«ИГРЫ РАЗУМА» НОУ ЦО «Новое образование» представляет результаты работы за 2002–2013 гг. Научное Общество Учащихся ЮВАО, г. Москва ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/20141

«Игры разума» - так назвали мы Научное Общество Учеников нашей школы, которое сложилось в 2002 г. Вот неполный перечень проблем, которыми увлечены наши ученики: Некоторые из перечисленных вопросов на первый взгляд представляются банальными, ответы на другие – хорошо известными. Тем не менее, поиски ответов «переросли» в проектно-исследовательские работы учащихся. Полученные в них результаты являются оригинальными. Авторы работ стали лауреатами ряда Всероссийских и международных конкурсов исследовательских работ учащихся, их работы опубликованы. Можно ли взглянуть на мир «глазами пчелы»? В чем секрет мореходного искусства викингов? Разрешимы ли «загадки» Бермудского треугольника? Какова физическая подноготная явления миража, можно ли «пощупать его руками»? А как измерить диаметр эритроцитов? Как смоделировать в лаборатории выброс нефти из скважины? Каков «физический механизм» гнездового паразитизма кукушки? Можно ли с помощью звука управлять распадом жидкого жгута на капли? ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/20142

Междисциплинарный характер работ Основные особенности работ учащихся НОУ «Игры разума» Исследовательский характер работ Применение компьютерных технологий В процессе работы учащиеся приобретают навыки исследователей: умение формулировать предмет, цель и задачи исследования, выдвигать гипотезу; находить и анализировать информацию об исследуемом явлении; обосновывать выбор методики исследования; проводить многочисленные опыты и эксперименты; анализировать результаты экспериментов, формулировать выводы; находить возможности практического применения полученных результатов и расширения возможностей дальнейших исследований в познании мира. поиск информации в Интернет; работа с компьютерными программами: Adobe Photoshop, Adobe Premier; работа с цифровым фотоаппаратом и цифровой видеокамерой; подготовка презентации в формате mppt и видеофильмов-презентаций; подготовка персональных сайтов по проектам. Тематика исследований выходит за рамки программы курса физики средней школы и лежит на стыке физики и биологии, включает геофизику, физику атмосферы, биологическую и медицинскую физику. Это позволяет показать ребятам широту и многообразие мира через одно какое-то явление и в то же время способствует осознанию нашей планеты, как единого организма, в котором все процессы тесно взаимосвязаны. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/20143

Опубликованные исследовательские работы 1. Пахлеванян А.А. Пространственная ориентация пчел посредством зрительной сенсорной системы. // - В сб. работ XI Конкурса им. В.И.Вернадского. – Сошнев С. Пузырьковая теория тайны Бермудского треугольника. // - В сб. работ XI Конкурса им. В.И.Вернадского Пахлеванян А.А. Некоторые особенности цветового зрения пчел. Журнал «Исследовательская работа школьников», 4, Фролова С. Визуализация пространственно-временных флуктуаций плотности в оптически прозрачных средах. - В сб. XII Конкурса им. В.И.Вернадского. – Пахлеванян А.А. Фотолюминесценция бактерий как возможный механизм опознавания порядка откладки яиц птицами. - В сб. Всерос. конф. «Актуальные вопросы экологии». РУДН, Москва. – Малоштанов М. Акустическая гидродинамика тонкой струи жидкости. - В сб. работ XIII Конкурса им. В.И.Вернадского Тазиева Д.Р. Исследование микроструктуры фасеточных глаз стрекоз методом лазерной дифрактометрии.//- В сб. XVI Конкурса им. В.И.Вернадского. – Стужина Т.А. Лазерная дифрактометрия микроструктуры гименофора трутовых грибов.// - В сб. работ XVII Конкурса им. В.И.Вернадского. – Асатрян А.Ж. Исследование микроструктуры фасеточных глаз ракообразных методом лазерной дифрактометрии.// - В сб. Мос. гор. конкурса «Лингва». – Сайты учащихся: Стужина Т. (Google Science Fair 2011: Асатрян А., Тазиева Д. (Google Science Fair 2011: Пахлеванян А. (Google Science Fair 2012: ) Соснова Е., Кабир Т. (Конкурс Вернадского 2013: Интернет-страница на сайте школы: Наливайко В.П. – публикации научного руководителя о работе НОУ: htm «Физика в школе», 1, 2009, «Физика для школьников», 1, В сборнике «Исследовательский подход в образовании», 2012 Сборник учебных видеофильмов в электронном приложении к журналу «Физика в школе», 5, 2012, CD-диск. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/2014 4

