КВН для физиков
XIII Физический марафон «Шаг в науку» прошёл в ДШИ
им. Глинки 19 апреля. Это состязание для школьников, которые под руководством учителей и наставников из НИИ создают зрелищные экспонаты, основанные на физических законах. Старшеклассники трудятся с осени, а весной защищают проекты перед жюри, в составе которого известные учёные и педагоги столичных вузов. Самые достойные экспонаты потом попадают в музей Троицкого Дома учёных «Физическая кунсткамера».
В этом году в марафоне приняли участие восемь команд из школ нашего города, а также Реутова, Обнинска и Новой Москвы. Праздник науки традиционно открывает глава Троицка. «Для меня наш Физический марафон – это научный КВН, – говорит Владимир Дудочкин. – Школьники не только занимаются созданием научного прибора или установки, но и придумывают вокруг этого шоу, которое приятно и интересно смотреть». Ещё одна традиция – напутственное слово от экс-мэра Троицка Виктора Сиднева, человека, который в своё время придумал этот формат. «13 лет назад, в самом начале, мы мыслили Физический марафон как введение в глобальную инновационную экономику, – напомнил Сиднев. – Поэтому стремились, чтобы участвовали и команды иностранных школ. Теперь мы живём в другом мире. Одна из целей, которая стоит перед нашей страной, – это умение решать задачи инновационного развития, причём в очень жёстких конкурентных условиях. И этим придётся заниматься нынешнему поколению школьников».
Первыми выступили гости, «Оптимисты» из школы №1391 (ТиНАО). Они представили модель двигателя Стирлинга – машины, которая может работать не только на топливе, но и на любом источнике тепла. Как рассказали сами школьники, КПД прибора пока небольшой, в районе 18%. И пообещали, что в будущем поработают над его улучшением.
А от жюри школьники узнали, что тема, которую они выбрали, сейчас весьма актуальна: NASA рассматривает двигатель Стирлинга в качестве варианта генератора электроэнергии для миссии на Титан. Жюри отметило проект дипломом в номинации «Экологичность».
Эстафету приняла команда «Ника» 2-го отделения Лицея. Школьники исследовали два научных явления: феномен падающей цепи и резонанс интерферометра Фабри-Перо. Железную цепь прикрепили к стенду, подняли за свободный конец и отпустили. Опыты показали, что конец цепи падает быстрее, чем ему позволяет ускорение свободного падения. У феномена интересное применение: если пожарный прыгает с высоты, он должен обязательно выпустить из рук пожарный шланг, иначе разобьётся насмерть. Интерферометр Фабри-Перо есть во всех современных лазерах. Но этот ребята создали сами. «Какое выдающееся открытие сделано с помощью таких интерферометров совсем недавно? – спросил Виктор Сиднев. – В 2017 году за него присуждена Нобелевская премия». Правильный ответ – гравитационные волны. Работа лицеистов отмечена дипломом «Визуальные эффекты».
Блистательные организаторы гениальных идей, или попросту «БОГИ» из Гимназии им. Пушкова отличаются нетривиальными названиями проектов. В прошлом году – «Ерунда», в этом – «Хаос». Школьники показали примеры хаоса в реальной жизни и продемонстрировали, как он сам себя упорядочивает. Гимназисты-пушковцы рассматривали механические колебания. Для наглядности использовали метрономы, а также самодельные двойные маятники. «В нашем мире есть случайность, а есть хаос, – объясняет суть проекта участник команды Мефодий Румянцев. – Случайность в идеальном мире пропадает, хаос остаётся. Хаос есть всегда и везде, от него нельзя избавиться». «Как из хаоса создать порядок и наоборот?» – последовал от жюри вопрос. Школьники не нашли чёткого ответа и получили домашнее задание изучить, что такое положительная и отрицательная обратная связь.
«Фиzики Реутова» из Лицея города Реутов создали макет, в котором беспроводная передача энергии осуществляется при помощи катушек индуктивности. «Наш макет состоит из круглой подложки, на которой размещены 17 катушек индуктивности. Расстояние между их центрами 13 сантиметров, – рассказывает участница команды Анна Самородская. – Подложка подсоединена к блоку питания, а сверху накрыта материалом-диэлектриком толщиной 0,5 миллиметра. Машинка едет по окружности, её движение основано на беспроводной передаче энергии и ограничено специальным бортиком». Команду «Фиzики Реутова» отметили в номинации «Экономический потенциал».
Получением звука из тепла занималась команда «Сириус» 6-го отделения Гимназии Троицка. Ребята создали термоакустический электрогенератор, действие которого основано на прямом термоакустическом эффекте. «Наш прибор состоит из двух трубок, стеклянной и алюминиевой, – рассказывает Дмитрий Абязов. –
Мы нагреваем воздух в стеклянной трубке, с другой её стороны находится «холодильник». Возникают звуковые колебания, которые передаются на мембрану с магнитом. Если поднести к магниту катушку, возникает индуктивный ток».
Команда «Звёздный феникс» 5-го отделения Гимназии изучала равноускоренное движение тел. Ребята создали свой собственный кольцевой ускоритель, который работает благодаря взаимодействию электромагнитных полей. «Шар при помощи соленоидов движется по трубке, – рассказывает 10-классник Степан Жуков. –
Соленоиды придают ему импульс». Эта тема – продолжение прошлогодней. Тогда гимназисты сделали рельсовый ускоритель с тремя ускоряющими катушками.
«Положительный заряд» из Лицея ФТШ (базовой школы РАН) Обнинска изучили природу колебаний. За основу юные физики взяли маятник Капицы. Его удивительной особенностью является то, что вопреки интуиции перевёрнутое положение маятника может быть устойчивым в случае быстрых вибраций подвеса. «Установка не всегда давала нужный результат, и это заставляло нас нервничать», – призналась участница команды Марина Гриневич. Проект отмечен в номинации «Классика науки».
Завершили Физмарафон «Ньюштейны» из 3-го отделения троицкого Лицея. Школьники исследовали свойства звука. Лицеисты создали прибор, с помощью которого рассказали про длину волны, интерференцию звука и его дифракцию. «В прошлом году был проект про свет, – рассказывает участница команды Ксения Баксанская. – На этот раз выбрали звук. Тема оказалась интересная, мы много работали. Опыты ставить оказалось сложнее, чем мы думали. И мы рады, что всё получилось». «Ньюштейны» награждены дипломом в номинации «Звуковая оптика».
Жюри Физмарафона много лет возглавляет доктор физ.-мат. наук, член-корреспондент РАН, профессор МПГУ и руководитель ТОП ФИАН Андрей Наумов. Оценивать работы юных физиков с каждым годом всё сложней.
«В первую очередь мы смотрим, насколько дети глубоко погрузились в физику, – говорит Наумов. – Конечно, очень важно, чтобы прибор заработал. Это, иногда даже неосознанно, влияет на мнение жюри. Но самое главное, на мой взгляд, – в глазах у ребят должна быть та самая искорка, им должно быть по-настоящему интересно то, чем они занимаются». Научный сотрудник ИОФ РАН и преподаватель Гимназии МГУ Андрей Гладилин оценивает проекты Физмарафона впервые. «Работы на очень хорошем уровне, я думаю, у ребят большое будущее», –
отмечает он.
Победителем Физмарафона стала команда «БОГИ», второе место завоевал «Звёздный феникс», третье – «Сириус». Дипломом корпуса профессоров РАН отмечена команда «Ньюштейны». Приз зрительских симпатий получила команда «Оптимисты».
Наталья МАЙ,
фото Кирилла ШАШКОВА