Летняя практика школьников по физике

О практике >>

Летняя практика школьников по физике — уникальная площадка для раскрытия своего потенциала, получения навыков экспериментатора и выполнения собственного научно-исследовательского проекта.

Фундаментальная и прикладная наука, лаборатории и твой собственный проект, погружение в настоящую научную атмосферу — все это ждет тебя в июне. Присоединяйся!

Впервые летняя практика по физике для учащихся физико-математических школ Санкт-Петербурга была проведена в Университете в 2014 году. С тех пор в мероприятии традиционно принимают участие десятиклассники Академической гимназии имени Д. К. Фаддеева СПбГУ, ФМЛ № 30 и ФМЛ № 239, лицея № 419 и других образовательных учреждений, и не только из Петербурга.

Практика проходит в два потока по две недели каждый. Занятия на потоке предусматривают чтение научно-популярных лекций, практические занятия в лабораториях Ресурсного образовательного центра по направлению «Физика» и выполнение индивидуальных учебно-исследовательских работ.

Учебно-исследовательская работа не заканчивается защитой проекта на итоговой конференции, а может быть продолжена. Ее можно вести с научным руководителем в течение следующего года, результаты представить на секционных заседаниях для школьников в рамках научных конференций. Тему научно-исследовательской работы можно разрабатывать и после поступления в университет.

Темы прошлых научно-исследовательских работ, выполненных школьниками, можно посмотреть в здесь (ссылка на Темы работ участников практики прошлых лет — текст ниже).

Приглашаем к участию учеников 10 классов, заявки ждем на почту sphv@spbu.ru.

См. также:

Программа >>

Мероприятия >>

Лекции >>

Лекция «Как заглянуть за горизонт»

Существует ли «граница мира»? Есть ли в нашей Вселенной нечто, что не сможет познать человеческая мысль? Почему, как и зачем возникла сознательная форма жизни? Объективны ли причинно-следственные связи? Постоянны ли мировые константы?

Попробуем не ответить, но обсудить возможные варианты ответов на эти и другие, аналогичные вопросы.

Лекцию читает Сергей Николаевич Манида, доцент СПбГУ (кафедра физики высоких энергий и элементарных частиц).

Лекция «О квантовой физике»

Популярный рассказ о том, чем занимаются люди, добавляющие к любому слову прилагательное «квантовый». Квантовая неопределённость, квантовый шум, квантовая перепутанность и квантовая телепортация. И немного о том, как «обмануть» принцип неопределённости Гейзенберга, померять гравитационные волны и остаться при этом психически здоровым человеком.

Лекцию читает преподаватель Академической гимназии СПбГУ Евгений Александрович Вашукевич.

Лекция «Теория относительности на коленке»

Как известно, экспериментальным основанием специальной теории относительности изначально послужил опыт Майкельсона-Морли. Это очень точный, тонкий и дорогостоящий эксперимент — достаточно вспомнить, что экспериментальная установка в нем стояла на плите, плававшей в бассейне с ртутью. Что же делать тем, кто хочет понять, откуда берется теория относительности, но бассейна с ртутью под рукой не имеет?

На лекции мы поговорим о том, как можно за час построить математическую формулировку теории относительности, опираясь не на конкретные эксперименты, а только лишь на здравый смысл. Основным предметом нашего обсуждения будут гиперкомплексные числа — «бедные родственники» обычных комплексных чисел, о которых почти не упоминают ни в школе, ни в вузе, но которые, тем не менее, обладают множеством удивительных и полезных свойств.

Лекцию читает старший преподаватель СПбГУ Антон Андреевич Шейкин (кафедра физики высоких энергий и элементарных частиц).

Лекции на лабораторной экспериментальной площадке для школьников

В постоянно растущем информационном поле все сложнее успевать сделать самое важное для познания физики — осознать и почувствовать. Физика — это законы природы, понятые и доказанные человеком, а не бездушные, придуманные «с потолка» формулы. С целью подтвердить вышесказанное подготовлена серия демонстрационных лекций по трем обширным областям физики.

  1. Механика — одно из самых первых направлений физических исследований человека. До твердого осознания важности экспериментального познания, а не только умозрительного, была трудно отделима от философии. Механика — то, с чего началась наука физика.

Лекция включает в себя: многочисленные экспериментальные доказательства законов Ньютона; изучение природы всех видов сил; применение законов статики и гидростатики; рассказ о том, почему классической механики Ньютона оказалось недостаточно для решения некоторых физических задач.

