Турнир юных физиков
Физика — интересная и увлекательная наука. Сколько необычных явлений с её помощью можно объяснить. Обычно исследованиями сложных явлений занимаются учёные, профессора, короче говоря, люди с высшем образованием. Но турнир юных физиков (далее ТЮФ) — это возможность старшеклассников и не только почувствовать себя настоящими учёными и исследователями.
Всё же, что такое турнир юных физиков?
Турнир юных физиков — одно из ведущих международных командных состязаний старшеклассников в умении решать сложные исследовательские задачи, убедительно представлять свои решения, отстаивать их в научных дискуссиях.
Увы, но данное определение далеко не раскрывает весь турнир. Поэтому я постараюсь в этой статье рассказать о ТЮФе в полной мере. Сразу хочу пояснить, что существует множество видов турнира, которые между собой особо ничем не различаются. Но в данной статье будет идти речь о Сибирском и Всероссийском турнирах (так как я только в них участвовал).
Публикация задач
Всё начинается с публикации на сайте международного турнира юных физиков семнадцати задач в середине лета. Следом выкладывается перевод задач на сайте всероссийского турнира, а также reference kit.
Стоит отметить, что задачи являются исследовательскими, то есть требуют множество опытов и экспериментов, физическое обоснование как качественное, так и количественное.
Верёвочная лестница состоит из деревянных перекладин, наклонённых поочерёдно в противоположные стороны. Подвесьте её вертикально и затем отпустите. Когда такая лестница падает на горизонтальную поверхность, её верхний конец движется вниз быстрее, чем это происходит при свободном падении. Объясните это явление и исследуйте, как оно зависит от подходящих параметров.
Наблюдение явления
В начале сентября публикуются десять из семнадцати задач для сибирского турнира, который проходит за два месяца до всероссийского, а именно в начале февраля. Далее команды начинают готовиться к турниру.
Подготовка к турниру
В этом пункте я расскажу как готовится моя команда. Сначала мы все вместе читаем и поверхностно разбираем условия задач, потом каждый выбирает себе задачу (у нас такая установка, что каждый сам решает свою задачу, конечно мы советуемся между собой, но при такой установке ответственность за свою задачу ни на кого переложить не получится). Следом мы ищем теорию и проводим первые наблюдения.
Визуализация плотности
Шлирен-фотография часто используется для визуализации изменений плотности в газе. Постройте установку для шлирен-фотографии и исследуйте, насколько хорошо она может разрешить различия в плотности.
Электрические соты
Налейте немного масла на горизонтальную металлическую пластину и поместите над ним вертикальную металлическую иглу. При приложении между иглой и пластиной высокого напряжения на поверхности масла возникает ячеистая структура. Объясните и исследуйте это явление.
Азимутально-радиальный маятник
Прикрепите один конец горизонтального упругого стержня к жёсткому штативу. Зафиксируйте другой конец стержня на растянутой нити, чтобы избежать вертикального отклонения, и подвесьте грузик на ещё одной нити. В получившемся маятнике радиальные колебания (параллельные стержню) могут спонтанно превращаться в азимутальные (перпендикулярные к стержню) и наоборот. Исследуйте это явление.
После наблюдений явлений выдвигаем гипотезы, подтверждаем или опровергаем их экспериментами и опытами. Затем находим количественные зависимости и выводим математическую модель, если физика задачи сложная, то делаем количественную оценку.
Следует подчеркнуть, что математические выкладки не подкреплённые физикой являются, мягко сказать, плохим тоном на турнире.
Вообще, хороший доклад должен содержать в себе следующие пункты:
- явление, о котором говорится в условии задачи, воспроизведено на опыте;
- предложено его правдоподобное качественное объяснение;
- представлена теоретическая модель явления, позволяющая предсказывать некоторые количественные зависимости;
- эти количественные зависимости измерены в эксперименте;
- результаты эксперимента сопоставлены с предсказаниями теории.
Также очень важно правильно структурировать доклад, ведь то, что вы сделали за пять месяцев нужно рассказать за 10 минут, так чтобы вас поняли. Поэтому написанию речи и репетиции нужно тоже уделить немало времени, хотя не всегда это удаётся. Обычно в последние дни все доделывают эксперименты и включают их в презентацию доклада.
Структура физического боя
Каждый физический бой можно разделить на три раунда, в каждом из которых команды меняются ролями. Кстати, о ролях. После жеребьёвки команды распределяют роли докладчика, оппонента и рецензента. Если роль докладчика ясна, то что делают оппонент и рецензент.
Оппонент задаёт Докладчику уточняющие вопросы, после чего выступает со своим резюме по докладу. Он делает обзор представленного Докладчиком решения задачи, анализирует его достижения и недостатки, и формулирует вопросы для дискуссии. В дискуссии обсуждается решение, представленное Докладчиком, и базовая физика задачи. Выступление Оппонента не должно превращаться в представление его собственного решения.
Рецензент даёт краткую оценку выступлений Докладчика и Оппонента,
включая произошедшую между ними дискуссию. (На всероссийском турнире Рецензент участвует в общей дискуссии и может задавать вопросы как докладчику, так и оппоненту)
Дискуссия
Дискуссия является неотъемлемой частью турнира, так как в ней идёт прямой диалог между участниками турнира, в котором обсуждается физика явления. Задача дискуссии это привести разные точки зрения на явление в одну истинную, но не всегда так получается. Бывают такие участники турнира, которые ни в какую не хотят прислушаться к другой точке зрения, даже не хотят её обсудить, а настойчиво навязывают свою, при этом не объясняют почему их решение верно. Поэтому, если вы считаете чужое виденье физических процессов задачи неверным, то обоснуйте почему это так, ссылаясь на физические законы. И попробуйте вместе с вашим товарищем по дискуссии найти правильное решение. Следует отметить, что дискуссия в вопросно-ответной форме крайне нежелательна. В дискуссии должны быть рассуждения, а не краткие вопросы и ответы.
Регламент раунда Сибирского турнира юных физиков
Оппонент вызывает докладчика на задачу (1 минута)
Докладчик принимает либо отклоняет вызов (1 минута)
Подготовка докладчика (5 минут)
Представление доклада (12 минут)
Вопросы оппонента и ответы докладчика (2 минуты)
Подготовка оппонента (3 минуты)
Выступление оппонента (максимум 4 минуты)
и дискуссия между докладчиком и оппонентом (14 минут)
Оппонент подводит итоги дискуссии (1 минута)
Вопросы рецензента к докладчику и оппоненту и ответы на вопросы (3 минуты)
Подготовка рецензента (2 минуты)
Выступление рецензента (4 минуты)
Заключительное слово докладчика (2 минуты)
Вопросы жюри (5 минут)
Международный турнир юных физиков
По окончанию всероссийского турнира создаётся сборная команда на международный ТЮФ. Стоит отметить сложность международного турнира. Она заключается, прежде всего, в том, что все доклады, обсуждения и дискуссии ведутся на английском языке, а это напрямую влияет на оценки команд.
Интересные ссылки
