МІНІМАЛЬНІ ПОВЕРХНІ ЯК ПРИКЛАД РЕАЛІЗАЦІЇ МІЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ ПРИ ВИВЧЕННІ ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ

Анотація

Взаємодія між різними галузями науки допомагає переносити знання з одного сектора в інший. Використання міжпредметних зв'язків при вивченні навчальних дисциплін дозволяє студентам бачити загальний контекст і структуру знань, що сприяє кращому засвоєнню матеріалу і збагачує їх розуміння предмету. Демонстрація взаємозв'язків з іншими дисциплінами робить навчання більш цікавим та практичним, сприяє розвитку комплексного підходу до вирішення проблем. та допоможе студентам більш свідомо обрати майбутню професію. Цим питанням присвячено багато методичних праць, у яких детально висвітлені теоретичні аспекти: значення міжпредметних зв’язків, їх класифікація, методи впровадження у навчальний процес, тощо. Наша стаття доповнює ці дослідження конкретним прикладом: розглядається взаємозв’язок фізики, математики, комп’ютерних наук, дизайну та архітектури, хімії, кристалографії, який встановлювався протягом періоду понад 200 років. Ми прослідковуємо, як одне фізичне явище, а саме поверхневий натяг рідин, підштовхнуло математиків до відкриття мінімальних поверхонь. Розвиток комп’ютерних технологій і 3D-друку дозволив моделювати і візуалізувати мінімальні поверхні, що надихнуло архітекторів до створення енерго- та ресурсоощадних проєктів і нових будівельних технологій. Побудовані теоретично мінімальні поверхні нещодавно були виявлені у полімерах, кристалах багатокомпонентних сполук, і знову повернулись у фізику: їх модифікації використовуються у дослідженні чорних дір. Крім того, у роботі висвітлені окремі аспекти явища поверхневого натягу, які, як правило, не розглядаються у курсі молекулярної фізики, зокрема природа сил притягання між молекулами поверхневого шару та особливості взаємодії молекул води з молекулами поверхнево активних речовин.