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.

См. также:

Примеры занятий, проводимых в рамках практики >>

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.

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.

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.

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 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 по решению олимпиадных задач

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.

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

Лабораторная экспериментальная площадка для школьников

 

 

 

  • Просмотров: 2464