  1. Оптика — одна из древнейших наук, наука о природе света, световых явлениях и взаимодействии света с веществом.

Лекция включает в себя: демонстрации основных законов геометрической оптики; изучение природы света; изучение явлений дифракции, дисперсии; спектральный анализ вещества.

  1. Электростатика. Многие сбрасывают со счетов этот раздел физики, считая его совершенно не прикладным, а, скорее, модельным. Электростатика изучает взаимодействие зарядов. Вокруг нас бесчисленное количество атомов, в каждом из которых есть электрические заряды. Как же электростатика может быть не прикладной?

Мастер-классы >>

Мастер-класс по подготовке презентации и выступлению на конференциях

Выступление на конференции — неотъемлемая часть жизни любого физика. Всем крупным ученым и начинающим исследователям неизбежно приходится доносить результаты своей работы до широкой публики. Но не всем дается легко это испытание. Очень многое в докладе зависит от презентации.

Как построить свой доклад так, чтобы он был логичен? Как рассказать всё самое важное и сохранить интригу для публики? Чем заинтересовать присутствующих? Как подготовить презентацию так, чтобы абсолютное большинство слушателей ахнули от увиденного? Наконец, как справляться с волнением и ничего не перепутать?

На все эти вопросы ответы найдутся во время этого мастер-класса.

Мастер-класс ведет старший преподаватель СПбГУ Дарья Алексеева Носова

Мастер-класс по конструированию простых физических приборов и механизмов на Лабораторной экспериментальной площадке для школьников

«Ионолёт»

Как его сделать? Он действительно летает? Ответить на все вопросы, удовлетворить свое любопытство, сделать свой ионолёт и протестировать его удастся всем практикантам на мастер-классе по конструированию простых физических приборов и механизмов под руководством преподавателей и сотрудников Лабораторной экспериментальной площадки для школьников Образовательного ресурсного центра по направлению «Физика» Научного парка СПбГУ. Также вы узнаете о том, как «это» работает и как используется в космических аппаратах.

Мастер-класс ведет старший преподаватель СПбГУ Лилия Александровна Добрун

Мастер-класс по решению олимпиадных задач

Мастер-класс ведет автор огромного количества олимпиадных задач по физике доцент СПбГУ Сергей Николаевич Манида (кафедра физики высоких энергий и элементарных частиц).

Исследовательский проект >>

В первый день практики представители кафедр, лабораторий и научных центров рассказывают о задачах и проектах, разрабатываемых в Университете. Они предлагают тематики возможных исследовательских школьных проектов. В конце практики школьники будут защищать свои учебно-исследовательские работы на отчетной конференции.

Выбранная во время практики тема может быть продолжена с научным руководителем с последующим выступлением на школьных секциях научных конференций, а также после поступления в университет — это позволит успешнее подготовиться к выполнению курсовых и дипломных проектов.

Темы прошлых лет можно посмотреть ниже.

Лабораторный практикум >>

Лабораторные работы — отличный способ ознакомиться с основами экспериментальной физики, узнать о методике измерений и обработки данных, удостовериться в правдивости некоторых физических законов на практике.

Школьники смогут выполнить лабораторные работы:

Оптика:

№ 37 Геометрическая оптика. Простейшие оптические системы.

№ 6* Градуировка спектрометра

№ 47 Эксперименты по измерению скорости света.

Механика:

№ 2* Исследование деформаций. Закон Гука.

№ 15 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости

№ 49 Определение моментов инерции тел методом крутильных колебаний

Занятия проводятся на базе первой физической лаборатории и Образовательного ресурсного центра по направлению физика

Экскурсии >>

Участникам практики будут предложены экскурсии по ресурсным центрам Научного парка СПбГУ.

Система ресурсных центров СПбГУ формирует вектор развития Санкт-Петербургского государственного университета как уникального центра исследований и разработок, направленного на создание условий для инновационного развития, модернизации и диверсификации экономики и научной среды, повышения эффективности производства и реализации конкурентных преимуществ нашей страны на мировой арене.

Ресурсные центры СПбГУ созданы по следующим направлениям

  • Нанотехнологии и материаловедение
  • Биомедицина и здоровье человека
  • Информационные системы и технологии
  • Экология и рациональное природопользование

Итоговая конференция >>

Во время летней практики школьники выполняют учебно-исследовательский проект под руководством научных руководителей — сотрудников университета. Последним мероприятием в программе занятий является отчетная конференция, где участники обмениваются полученными знаниями и представляют основные результаты своих исследований, выступая с короткими десятиминутными докладами.

