ФИГУРЫ ЛИССАЖУ

ФИГУРЫ ЛИССАЖУ
Компьютерное моделирование физического эксперимента
«Сложение двух взаимно перпендикулярных колебаний.
Фигуры Лиссажу»
в среде табличного процессора Excel 2003
Автор: Васильев Николай Филиппович,
преподаватель
физики
Технико-экономический профессиональный лицей №11
г.Томск
e-mail: liceum11@tomsk.net
Цель работы
Создание презентации, демонстрирующей основные
аспекты создания и функционирования авторской
разработки «Фигуры Лиссажу».
План презентации
1. ОПИСАНИЕ И СТРУКТУРА ПРОЕКТА
2. ИНТЕРФЕЙС ПРИЛОЖЕНИЯ
3. ДЕМОНСТРАЦИЯ РАБОТЫ
Описание проекта
Проект «Фигуры Лиссажу» представляет собой
попытку компьютерного моделирования физического
явления, возникающего в результате сложения двух
взаимно перпендикулярных колебаний.
Данная разработка преследует две цели.
1. Методологическая цель. Показать возможности
применения среды Excel для моделирования
некоторых физических явлений.
2. Практическая цель. Создать рабочий экземпляр
программы, которую можно использовать в учебном
процессе.
Структура проекта
Вся функциональность данного проекта разделена
на две части.
1. Визуальное представление (интерфейс
приложения). Эта часть реализована на листах
рабочей книги Excel с применением таких объектов,
как форма, кнопка, диаграмма.
2. Программный код. Эта часть создана на языке
объектно-ориентированного программирования
Visual Basic for Applications (VBA), встроенного в
среду Excel.
Интерфейс приложения
После загрузки файла в среду Excel приложение
показывает пользователю стартовую форму «О
программе». На ней приведено полное название
проекта и данные о авторе.
Для закрытия этого окна требуется реакция
пользователя – щелчок мышью по кнопке или
нажатие клавиши Enter.
Стартовая форма приложения
Листы рабочей книги Excel
Рабочая книга Excel состоит из трех листов:
1. Руководство
2. Эксперимент
3. Данные
Лист «Руководство» содержит следующие разделы:
1. Краткая теория явления
2. Анатомия программы
3. Инструкция к программе
Для перемещения между разделами применен
механизм гиперссылок. Сами разделы являются
внедренными документами Microsoft Word.
Вид листа «Руководство»
Содержание листа «Эксперимент»
Лист «Эксперимент» содержит:
1. Диаграмму для построения фигур Лиссажу
(модель электронного осциллографа)
2. Ячейки для ввода рабочих параметров,
сгруппированные в логические блоки
3. Кнопки управления работой программы
Вид листа «Эксперимент»
Вид листа «Данные»
Появляющиеся на этом листе данные
являются результатом расчетов,
производимых программой. По этим
данным происходит построение фигур
Лиссажу на диаграмме (лист
«Эксперимент»). При выходе из
программы (закрытии книги) эти
данные автоматически удаляются.
Демонстрация работы
Моделирование эксперимента можно проводить в
двух режимах – статическом и динамическом.
В статическом режиме происходит построение одной
фигуры Лиссажу при заданных параметрах.
На следующих нескольких слайдах представлены
несколько фигур, получающихся при различном
соотношении циклических частот колебаний.
Разность начальных фаз не изменяется и равна
стартовому значению .
Вид одной из фигур Лиссажу
Соотношение частот 3:6
Вид одной из фигур Лиссажу
Соотношение частот 6:9
Вид одной из фигур Лиссажу
Соотношение частот 2:3
Вид одной из фигур Лиссажу
Соотношение частот 2:9
Динамический режим
Суть динамического режима демонстрации
заключается в том, что программа автоматически
увеличивает во времени разность начальных фаз. Это
приводит к непрерывной трансформации фигуры
Лиссажу. Таким образом, при прочих неизменных
параметрах можно в динамике наблюдать различные
формы фигуры Лиссажу в зависимости от
изменяющейся разности начальных фаз.
На следующем слайде представлен видеоклип,
иллюстрирующий работу программы в динамическом
режиме.
Демонстрация динамического
режима
Щелкните в области клипа для запуска анимации.
Презентация завершена
Более подробно ознакомиться с работой приложения
можно, загрузив файл рабочей книги Excel на свой
компьютер. Следует учесть, что для нормального
функционирования программы необходимо разрешить
выполнение макросов.
Для этого:
1. В меню Сервис > Макрос > Безопасность установите
уровень безопасности - «средняя».
2. В окне «Предупреждение системы безопасности»,
появляющемся после загрузки файла, щелкните кнопку
не отключать макросы.
Использованная литература
• Кухлинг Х. Справочник по физике.  М.:
Мир. 1982. 519 с.
• Рахмина Г.В. Excel 2000. Руководство
пользователя с примерами. – М.:
Лаборатория базовых знаний, 2001.
592 с.