Этого звания удостаивается человек, умеющий наблюдать и делать выводы, проводить натурные и компьютерные эксперименты.
Начинающему естествоиспытытелю помогает применение метода эвристики. Сегодня о дистанционных эвристических конкурсах Центра «Эйдос» для молодых естествоиспытателей рассказывают сами их участники.
Какая радуга была!
Митя Пирог, 10 лет, школа № 24, Иркутск:
«В прошлом году я с родителями путешествовал на байдарках по северному берегу озера Байкал. Мы делали очередной переход на байдарках. Конечным пунктом этого перехода была бухта Гуилга (в переводе с бурятского языка — Красавица).
В пути нас застал дождь. Когда мы приплыли в бухту, дождь почти закончился, и выглянуло солнышко. Все вокруг засветилось и засияло. Я посмотрел на другой берег озера и увидел огромную двойную радугу.
Я пригляделся внимательнее и увидел такую картину: высоко в небе была видна тусклая радуга, под ней очень яркая красивая радуга, а под ней еще одна, но только слабая, чуть заметная. Я наблюдал за этим чудом и видел, что у основной радуги цвета меняются снизу вверх от светлых к темным.
Володя Жаворонков, школа № 18, Казань:
... Три олимпиады очень сильно повлияли на мой взгляд на окружающий меня мир, я понял, что не во всем надо искать стандартные решения; надо не бояться открывать что-то, даже если это было уже открыто. Хотелось бы особенно отметить задание о скорости полета воробья; я уверен – оно понравилось всем участникам олимпиады именно потому, что этот пример был взят из повседневной жизни, а не из «лаборатории ученого физика»...
Я насчитал пять цветов: голубой, зеленый, желтый, оранжевый, сиреневый. У верхней же радуги цвета менялись наоборот от темных к светлым, и видно было всего три цвета: зеленый, оранжевый, сиреневый. Меня заинтересовало небо. Под радугой оно было очень светлое и яркое, а над радугой — темно-серое.
Передо мной встали вопросы.
- Почему возникает в небе радуга?
- Почему бывает несколько радуг?
- Почему цвета у двойных радуг перевернуты?
- Почему небо под радугой светлое, а над радугой темное?
Я стал искать ответы на эти вопросы.
К сожалению, мне не хватает знаний, чтобы обьяснить это удивительное явление. Нужно проводить исследования, которые помогут понять его суть. Но для исследований нужны дорогие приборы.
Однажды я увидел, как от скошенной кромки зеркала на стене отражается полоска света — не белого, а состоящего из пяти цветов, — я понял, что радуга в природе возникает таким же способом, только зеркалом служат дождевые капли. После дождя воздух очень влажный, в нем содержится много мелких капель. Солнечные лучи (белый свет) падают на капли и распадаются на отдельные лучики, каждый из которых имеет свой цвет. Капелек много и лучей тоже много, они собираются по цветам, и мы видим радугу.
Полоска на стене была прямой, как и кромка зеркала, а радуга на небе полукругом — это оттого, что капли-то круглые. По моим наблюдениям, радуга всегда возникает напротив солнца.
Несколько радуг мы можем видеть тогда, когда одна радуга к нам близко, а другая далеко.
Порядок цветов у двойных радуг разный, потому что тусклая радуга отразилась от яркой, как в мутном зеркале, но дуга осталась прежней, направленной вниз.
Небо под радугой светлее потому, что там, далеко, погода наладилась, и дождь давно прошел. А может быть, яркие цвета (желтый, зеленый) подсвечивают и осветляют небо.»
«Барашки» на воде
Екатерина Гельман, 5 класс, Московская Английская гимназия № 1509, Москва:
«Феномен — это необычное или исключительное явление. Как правило, феномены можно заметить случайно. Феномены заставляют нас задуматься о сути необычных фактов, провести опыты и прочитать книги, отвечающие на наши вопросы. Чем больше мы изучаем феномены, тем больше они начинают казаться нам вполне объяснимыми, и поэтому часто бывает очень сложно провести грань между феноменами и обычными явлениями. Сходство всех феноменов в том, что они представляют собой удивительные явления, факты, которых довольно много в самых разных областях жизни. Я хочу рассказать о феномене, в котором совсем недавно мне хотелось разобраться.
Летом я отдыхала на море, а затем — в деревне у озера, и обратила внимание, что при одинаковой скорости ветра на поверхности моря образуется больше барашков, чем на поверхности озера. Я пыталась узнать, почему так получается, читала разные книги, справочники и решила: это объясняется присутствием соли в морской воде. Барашки состоят из множества мелких пузырьков воздуха, образующихся при опрокидывании вершин волн. В соленой воде образуются более мелкие пузырьки, чем в пресной. В пресной воде пузырьки воздуха, сближаясь друг с другом, сливаются, а в соленой воде — отталкиваются. В соленой воде эти пузырьки сохраняются дольше. Поднимаясь на поверхность, они лопаются и выбрасывают в воздух соленые брызги на высоту, в тысячу раз превосходящую их диаметр.