Итоговая конференция позволяет понять, верно ли выбрано направление исследований, интересна ли школьнику изначально привлекшая его тема, а практиканты могут оценить результаты своей работы. Лучшие доклады отмечаются призами и дипломами.

Исследовательская работа на этом не заканчивается, а продолжается с научным руководителем в течение следующего года. Результаты работы могут быть представлены на школьной секции конференции Science and Progress, и других.

Темы работ участников практики прошлых лет >>

Физика Земли и атмосферы

  • Расшифровка сейсмограмм, определение координат эпицентра землетрясения. В век космических полетов по-прежнему не до конца известно, как устроена наша планета. Одна из наук, изучающих Землю, — сейсмология. Именно сейсмология ищет ответы на такие важные вопросы: что такое землетрясение, где и почему они происходят, как их предсказать и даже предотвратить.

  • Численное моделирование распространения волнового поля. Исследуя распространение упругих волн в Земле, мы узнаем внутреннее строение, как глубоких мантии и ядра, так и близколежащих неоднородностей, содержащих нефть и газ.

  • Исследование движения заряженных частиц в магнитном поле. Солнечный ветер — это поток заряженных частиц (плазмы), двигающийся от Солнца со скоростью сотен километров в секунду. В результате взаимодействия этих частиц с магнитным полем Земли образуется магнитосфера, процессы в которой ответственны за такие явления как полярные сияния, магнитные бури, околоземные радиационные пояса. Для понимания основ этих процессов, необходимо исследовать поведение отдельных заряженных частиц в неоднородном магнитном поле.

  • Рентгеновская томография микрообъектов. Знакомство с физическими принципами работы рентгеновского томографа, получение двухмерных изображений кусочков древесины, минералов, биоорганизмов — комара, мухи. Восстановление 3-х мерных изображений исследуемых объектов и их описание;

  • Изучение микроструктуры и химического состава минералов, в том числе драгоценных камней. Изучение физических принципов сканирующей электронной микроскопии, получение навыков работы на приборе с последующим изучением: морфологии микрочастиц оксидов металлов и выявление зависимости внешнего вида кристаллов от хим. состава; состава минералов в породах, поиск и характеризация минеральных фаз; морфологии агрегатов, полученных кристаллизацией солей; структуры микросхем других техногенных микрообъектов.

  • Анализ оптических характеристик аэрозоля в Центральном регионе России по данным международной глобальной сети AERONET.

  • Анализ вариации интегрального содержания водяного пара и водозапаса облаков в тропосфере с использованием микроволнового радиометра RPG-HATPRO.

  • Построение и анализ вариации температурных профилей в тропосфере с использованием микроволнового радиометра RPG-HATPRO.

  • Сравнение возможностей нанотомографии, оптической и электронной микроскопии для изучения биологических объектов.

  • Движение заряженных частиц в магнитном поле Земли.

  • Численное моделирование распространения волнового поля на примере одномерной задачи для волнового уравнения.

Оптика

  • Распад молекул под действием лазерного излучения. Как с помощью ножа можно разрезать колбасу на кухне, так и с помощью лазера можно разрезать молекулу на отдельные куски и даже отдельные атомы. Извечную проблему химиков, как из природного сырья получить нужные фрагменты, а потом из них слепить желаемые вещества можно изучать и лазерными методами, одним из которых является метод масс-спектрометрии. Например, лигнин — второй по количеству после целлюлозы возобновляемый природный полимер, но задача эффективной и экологичной его переработки до сих пор актуальна. Лигнин сложный полимер неправильной формы состоит из множества ароматических ячеек (более простых молекул). Распад полимера обычными способами зачастую приводит к образованию токсичных продуктов. Понять, как вообще происходит распад молекулы и как этим управлять можно с помощью метода лазерной масс-спектрометрии. Знакомство с этим методом и предлагается в настоящем исследовательском проекте на примере одной из таких ячеек лигнина — молекулы катехола.

  • Изучение процессов на поверхности твердых веществ методом спектроскопии в инфракрасной области. Работа будет проводиться на современном ИК-фурье спектрометре. Кроме того, в лаборатории расскажут о методах получения и измерения вакуума, техникой работы с низкими температурами (жидкий или твердый азот), работе со стеклом (шлифовка и полировка оптических окон, стеклодувное дело), а также пайке и сварке металлов, электротехнике, компьютерной обработке данных.

