., Лемещук, А.И. & Орлов, В.В. (2017). Мультимедийный редактор виртуальной физической лаборатории в системе дистанционного обучения «Херсонский виртуальный университет». Information Technologies in Education, 4 (33), 63- 79.
17. Флегантов, Л.О. & Антонець, А.В. (2017). Комп’ютерне моделювання механічного руху тіла засобами MathCAD. Інформаційні технології в освіті, 1 (30), с. 97 - 109.
18. Будкевич, Т.В. (2011). Програмні засоби навчання фізики, хімії і біології. Комп’ютер у школі та сім’ї, 4, 35 - 41.
19. The Virtual Physical Laboratory (VPLab). Software Screenshots. (2018). Retrieved from http://vplab.ndo.co.uk/screenshots_gallery.
20. Заломлення. (2017). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/Заломлення.
21. Дисперсія світла: історія відкриття та опис явища. (2017). Відновлено з http://stylezhinki.ru/osobistist/7649-dispersija-svitla-istorija-vidkrittja-ta-opis.html.
22. Закон Снеліуса. (2018). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/Закон_Снеліуса.
23. Бодриев, И.Б., Бандеров, В.В. & Задворнов, О.А. (2010). Разработка графического пользовательского интерфейса в среде MATLAB. Учебн. пособие. Казань: Казанский гос.ун-т.
24. Элементарный учебник физики (Под ред. академика Г.С.Ландсберга) т. 3 (Колебания, волны, оптика. Строение атома). (1964). М.: «Наука».
25. Вигнер, Е. (1968). Непостижимая эффективность математики в естественных науках. Успехи физических наук, 94 (3), 535 - 546. Відновлено з http://ogs-seminar.narod.ru/materials/ effectiveness_of_mathematics.pdf.
26. Повне внутрішнє відбиття. (2016). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/ Повне_внутрішнє_відбиття.
</uk>
<en>
1. Discovery Learning. (2018). Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_learning.
2. Learning by Discovery Method. (2018). Retrieved from https://ru.wikipedia.org/wiki/Обучение_путём_открытия.
3. Wolfram, S. (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media.
4. Gayev, Y. O. & Nesterenko B.N. (2006). MATLAB for Math and Programming: Textbook. Zaporozhye: Polygraph. Retrieved from http://www.exponenta.ru/educat/competit/ nagrada1_2015.asp.
5. Azarskov, V. М. & Gayev, Y. О. (2014). Modern programming. Modules 1,2: “Programming and mathematics with the mate MATLAB”. Kyiv: NAU.
6. Gayev, Y.О. & Azarskov, V.М. (2016). Modern programming. Part 2 (modules 3 – 5) "Complex data types and algorithms, intellectual programs". Kyiv: NAU.
7. Gayev, Y.О., Rozhok, О. & Ovcharnyn, N. (2014). Sound and music in programming. Software Engineering, 3(19), 41 – 48.
8. Gayev, Y.A., Martich, М. & Таrak, G. (2015). Programs for modelling random events for the sake of learning both programming and mathematics. Information Technology In Education, 23, 30 – 42. Retrieved from http://ite.kspu.edu/webfm_send/829.
9. Gayev, Y.A. & Malinina, D. (2017). Parametric rose as a subject of mathematics, programming, aesthetics. Information Technology In Education, 1, 9-24, Retrieved from http://ite.kspu.edu/ru/webfm_send/929.
10. Gayev, Y.A., Khavray, K. & Skoroded, A. (2017). Digital Laboratory of Information Processes Theory: an innovative educational approach. Маteriali XIII Міzhnarodnoi naukovo-technichnoi conferencii “Аvіа-2017”. 19-21 April, Kyiv: NAU, 2017. Sect. 9.42, p. 638–641. Retrieved from http://avia.nau.edu.ua/doc/avia-2017/AVIA_2017.pdf.
11. Gayev, Ye.A. & Kalmikov, V.V. (2017). The Travelling Salesman Problem in the engineering education programming curriculum. Proceedings of National aviation university. Retrieved from http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11989/16164.
