Отчет о выезде с лекциями и демонстрациями 26 августа 2012 г

26 августа 2012 года в оздоровительном лагере «Берёзка» посёлка Казачий Первомайского района Алтайского края студенты, аспиранты и сотрудники Физического факультета Новосибирского государственного университета провели цикл лекций-демонстраций для учеников 6‑9 классов школ Алтайского края. Выезд был организован в рамках профильной физико-математической смены, организуемой Управлением образования и молодёжной политики Алтайского края.

Во время смены школьники были поделены на три тематических отряда (физики, математики, робототехники). У каждого из отрядов были отдельные занятия, которые проводились в основном сотрудниками Алтайского государственного университета. Из-за разницы в возрасте младшим ребятам было несколько сложнее усваивать новые знания, хотя, по словам преподавателей, программа занятий была составлена с учетом разного уровня подготовки слушателей. Часть занятий была организована в игровой форме («математический бой», «физико-математическое домино»). Смена проходила с 20 по 27 августа, а выступление представителей НГУ стало одним из завершающих ее работу мероприятий.

Выезд команды НГУ состоялся при активном участии сотрудников НИЧ и отдела НИРС НГУ. Для перевозки оборудования была использована грузопассажирская газель. Большая часть демонстрационного оборудования была предоставлена руководством Межфакультетской лаборатории демонстрационного и компьютерного сопровождения ФФ НГУ и Межфакультетской лаборатории методов измерений и молекулярной физики НГУ.

Состав делегации от НГУ:

1. Орлов Илья Олегович, старший преподаватель кафедры физики СУНЦ и ФФ НГУ, заведующий отделом научно-исследовательской работы студентов НГУ.

2. Небогатикова Надежда Александровна, аспирантка НГУ, ассистент кафедры физики СУНЦ и ФФ НГУ, капитан команды физиков волонтёрского проекта «Наука Детям».

3. Оськин Роман Витальевич, ведущий инженер ОАИ НИЧ НГУ.

4. Гореликов Евгений Юрьевич, техник ОАИ НИЧ НГУ.

5. Гореликова Анастасия Егоровна, лаборант ОАИ НИЧ НГУ.

6. Гоманица Александр Анатольевич, ведущий инженер кафедры общей физики НГУ, руководитель физической исследовательской лаборатория для одаренных учащихся города Барнаула.

Программа лекций и демонстрационных опытов:

Программа выступления представителей НГУ была построена таким образом, чтобы постоянно поддерживать интерес слушателей с учетом возрастных особенностей. Был предусмотрен и сделан перерыв для проветривания комнаты и отдыха юных слушателей. Часть ребят использовала время перерыва для общения с лекторами и повторения опытов со скамьей Жуковского.

1. Вводное слово А. А. Гоманицы о Сибирском отделении РАН, Новосибирском государственном университете и Новосибирском Академгородке.

2. Лекция И. О. Орлова о современной физической картине микромира (физика элементарных частиц, современные ускорительные эксперименты, Большой адронный коллайдер).

3. Демонстрационные опыты – гироскоп и скамья Жуковского, вихревая машина, гидроудар.

4. Перерыв.

5. Лекция И. О. Орлова о современных представлениях космологии (структура Солнечной системы, галактики, эволюция звёзд, экзотические объекты, Большой взрыв, экзопланеты).

6. Демонстрационные опыты – лазеры, световоды, вихревые токи, сверхпроводники, эксперименты с жидким азотом.

После лекций в лагере делегация посетила физическую исследовательскую лабораторию для одаренных учащихся города Барнаула под руководством А. А. Гоманицы. Лаборатория находится в здании лицея № 86 и создана по инициативе Физического факультета НГУ при поддержке комитета по образованию администрации города Барнаула. В лаборатории ребята в рамках занятий по физике и школьных спецкурсов под руководством учителей и заведующего лабораторией осваивают теорию и практику физического эксперимента. Результаты своих исследований они ежегодно представляют на научных мероприятиях – научных конференциях школьников в Барнауле, на школьной секции Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (СУНЦ НГУ). А. А. Гоманица с гордостью отмечает высокий уровень работ, выполненных в лаборатории. Об этом свидетельствует большое количество дипломов конференций и конкурсов; авторы лучших работ ежегодно получают призовые дипломы на школьной секции МНСК.

