Заключительный этап Республиканской олимпиады 2018 года по физике

В последнюю неделю марта в г. Полоцке состоялся заключительный этап Республиканской олимпиады 2018 года по физике. Из всех областей Беларуси в древний и молодой Полоцк съехались школьники девятых – одиннадцатых классов, чтобы выявить сильнейших, наиболее эрудированных, наиболее талантливых юных физиков-теоретиков и экспериментаторов. В течение трёх дней боролись за право стать претендентами в сборную команду страны участники олимпиады. На этапе подготовки команды всех областей, г. Минска, лицея БГУ и г. Москвы не только добросовестно проработали школьную программу, но и научились решать самые заковыристые, самые цепляющие, самые глубокие задачи по школьной программе и «для углубленного изучения» материала, выходящего за её рамки, заглянули во многие источники. А книг и журналов, достойных внимания проницательного физика, сейчас предостаточно. Только журнал «Квант», в котором для школьников печатаются статьи по физике и математике, выходит уже почти пятьдесят лет. Добавим к этому университетские учебники, другие пособия. Конечно, прочитать всю эту литературу практически невозможно, поэтому учащимся нужна квалифицированная помощь учителей и тренеров.

Более 120 участников олимпиады соревновались не столько в знании формул и физических законов, сколько в умении анализировать, какие именно законы нужны для изучения явления, описанного в условии задачи, как именно нужно скомбинировать известные формулы, чтобы получить требуемую характеристику указанного объекта или процесса.

А задачи – и это уже традиция – были предложены очень интересные, если сказать одним словом – высококлассные. Особенно интересны были задачи с элементами истории физики, в которых акцентирована мысль о том, что науку-физику «делают люди».

Все в школе изучали физику и знают, например, закон Ома. Однако  мало кто задумывался, что было источником тока в 1826 году у Георга Ома. Изменять величину электрического сопротивления можно было посредством изменения длины проводящих проволочек. Ну, а как Г. Ом измерял силу тока? Ведь ни амперметров, ни батареек, ни розеток тогда не было. Разобраться со всеми этими усвоенными в школе «прямо пропорционально» и «обратно пропорционально» надо было самым младшим участникам – девятиклассникам. Задача, прямо скажем, не из лёгких.

Также из школьных учебников все почерпнули информацию о кристаллографических модификациях углерода: графите, алмазе. Многие слышали про фуллерены и графен. Вычислить теоретически некоторые физические свойства этих материалов, разобраться в их внутренней структуре – вот задача, которую можно было дать в любом классе, и для всех школьников она была бы непростой. А досталась она опять-таки девятиклассникам. Теоретически рассчитать даже простейшие свойства графена, за «новаторские экспериментальные исследования» которого двум физикам российского происхождения Андрею Гейму и Константину Новоселову  в 2010 году была присуждена Нобелевская премия – что может быть интереснее на физической олимпиаде 2018 года?!

Десятиклассникам досталась задача о «законе Ома для теплопроводности» – законе Фурье, установленном в 1807 году. По существу, это Георг Ом прошел по следам Жана Батиста Фурье, изучавшего процессы прохождения тепла, и открыл закономерности процессов прохождения электричества. Но для школьников, знающих закон Ома и не знающих закона Фурье, всё выглядело наоборот.

Десятиклассникам досталась также задача ещё об одном законе, управляющем электрическими явлениями: законе Кулона – задача об измерении силы взаимодействия зарядов, которую в 1785 году удалось решить Шарлю Кулону с высокой точностью, проявив при этом чудеса изобретательности физика-экспериментатора.

Учащимся одиннадцатого класса пришлось разбираться в сути двух принципиально важных опытов со светом: опыта Физо и опыта Лебедева.

Чтобы подтвердить или опровергнуть теорию эфира, господствовавшую в XIX веке, Арман Ипполит Луи Физо поставил опыт, целью  которого было экспериментальное установление зависимости скорости света в движущейся жидкости от скорости ее течения. В результате этого опыта убедительно было показано, что движение тел влияет на скорость распространения света в них.

В школьном курсе физики изучается опыт по измерению давления света на твердые тела, который в 1899 году был впервые реализован Пётром Николаевичем Лебедевым, имя которого в настоящее время носит Физический институт Академии наук Российской Федерации. Иногда говорят, что в этом опыте подтверждена квантовая природа света. Действительно, результаты опыта Лебедева можно объяснить и на основе квантовых представлений о свете, но они были сформулированы Максом Планком в конце 1900 года применительно к тепловому излучению тел, и только в 1905 года применены
Альбертом Эйнштейном к свободно распространяющемуся излучению. Лебедев ставил иную цель – проверить электромагнитную теорию Максвелла. Вот и участникам олимпиады в теоретическом туре было предложено на основе электромагнитной теории Максвелла рассчитать давление света на металлическую пластинку.

Не менее интересными оказались и задачи экспериментального тура.

Девятиклассникам пришлось экспериментально подтверждать закон Архимеда и классическую формулу тонкой линзы.

Десятиклассники трудились в экспериментальном туре над созданием прибора, использованного Кулоном, – крутильных весов. В другой задаче им пришлось экспериментально убедиться
в правильности законов идеального газа.

Не менее увлекательными оказались задачи, предложенные в экспериментальном туре учащимся одиннадцатого класса – о получении электрического тока с помощью лимона и о формировании на экране интерференционной картины с применением лазера, линзы и зеркала (по модифицированной схеме Ллойда).