12. Stephen, J.Ch. (2007). MATLAB Programming for Engineers. Thomson Learning.
13. Wagon, S. (2010). Mathematica in Action: Problem Solving Through Visualization and Computation. Springer Pbl.
14. Cundy, M.H. & Rollett, A.P. (1974). Mathematical Models. Oxford University Press.
15. Оvrutski, А.М. (2006). Physics in Pascal: Practicum. Dnipropetrovsk.
16. Kravtsov, H., Baiev, A., Lemeshchuk, O., Orlov, V. (2017). Multimedia editor of virtual physical laboratory in distance learning system «Kherson virtual university». Information Technology In Education, 4 (33), 63 - 79.
17. Flehantov, L. & Antonets, A. (2017). Computer simulation the mechanical movement body by means of MathCAD. Information Technology In Education, 1 (30), 97 – 109.
18. Budkevich, Т.V. (2011). Programming means to learn physics, chemistry and biology. Computer in the school and family, 4, 35 - 41.
19. The Virtual Physical Laboratory (VPLab). Software Screenshots. (2018). Retrieved from http://vplab.ndo.co.uk/screenshots_gallery.
20. Refraction. (2017). Retrieved from https://uk.wikipedia.org/wiki/Заломлення.
21. Dispersion of light: the history of discovery and description of the phenomenon (2017). Retrieved from http://stylezhinki.ru/osobistist/7649-dispersija-svitla-istorija-vidkrittja-ta-opis.html.
22. Snell's law. (2018). Retireved from https://uk.wikipedia.org/wiki/Закон_Снеліуса.
23. Bodriev, I.B., Banderov, V.V. & Zadvornov, О.А. (2010). Development of graphical user interface in MATLAB. Textbook. Kazan: Kazan State university.
24. Elementary physics text book (Edited by Academician G.S.Landsberg), v. 3 (Oscillations, waves, optics. Atom structure).(1964). Мoscow: «Nauka».
25. Wigneг, E. (1968). The Unreasonable Effectiveness of Mathematics. Natural Sciences, Comm. Pure and Appl. Math., 131, 1 (1960). In: Uspekhi fisicheskikh nauk, 1968, 94 (3), 535 - 546. Retrieved from http://ogs-seminar.narod.ru/materials/effectiveness_of_mathematics.pdf.
26. The total internal reflection. (2016). Retireved from https://uk.wikipedia.org/wiki/ Повне_внутрішнє_відбиття.
</en>
1. Discovery Learning. (2018). Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_learning.
2. Обучение путём открытия. (2018). Відновлено з https://ru.wikipedia.org/wiki/ Обучение_путём_открытия.
3. Wolfram, S. (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media.
4. Gayev, Y. O. & Nesterenko B.N. (2006). MATLAB for Math and Programming: Textbook. Zaporozhye: Polygraph. Retrieved from http://www.exponenta.ru/educat/competit/ nagrada1_2015.asp.
5. Азарсков, В.М. & Гаєв, Є.О. (2014). Сучасне програмування. Модулі 1,2: “Програмування та математика із другом MATLABом”. Київ.: НАУ.
6. Гаєв, Є.О. & Азарсков, В.М. (2014). Сучасне програмування. Частина 2 (модулі 3 – 5) "Складні типи даних та алгоритми, інтелектуальні програми". Київ: НАУ.
7. Гаєв, Є.О., Рожок, О. & Овчарчин, Н. (2014). Звук та музика в курсі програмування. Інженерія програмного забезпечення, 3(19), 41 – 48.
8. Гаев, Е.А., Мартич, М. & Тарак, Г. (2015). Программы моделирования случайных явлений для изучения программирования и математики. Информационные технологии в образовании, 23, 30 – 42. Відновлено з http://ite.kspu.edu/webfm_send/829.
9. Гаев, Е.А. & Малинина, Д. (2017). Параметрическая роза – предмет математики, программирования, эстетики. Информационные технологии в образовании, 1, 9-24. Відновлено з http://ite.kspu.edu/ru/webfm_send/929.