Я решила провести опыт: я перелила пресную воду из одного стакана в другой, а затем повторила это же, добавив в воду поваренной соли.»
Задание дистанционной эвристической олимпиады по физике Центра «Эйдос»,1999г.
Предложите несколько способов измерения скорости полета воробья.
Призер – Шамиль Шакиров, 8-й «Э» класс, школа № 18, Казань
1-й способ (компьютерный).
На пути воробья поставим экраны, сформированные из светового излучения следующим образом (см. рисунок): из последовательно установленных на планке источников света на светочувствительный компьютерный экран падают лучи света, причем компьютер постоянно контролирует их мощность и наличие.
При пересекании воробьем первого экрана он тем самым на какое-то мгновенье прерывает какие-то лучи света (на рисунке: на первой части экрана — 1 сигнал, на второй, пересекаемой воробьем – 0), и некоторые лучи не попадают на экран, из чего компьютер делает вывод о первоначальном положении воробья. Затем, после того, как воробей пересек второй экран, компьютер (таким же образом) вычисляет примерную траекторию воробья, и его примерную скорость. Способ отличается достаточной простотой, но требует дорогостоящего оборудования — компьютеров и светочувствительных экранов, а также программ для вычисления траектории и скорости. Для наилучшего выполнения опыта и более качественных вычислений экраны нужно ставить как можно ближе друг к другу. Так как скорость воробья по сравнению со скоростью света бесконечно мала, то временем, требующимся свету, чтобы достичь экрана можно, думаю, пренебречь.
2-й способ (визуальный)
Заснимем движения воробья на видео, а затем просмотрим их на экране компьютера. Указав ему, какое тело считать воробьем, а также его начальное и конечное положения, можно расчитать его скорость в считаные секунды, учитывая быстродействие современных компьютеров. К сожалению, все сказанное по отношению к первому способу применимо и здесь. Способ сам по себе сравнительно прост, но также требует специального программного обеспечения и дорогостоящей компьютерной техники, не говоря уже о покупке видеокамеры...
3-й способ (физический)
Прикрепить на воробья датчик, управляемый с дистанционного пульта и измеряющий движение воздуха вокруг воробья, и отпустить его. Затем, сразу после того, как он пролетит некоторое количество метров, отключить датчик с пульта и поймать воробья. После этого считать с датчика данные о скорости воздуха. Так как сам воздух не двигался, а лишь двигался относительно него воробей, то эти данные и будут примерными данными о скорости воробья. Способ хорош тем, что требует лишь датчик и пульт, однако у него есть и свои недостатки. К примеру, при самом слабом ветерке данные будут совершенно неточными, поэтому опыт следует проводить в безветренную погоду или в закрытом помещении. Кроме этого, иногда трудно догнать и вернуть воробья, поэтому желательно, чтобы он был ручным.
И 4-й способ (для лентяев)
Ну просто посмотрите в справочнике!!!
Шамиль Шакиров об олимпиаде:
... По-моему, олимпиада очень интересна не в плане обучения, а в плане развития творческой физики, проективной, гораздо более интересной, чем обычный школьный курс. Тем не менее, интересно и ее значение в плане теоретической физики – например, вопрос о скорости света и скорости звука помогает лучше понять и осмыслить взаимодействие скоростей света и звука, их место в мироздании, а также глубже вдуматься в сущность пространственно-временного взаимодействия.
Валерия Ракова (гимназия № 3, Ярославль) об олимпиадах:
Я научилась не бояться и быть уверенной в себе. Мне было интересно наблюдать за растением, интересно сочинять сказку и писать историю про камень. Мне было трудно сочинять историю про камень, но я начала собирать все сведения о камнях.
Виктор Титов (Многопрофильный лицей пос. Коммунарка Московской области) об олимпиадах:
... Теперь окончательно прочувствовал, что все тела состоят из молекул, которые, как я думал, выглядят по-другому. Я научился пользоваться микроскопом; раньше мне такой возможности не предоставлялось. С помощью олимпиады мне удалось достичь новых знаний благодаря изучению земли под микроскопом...
А еще Шамиль предложил НЕБОЛЬШОЙ ПОСТСКРИПТУМ НА ТЕМУ ПРЕДОЛИМПИАДНОГО ЭПИГРАФА:
В беззвучной гармонии чисел и слов,
В суровой графической сетке
Непросто почувствовать ветер из снов –
Такое случается редко.
Но только однажды за тысячу лет
Находится sapience homo,
Который увидит загадочный свет,
Пришедший из времени Бора...
И он понемногу поймет и прочтет
Подсмысл физических правил;
И то, для чего он на свете живет -
Чтоб ими делиться с друзьями.
ЭВРИСТИКА – основанный на беседах, диалогах метод обучения, стимулирующий у учеников развитие активного поиска решений.
Толковый словарь русского языка на Web-сервере www.km.ru