Читателю, только ознакомившемуся с приведенной информацией о заданиях, безусловно, ясно, что эти интересные и увлекательные задачи были достаточно сложными. Разумеется, преимущество в их решении имели те ученики, которые проштудировали не только школьные учебники, но и университетские пособия.

В этой связи следует отметить, что преподаватели и студенты факультета физики и информационных технологий УО «ГГУ имени Ф. Скорины» активно участвуют в подготовке школьников области
к областному туру и команды Гомельской области к заключительному туру Республиканской олимпиады по физике. Для талантливых и увлечённых физикой ребят несколько раз в году проводятся тренировочные сборы, в ходе которых университетские преподаватели читают лекции по различным разделам физики на углубленном уровне, учат решать нестандартные задачи, проводить опыты и оформлять их результаты.

В этой работе принимают активное участие преподаватели факультета: В.Н. Капшай, А.Н. Годлевская, Ю.А. Гришечкин, А.А. Середа, В.Ф. Шолох, А.Н. Купо, Г.А. Баевич.

Отрадно отметить, что в тренингах участвуют и лучшие студенты факультета физики и ИТ. Так, студент третьего курса Антон Толкачёв помогал своему бывшему учителю Елене Павловне Знахаренко готовить к областному и заключительному этапам олимпиады учащихся ГУО «Гимназия № 14 г. Гомеля». Он может гордиться своими педагогическими успехами: на областной олимпиаде его ученики получили четыре диплома, в том числе два диплома первой степени за первое и второе места – соответственно Антон Белашов и Андрей Авраменко. Оба эти десятиклассника стали обладателями дипломов и по итогам заключительного тура олимпиады.

На областном этапе олимпиады диплома второй степени удостоены десятиклассники Павел Рафеев (ГУО «Средняя школа № 10 г. Гомеля», учитель Д. С. Филимонов) и Кирилл Дроздов (Гомельский городской лицей №1, учитель Н.Д. Афанасьева). На заключительном этапе олимпиады П. Рафеев награжден дипломом третьей степени, а К. Дроздов – похвальным отзывом.

Помогал своему бывшему учителю Людмиле Ивановне Горбачёвой и третьекурсник Андрей Бужан, окончивший  Гомельский городской лицей №1, – он готовил команду одиннадцатого класса. Его подопечные по итогам областного тура получили три диплома – один первой степени и два – второй, а также стали дипломантами заключительного тура: Макар Леоненко награжден дипломом третьей степени, Александр Задорожнюк – второй, а Николай Зуников, занявший в итоговой ведомости второе место, отстал от победителя только на один балл и награжден диплом первой степени. На сборы по подготовке
к международной олимпиаде по физике 2018 года, которая в июле месяце пройдет в Португалии, отобраны двое членов команды Гомельской области: Н. Зуников и А. Задорожнюк.

Кроме них, дипломом награжден ещё один очень сильный участник команды Гомельской области – Максим Резунов, который учится в одиннадцатом классе Речицкого районного лицея (учитель Михаил Михайлович Виницкий). Похвальный отзыв вручен Дмитрию Велькову (Гомельский областной лицей, учитель Наталья Васильевна Ханеня). Таким образом, все учащиеся одиннадцатого класса, выступавшие
в составе команды Гомельской области, вернулись домой с наградами. Такого успеха команда достигла впервые.

Отметим, что учителя всех дипломантов  и обладателей похвальных отзывов на олимпиаде этого года – выпускники нашего факультета.

К сожалению, хуже, чем ожидалось, выступили девятиклассники. Их результаты не были нулевыми: фамилии практически всех членов команды в итоговой ведомости перечислены сразу за теми участниками, кто награжден похвальным отзывом, но пока ребятам чего-то не хватило. Может быть, их испугал уровень сложности задач и объем заданий, хотя все задачи были «решаемые». Возможно, не хватило опыта или ответственности. Что ж, из этой ситуации следует извлечь уроки и осознать, что готовиться к интеллектуальным соревнованиям нужно ответственно, что «дорогу осилит идущий».

У тех студентов факультета физики и информационных технологий, которые в 2018 году выступили тренерами при подготовке к республиканской олимпиаде по физике, имеется возможность, учась уже в нашей аспирантуре, стать не только тренерами учащихся, но и членами жюри международной олимпиады по физике, которая в 2022 году состоится в Республике Беларусь. Те выпускники школ, гимназий и лицеев, которые в 2018 году станут студентами, а в 2022 будут магистрантами или аспирантами и смогут не только тренировать учащихся из Беларуси, но и оказаться в составе волонтерских отрядов, обеспечивающих помощь в ориентировке на местности и экскурсионное обслуживание иностранным гостям.

Для исполнения любой из этих миссий потребуется глубокое знание физики и свободное общение на английском языке или ином иностранном языке, являющемся родным для соответствующей команды. При этом имеется возможность приобрести неоценимый опыт педагогической, переводческой работы, уверенного общения с носителями  иностранного языка и другие качества, необходимые для успешного участия в международных научных конференциях, зарубежных стажировках, туристических поездках.

Преподаватели и сотрудники факультета физики и информационных технологий УО «ГГУ имени Ф. Скорины» готовы помочь в исполнении мечты не только победителям олимпиады, но и всем любителям физики и ее практических приложений. Ждем вас в приемной комиссии с 12 по 17 июля 2018 года. Для выпускников профильных классов педагогической направленности, которые поступают на педагогические специальности, сроки подачи документов более короткие – с 12 по 14 июля.

А.Н. Годлевская, В.Н. Капшай,
члены жюри заключительного этапа
Республиканской олимпиады по физике

 1

2