10. Gayev, Y.A., Khavray, K. & Skoroded, A. (2017). Digital Laboratory of Information Processes Theory: an innovative educational approach. Матеріали XIII Міжнародної науково-технічної конференції “Авіа-2017”. 19-21 квітня, Київ: НАУ, 2017. Секц. 9.42, c. 638–641. Відновлено з http://avia.nau.edu.ua/doc/avia-2017/AVIA_2017.pdf.
11. Gayev, Ye.A. & Kalmikov, V.V. (2017). The Travelling Salesman Problem in the engineering education programming curriculum. Proceedings of National aviation university. Retrieved from http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11989/16164.
12. Stephen, J.Ch. (2007). MATLAB Programming for Engineers. Thomson Learning.
13. Wagon, S. (2010). Mathematica in Action: Problem Solving Through Visualization and Computation. Springer Pbl.
14. Cundy, M.H. & Rollett, A.P. (1974). Mathematical Models. Oxford University Press.
15. Овруцький, А.М. (2006). Фізика на Паскалі: Практикум. Дніпропетровськ.
16. Кравцов, Г.М., Баев, А.С., Лемещук, А.И. & Орлов, В.В. (2017). Мультимедийный редактор виртуальной физической лаборатории в системе дистанционного обучения «Херсонский виртуальный университет». Information Technologies in Education, 4 (33), 63- 79.
17. Флегантов, Л.О. & Антонець, А.В. (2017). Комп’ютерне моделювання механічного руху тіла засобами MathCAD. Інформаційні технології в освіті, 1 (30), с. 97 - 109.
18. Будкевич, Т.В. (2011). Програмні засоби навчання фізики, хімії і біології. Комп’ютер у школі та сім’ї, 4, 35 - 41.
19. The Virtual Physical Laboratory (VPLab). Software Screenshots. (2018). Retrieved from http://vplab.ndo.co.uk/screenshots_gallery.
20. Заломлення. (2017). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/Заломлення.
21. Дисперсія світла: історія відкриття та опис явища. (2017). Відновлено з http://stylezhinki.ru/osobistist/7649-dispersija-svitla-istorija-vidkrittja-ta-opis.html.
22. Закон Снеліуса. (2018). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/Закон_Снеліуса.
23. Бодриев, И.Б., Бандеров, В.В. & Задворнов, О.А. (2010). Разработка графического пользовательского интерфейса в среде MATLAB. Учебн. пособие. Казань: Казанский гос.ун-т.
24. Элементарный учебник физики (Под ред. академика Г.С.Ландсберга) т. 3 (Колебания, волны, оптика. Строение атома). (1964). М.: «Наука».
25. Вигнер, Е. (1968). Непостижимая эффективность математики в естественных науках. Успехи физических наук, 94 (3), 535 - 546. Відновлено з http://ogs-seminar.narod.ru/materials/ effectiveness_of_mathematics.pdf.
26. Повне внутрішнє відбиття. (2016). Відновлено з https://uk.wikipedia.org/wiki/ Повне_внутрішнє_відбиття.
</uk>
<en>
1. Discovery Learning. (2018). Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Discovery_learning.
2. Learning by Discovery Method. (2018). Retrieved from https://ru.wikipedia.org/wiki/Обучение_путём_открытия.
3. Wolfram, S. (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media.
4. Gayev, Y. O. & Nesterenko B.N. (2006). MATLAB for Math and Programming: Textbook. Zaporozhye: Polygraph. Retrieved from http://www.exponenta.ru/educat/competit/ nagrada1_2015.asp.
5. Azarskov, V. М. & Gayev, Y. О. (2014). Modern programming. Modules 1,2: “Programming and mathematics with the mate MATLAB”. Kyiv: NAU.
6. Gayev, Y.О. & Azarskov, V.М. (2016). Modern programming. Part 2 (modules 3 – 5) "Complex data types and algorithms, intellectual programs". Kyiv: NAU.