Международный смотр научного и технического творчества школьников, Intel ISEF США, более 1500 участников. Сборная России – 17 участников 2007 – Пахлеванян Анна (медаль Intel ISEF) Московский конкурс «Ярмарка идей на Юго-западе» 2006 – Пахлеванян Анна (победитель) 2006 – Белокопытов Станислав (призер) 2006 – Малоштанов Михаил (призер) 2007 – Пахлеванян Анна (победитель) 2007 – Ермаков Александр (призер) Лауреаты премии Президента России 2009 – Диана Тазиева 2010 – Тамара Стужина Московский городской конкурс «Исследовательские работы учащихся по биологическим дисциплинам» 2008 – Диана Тазиева (лауреат) 2008 – Игорь Скульский (лауреат) 2009 – Диана Тазиева (гран-при) 2010 – Тамара Стужина (победитель) Всероссийские чтения им. В.И. Вернадского 2004 – Анна Пахлеванян (победитель) 2004 – Сошнев Станислав (лауреат) 2005 – Анна Пахлеванян (победитель) 2005 – Софья Фролова (лауреат) 2006 – Михаил Малоштанов (победитель) 2006 – Анна Пахлеванян (победитель) 2008 – С. Белокопытов, А.Ермаков (лауреаты) 2009 – Диана Тазиева (победитель) 2010 – Тамара Стужина (победитель) 2013 – Лиза Соснова, Тина Кабир (победители) Всероссийский конкурс «Юниор», МИФИ, Intel 2003 – Елена Бодрова (медаль Intel Junior) 2003 – Алексей Молодчиков (лауреат) 2007 – Анна Пахлеванян (медаль Intel Junior) 2008 – Анна Пахлеванян (гран-при Intel,медаль Intel Junior) 2010 – Диана Тазиева (лауреат) Заключительная конференция Московского городского конкурса (участники: москвичи-победители Всероссийских конференций) 2005 – Анна Пахлеванян (лауреат) 2006 – Михаил Малоштанов (победитель) 2009 – Диана Тазиева (победитель) 2010 – Тамара Стужина (лауреат) Всероссийский конкурс «Ученые будущего» МГУ им. М.В.Ломоносова, Intel 2010 – Диана Тазиева (лауреат) Московский городской конкурс «Лингва» 2010 – Тамара Стужина (победитель) 2011 – Артем Асатрян (победитель) Победители и лауреаты конкурсов научно-исследовательских работ Международный конкурс Google Science Fair 2011 – Тамара Стужина 2011 – Диана Тазиева, Артем Асатрян 2012 – Анна Пахлеванян ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/2014 5

Размер фасеток как определительный признак видовой принадлежности стрекоз Диана Тазиева Лауреат премии Президента России Исследуя дифракцию лазерного луча на участке роговицы сложного глаза стрекоз, Диана обнаружила различие размеров фасеток на различных участках глаза. Исследовано около 100 экземпляров имаго и личинок стрекоз более 20 видов. Результаты высокоточных измерений позволяют утверждать о возможности использования размера фасеток в качестве дополнительного признака при определении видовой принадлежности стрекоз. Шестиугольные фасетки можно представить как три наложенные друг на друга дифракционные решетки Фрагмент роговицы под микроскопом ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/2014 6