  • Изучение люминесцентных свойств органических красителей (родамин, флуоресцеин, кумарин).

  • Люминесценция нанопорошков, легированных редко-земельными ионами.

  • Исследование кинетики затухания люминесценции. Раздел поглощение (УФ, видимый, ИК диапазон).

  • Изучение спектров поглощения органических красителей (родамин, флуоресцеин, кумарин).

  • Изучение ИК спектров полиэтиленов, целлюлозы и др. Раздел комбинационное рассеяние света.

  • Изучение спектров КРС красок, чернил, стекол.

  • Изучение спектров КРС нанопорошков, легированных редко-земельными ионами.

Фотоника

  • Квантово-химическое исследование гидрогалогенирования алкенов в газовой фазе.

Оптические и лазерные методы исследования

  • Изучение концентрационных зависимостей водных растворов этилового спирта методом ИК-Фурье спектрометрии.

  • Оптические свойства растворов лазерных красителей, используемых в лазерной технике.

  • Комбинационное рассеяние света как метод анализа предметов искусства.

Физика твердого тела

  • Исследование наноструктур методом электронной микроскопии. Целью работы является знакомство с принципами работы электронных микроскопов, изучение физических основ взаимодействия потока электронов с веществом и получение изображения различных объектов.

  • Получение наноструктур методом электронной литографии. Целью работы является знакомство с основными этапами процесса электронной литографии, изучение физических основ взаимодействия потока электронов с веществом и получение структуры с заданными параметрами.

  • Исследования электрофизических свойств диодов Шоттки. В работе предлагается изготовить ППД путем вакуумного напыления металла на кремний (Диод-Шоттки) и исследовать его вольт-амперные и вольфарадные характеристики.

  • Расчет колебательных спектров многоатомных линейных молекул.

  • Исследование люминесценции и ее температурной зависимости в квазидвумерной гетероструктуре GaAs/AlGaAs с квантовыми ямами различного размера.

  • Исследование нанокристаллов.

Биофизика и полимеры

  • Формирование и изучение генных векторов. Создание генных векторов на основе комплексов ДНК с синтетическими полимерами, изучение спектральных свойств систем. Оценка размеров сформированных структур.

  • Знакомство с методом поверхностного плазмонного резонанса. Целью работы является знакомство с основными этапами процесса электронной литографии, изучение физических основ взаимодействия потока электронов с веществом и получение структуры с заданными параметрами.

  • Исследования электрофизических свойств диодов Шоттки. В работе предлагается изготовить ППД путем вакуумного напыления металла на кремний (Диод-Шоттки) и исследовать его вольт-амперные и вольфарадные характеристики.

  • Исследование взаимодействия потенциально противоопухолевого препарата B4 с тимусной ДНК in vitro.

  • молекулярные характеристики декстарна: полимера, используемого в растворах как плазмозаменитель.

  • Получение наночастиц серебра путем управляемого синтеза и их свойства.

  • Пептиды как биорегуляторы и геропротекторы.

  • Исследование фазовых переходов в жидких кристаллах.

Радиофизика

  • Исследование точности измерений координат приёмниками навигационных систем GPS и GLONASS.

  • Определение скорости распространения импульсного сигнала по двухпроводной линии.

  • Короткие волны и их распространение.

Квантовая механика

  • Влияние малого возмущения на уровни энергии одномерной квантовой системы

  • Продолжительный эффект Штерна-Герлаха

  • Динамика одномерного волнового пакета в простом модельном потенциале

  • Ловушка Пеннинга

Физика высоких энергий и элементарных частиц

  • Фазовый переход в ферромагнетике

  • Машина катастроф Зимана

  • Фазовый переход в газе ван дер Ваальса

Нанотехнологии

  • Температурная зависимость ширины запрещенной зоны нитрида галлия

  • Гелиевая ионная литография

  • Распыление металлов ионами гелия

  • Сканирующая электронная микроскопия и сопутствующие аналитические методы

Ядерно-физические методы исследования

  • Определение неизвестного вещества с помощью рентгеновского излучения

  • Определение элементного состава монет Российской Федерации методом рентгенофлуоресцентного анализа

Магнитно-резонансные методы исследования

  • Исследование зависимости вкуса кофе от технологии приготовления

Контакты >>

Адрес: Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3

Электронная почта: sphv@spbu.ru

Карта

 

 

 

  • Просмотров: 603