7. Gayev, Y.О., Rozhok, О. & Ovcharnyn, N. (2014). Sound and music in programming. Software Engineering, 3(19), 41 – 48.
8. Gayev, Y.A., Martich, М. & Таrak, G. (2015). Programs for modelling random events for the sake of learning both programming and mathematics. Information Technology In Education, 23, 30 – 42. Retrieved from http://ite.kspu.edu/webfm_send/829.
9. Gayev, Y.A. & Malinina, D. (2017). Parametric rose as a subject of mathematics, programming, aesthetics. Information Technology In Education, 1, 9-24, Retrieved from http://ite.kspu.edu/ru/webfm_send/929.
10. Gayev, Y.A., Khavray, K. & Skoroded, A. (2017). Digital Laboratory of Information Processes Theory: an innovative educational approach. Маteriali XIII Міzhnarodnoi naukovo-technichnoi conferencii “Аvіа-2017”. 19-21 April, Kyiv: NAU, 2017. Sect. 9.42, p. 638–641. Retrieved from http://avia.nau.edu.ua/doc/avia-2017/AVIA_2017.pdf.
11. Gayev, Ye.A. & Kalmikov, V.V. (2017). The Travelling Salesman Problem in the engineering education programming curriculum. Proceedings of National aviation university. Retrieved from http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11989/16164.
12. Stephen, J.Ch. (2007). MATLAB Programming for Engineers. Thomson Learning.
13. Wagon, S. (2010). Mathematica in Action: Problem Solving Through Visualization and Computation. Springer Pbl.
14. Cundy, M.H. & Rollett, A.P. (1974). Mathematical Models. Oxford University Press.
15. Оvrutski, А.М. (2006). Physics in Pascal: Practicum. Dnipropetrovsk.
16. Kravtsov, H., Baiev, A., Lemeshchuk, O., Orlov, V. (2017). Multimedia editor of virtual physical laboratory in distance learning system «Kherson virtual university». Information Technology In Education, 4 (33), 63 - 79.
17. Flehantov, L. & Antonets, A. (2017). Computer simulation the mechanical movement body by means of MathCAD. Information Technology In Education, 1 (30), 97 – 109.
18. Budkevich, Т.V. (2011). Programming means to learn physics, chemistry and biology. Computer in the school and family, 4, 35 - 41.
19. The Virtual Physical Laboratory (VPLab). Software Screenshots. (2018). Retrieved from http://vplab.ndo.co.uk/screenshots_gallery.
20. Refraction. (2017). Retrieved from https://uk.wikipedia.org/wiki/Заломлення.
21. Dispersion of light: the history of discovery and description of the phenomenon (2017). Retrieved from http://stylezhinki.ru/osobistist/7649-dispersija-svitla-istorija-vidkrittja-ta-opis.html.
22. Snell's law. (2018). Retireved from https://uk.wikipedia.org/wiki/Закон_Снеліуса.
23. Bodriev, I.B., Banderov, V.V. & Zadvornov, О.А. (2010). Development of graphical user interface in MATLAB. Textbook. Kazan: Kazan State university.
24. Elementary physics text book (Edited by Academician G.S.Landsberg), v. 3 (Oscillations, waves, optics. Atom structure).(1964). Мoscow: «Nauka».
25. Wigneг, E. (1968). The Unreasonable Effectiveness of Mathematics. Natural Sciences, Comm. Pure and Appl. Math., 131, 1 (1960). In: Uspekhi fisicheskikh nauk, 1968, 94 (3), 535 - 546. Retrieved from http://ogs-seminar.narod.ru/materials/effectiveness_of_mathematics.pdf.
26. The total internal reflection. (2016). Retireved from https://uk.wikipedia.org/wiki/ Повне_внутрішнє_відбиття.
</en>
Downloads
Published
30.10.2018
How to Cite
Gayev Є. (2018). MATLAB-PROGRAM FOR LIGHT DISPERSION ON PRIZM AND “OWN DISCOVERIES” EDUCATIONAL METHOD. Journal of Information Technologies in Education (ITE), (36), 030–045. https://doi.org/10.14308/ite000672
Issue
Section
Articles
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