L Дифракционные картины на экране препарат лазер фрагмент роговицы Измеряемые параметры: L – расстояние от препарата до экрана (1–3 м); а – расстояние между симметричными максимумами (5–20 см). a3a3 Диаметр фасетки: Схема экспериментов Дианы ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/20147

Лазерная дифрактометрия микроструктуры гименофора трутовых грибов Тамара Стужина Лауреат премии Президента России По строению гименофора (спороносного слоя трутовых грибов), в частности, по количеству отверстий на миллиметре длины, биологи определяют видовую принадлежность гриба, проводя рутинные расчеты в поле зрения микроскопа. Тамара разработала методику измерений как линейной плотности пор, так и диаметра отверстий пор по дифракции лазерного луча на тонком поперечном срезе гименофора. Поры под микроскопом Цилиндрические поры гименофора Fomes fomentarius ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/20148

Схема экспериментов Тамары Сканирование среза гименофора лазерным лучом Дифракционные картины различны при дифракции на различных участках препарата. Препарат экран лазер препарат Экран Диаметр пор: ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/20149

Гнездовой паразитизм кукушки Главный приз Всероссийской конференции «Юниор» (МИФИ, Москва) Анна Пахлеванян Медаль Международного конкурса Intel ISEF (США) Вылупившийся кукушонок будет иметь преимущества в выбрасывании яиц и птенцов хозяина гнезда, если вылупится первым. Опубликованные данные свидетельствуют, что кукушка, подкладывая яйцо в гнездо хозяина умеет определять, какое из яиц хозяев старше по порядку откладки и проглатывает именного его. Анне удалось экспериментально установить, что на поверхности скорлупы с течением времени размножаются бактерии, облучение которых солнечными ультрафиолетовыми лучами вызывает люминесценцию, которая и фиксируется птицами. Именно этим можно объяснить избирательное изъятие определенных (более раннего срока откладки) яиц хозяина (вида-воспитателя) кукушкой при подкладке своего. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/201410

7 дней после откладки 2 дня после откладки Фотографии куриного яйца в ультрафиолетовых лучах 2 дня после откладки 7 дней после откладки Площадь люминесцирующих участ- ков и яркость свечения возрастают с течением времени. Аналогичная кар- тина наблюдалась и на перепелных яйцах разного срока откладки. Яйца на короткое время извлекались из «гнезда» и фотографировались в ультрафиолетовых лучах. Экспериментальные результаты Анны ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/201411

Акустическая гидродинамика тонкой струи жидкости Михаил Малоштанов Победитель Всероссийского конкурса В.И.Вернадского Воздействие звука на тонкую струю воды приводит к возникновению неустойчивости течения струи. Михаил рассчитал критические частоты звука и продемонстрировал экспериментально в лучах вспышки стробоскопа как в результате продольной неустойчивости струя дробится на капельки. Показано, что поперечная неустойчивость на других звуковых частотах приводит к разделению струи на отдельные струи. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/201412

Можно ли взглянуть на мир «глазами пчелы»? Главный приз Всероссийской конференции «Юниор» (МИФИ, Москва) Анна Пахлеванян Медаль Intel junior Зрение пчёл не чувствительно к красному цвету, пчелы плохо различают жёлто-зелёные тона, максимум чувст- вительности глаза пчелы отвечает лучам синего цвета с охватом области ближнего ультрафиолета. Анна фотографировала различные цветы в лучах ртутной лампы, располагая перед объективом светофильтр, диапазон пропускания которого хорошо совпадает с диапазон зрения пчёл. На фото слева – восприятие глазом человека, на фото справа – «глазами пчёлы». ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/201413

Пузырьковая теория тайны Бермудского треугольника В работе Стаса экспериментально моделируется пузырьковая гипотеза гибели кораблей в районе Бермудского треугольника. Согласно этой гипотезе, из залежей гидратов на дне моря могут выделяться пузырьки метана. В результате плотность жидкости, а с ней и сила Архимеда уменьшаются. Станислав Сошнев Лауреат Всероссийского конкурса В.И.Вернадского ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/201414