Список демонстрационных опытов (Р. В. Оськин, Е. Ю. Гореликов, А. Е. Гореликова):

1. Гироскоп и напольная скамья Жуковского. Школьникам были продемонстрированы эксперименты, демонстрирующие закон сохранения момента импульса, и рассказано о применении гироскопов. Желающим было предложено на себе проверить рассматриваемое явление.

2. Вихревая машина. Лекторы продемонстрировали на примере тушения свечи, находящейся на удаленном расстоянии от вихревой машины, принципы тушения пожаров на нефтяных и газовых фонтанах. Слушателям были показаны кадры тушения настоящих пожаров, проведенного сотрудниками Института гидродинамики СО РАН. Было схематично рассказано о движении потоков воздуха от вихревой машины до затушенной свечи. Для визуализации и облегчения понимания процесса воздух в вихревой машине был задымлен.

3. Искровой разряд и ксеноновая лампа. Были показаны опыты с загорающейся в руках А. Е. Гореликовой ксеноновой лампой, также была показана видеодемонстрация разряда при больших напряжениях на одной из электростанций. Было рассказано о том, при каких напряжениях может произойти разряд в сухом и влажном воздухе.

4. Гидроудар. Представители НГУ продемонстрировали явление гидроудара на примере разбивания стеклянной бутылки водой, находящейся в ней. Опыт вызвал обсуждение о том, будет ли наблюдаться подобное явление в воде с большим количеством растворенного в ней газа. Ребятам было предложено самостоятельно придумать объяснение или найти его в Интернете.

5. Лазеры, световод и чувствительность человеческого глаза. Участникам лекции были показаны работающими два лазера разного цвета и разной мощности. После демонстрации пятен от лазеров зрители на основе собственного опыта пытались сравнить мощность лазеров. Лекторы рассказали ребятам, о том, почему при разных мощностях лазеров, аудитория примерно поровну разделилась на сторонников различных мнений. Также было продемонстрировано пятно от лазера, прошедшее через оптическое волокно и изменившее свою форму, схематично было рассказано о причинах формирования кольца от света лазера и его превращении в огромную точку при определенной ориентации лазера.

6. Вихревые токи в медной и алюминиевой трубках. Было продемонстрировано качественное различие в падении магнита в воздухе и при прохождении его через алюминиевую или медную трубки. Слушателям было сообщено и продемонстрировано, что магнит к этим трубкам не притягивается, однако наличие трубок меняет характер его падения.

7. Сверхпроводники. Был продемонстрирован эффект парения магнита над таблеткой охлажденного жидким азотом высокотемпературного сверхпроводника.

8. Жидкий азот. Теплоемкость и хрупкость материалов. Был показан фрагмент фильма «Терминатор-2. Судный день» с охлаждением одного из роботов жидким азотом и последующим его разрушением. Лекторы рассказали о допущенной в фильме фактической ошибке и продемонстрировали, как ведут себя охлажденные жидким азотом металлические предметы. Также ребятам на примере охлажденного шланга было показано, что для осуществления на практике показанной в фильме картины разрушения робота он должен был быть сделан из резины либо сходного по свойствам материала.

В ходе лекции и демонстраций юные и уже взрослые слушатели так активно задавали вопросы, что периодически лекторам приходилось просить их отложить обсуждения до окончания демонстраций и лекций. Также периодически ребятам в форме диалога предлагалось ответить на вопросы лекторов. Школьники продемонстрировали заинтересованность и некоторую осведомленность в теме лекции и демонстраций. Среди слушателей были не только изначально приглашенные ребята профильной смены, но и представители профильных смен «Безопасное колесо», «МЧС», «Пожарные». Уровень проявляемого ими к лекции и опытам интереса показал, что лекция имела бы успех даже в менее осведомленной в физике аудитории.

Уровень подготовки лекторов и представления информации был очень высоким. Разная специализация лекторов также способствовала разностороннему освещению демонстрируемых явлений и описанию возможных способов их использования на практике.