С. Белокопытов, А.Ермаков Лауреаты конкурса им. В.И.Вернадского Моделирование открытого выброса нефти Саша и Станислав создали экспериментальную установку, моделирующую открытый выброс нефти при бурении скважины. Выброс нефти обусловлен поступающими в скважинную жидкость пузырьками газа. Аналогичный эффект лежит в основе действия автоматического сифона: поступающие пузырьки воздуха понижают плотность столба жидкости в трубке, которая вытесняется водой из сообщающегося с ней сосуда. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/

Фата - Моргана и градиентная оптика Соня сконструировала экспериментальную установку, которая позволяет наблюдать струю воздуха в воздухе, растворение кристаллов, позволяет увидеть звук. Создавая прозрачные модели, можно исследовать механические напряжения, например, в костных тканях, строительных конструкциях, деталях машин и механизмов. Софья Фролова Лауреат Всероссийского конкурса им. В.И. Вернадского Параметры установки: – общая длина 5 м; – диаметр конденсорных линз 25 см; – диаметр мишени 2 мм. Принцип работы экспериментальной установки основан на наблюдении оптических неоднородностей в про- зрачных средах на тёмном фоне. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/

Миражи на лабораторном столе Моделирование распространение света в среде с оптическими неоднородностями, моделирование миражей в лаборатории – вот суть работы Сони. Градиентная оптика – искусственное изменение показателя преломления по определенному закону, например, в световодах. Роль световода может играть струя воды. Соня рассчитала предельно допустимый радиус кривизны изгиба водяной струи, при котором отсутствуют потери – выход света через боковые стенки. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/201417

Волшебный солнечный камень Согласно древним скандинавским сагам штур- маны викингов с помощью волшебного кристалла могли находить направление на Солнце, даже когда оно было скрыто за горизонтом. Лауреат Всероссийской конференции «Юниор» (МИФИ, Москва) Елена Бодрова Медаль Intel Junior Елене удалось теоретически и экспериментально обосновать, что в основе этой легенды могут лежать реальные факты. Двойное лучепреломление и дихроизм кристаллов, поляризация света при рэлеевском рассеянии в атмосфере, деполяризация при рассеянии облаками – вот лишь некоторые термины, которыми уверенно оперировала восьми- классница во время защиты. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/201418

Универсальный гидростатический денсиметр Елизавета Соснова, Тина Кабир Лауреаты конкурса В.И.Вернадского Как измерить массу птичьего перышка? Можно ли взвешивать тела и определять плотности жидкостей и сыпучих тел с помощью обычной линейки? Лиза и Тина провели экспериментальные уроки в 4–8 классах. Восьмиклассницы Лиза и Тина разработали методику и из обычных пластиковых бутылок изготовили высокочувствительные поплав- ковые весы и ареометры. На весах с ценой деления 6,5 г ученики младших классов увлечённо проводили взвешивание различных объектов массой до 0,5 кг, а на поплавковых весах с ценой деления 5 мг определяли массу голубиного пёрышка. ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/

Исследовательская деятельность НОУ «Игры разума» СТАВИТ ЦЕЛЬЮ –интеллектуальное развитие и творческое совершенствование школьников; – создание мотивационной среды независимо от уровня достижений участников. ФОРМИРУЕТ – навыки самостоятельного движения в информационных полях; – универсальные умения ставить и решать задачи в своей будущей профессиональной деятельности; – навыки сотрудничества в различных по составу и профилю группах; – навыки презентации своих исследований в устной и стендовой формах. ОХВАТЫВАЕТ – учащихся средней и старшей школы. УВЛЕКАЕТ –решением нетривиальных проблем, лежащих на стыке наук. ОТВЕЧАЕТ – критериям самых престижных Всероссийских и международных конкурсов исследовательских работ школьников. Научный руководитель: В.П.Наливайко, учитель физики, к.ф.-м.н., профессор МТУСИ ИД «Первое сентября». Журнал «Физика» 2/