Olympic Vật lý quốc tế dành cho học sinh lần thứ XI

49

I. Slobodetsky

Olympic Vật lý quốc tế lần thứ XI dành cho học sinh

Đầu tháng 7, Mátxcơva đã đón tiếp các thí sinh và khách mời của Olympic Vật lý quốc tế lần thứ XI dành cho học sinh. Ở nước ta, lần thứ hai một kỳ Olympic như vậy được tổ chức; Lần đầu tiên Liên Xô tổ chức Olympic Vật lý quốc tế vào năm 1971.

Học sinh, hay đúng hơn là học sinh tốt nghiệp, từ mười quốc gia châu Âu đã đến tham dự Olympic ở Moscow: Bulgaria, Hungary, Đông Đức, Ba Lan, Romania, Liên Xô, Phần Lan, Đức, Tiệp Khắc và Thụy Điển. Đội của mỗi quốc gia bao gồm năm người tham gia và hai người lãnh đạo.

Đội Liên Xô bao gồm những người chiến thắng trong Cuộc thi Olympic Vật lý dành cho học sinh toàn Liên minh lần thứ XIII:

Serdey Gordienko - tốt nghiệp trường số 2 ở Smolevchi,
Maxim Tsypin - tốt nghiệp trường số 2 ở Moscow,
Serdey Shpilkin tốt nghiệp trường nội trú số 18 tại Đại học quốc gia Moscow,
Olee Yushchuk - tốt nghiệp trường số 145 ở Kiev,
Neor Yasonov tốt nghiệp trường nội trú số 18 tại Đại học quốc gia Moscow.

Trưởng nhóm là V. A. Orlov, nhà nghiên cứu cấp cao tại Viện Nghiên cứu Nội dung và Phương pháp Giảng dạy của Viện Hàn lâm Khoa học Sư phạm Liên Xô, và S. M. Kabardina, một nhà nghiên cứu cấp dưới của cùng viện.

Việc tổ chức Olympic quốc tế là một việc khá khó khăn. Chỉ cần nói rằng cần phải chọn bài toán, cung cấp bản dịch bài toán sang ba ngôn ngữ (có bốn ngôn ngữ chính thức của Olympic - tiếng Nga, tiếng Anh, tiếng Đức và tiếng Pháp), tổ chức xác minh các tác phẩm được viết bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau và lập một chương trình gặp gỡ và du ngoạn thú vị. Vì vậy, rất lâu trước khi Thế vận hội bắt đầu, nó đã được tạo ra

51

Trước hết, cần xác định nội dung của “hộp đen”. Người ta gọi đó là sự thay đổi điện trở $R$ giữa tất cả các thông số của các cực ở dòng điện không đổi. Điều này cho phép chúng tôi xây dựng mạch như trong Hình 2 và giả sử rằng các phần tử $b$ và $d$ là tụ điện, còn các phần tử $a$ và $c$ là điện trở hoặc một sự kết hợp nào đó giữa điện trở và một cuộn cảm (vì chỉ có điện trở $R_{12}$ và $R_{34}$ hóa ra khác không).

Có thể thay đổi điện trở bằng đồng hồ đo, nhưng tốt hơn là nên lắp ráp mục tiêu như trong Hình 3 và bằng cách thay đổi điện áp đầu vào bằng một điện trở thay đổi, hãy vẽ biểu đồ sự phụ thuộc của dòng điện $I$ vào điện áp $U$. Sử dụng biểu đồ này, có thể tìm thấy điện trở giữa các cực tương ứng, đồng thời đảm bảo rằng không có nguồn hiện tại bên trong “hộp đen” (biểu đồ về sự phụ thuộc của $I$ vào $U$ đi qua gốc tọa độ) hoặc điốt (để làm được điều này, cần phải thay đổi cực tính của kết nối nguồn).

Otuchtivkov Olympida cũng cần ước tính sai số khi thay đổi điện trở $R_{12}$ và $R_{34}$ và ước tính giá trị điện trở tối thiểu có thể có giữa các thông số đầu cuối khác.

Giai đoạn thứ hai của công việc là thay đổi các mệnh lệnh $Z$, tức là điện trở ở dòng điện xoay chiều. Để làm điều này, hãy làm theo quy tắc 3 sau đây và vẽ đồ thị của dòng điện và điện áp. Các phép đo cho thấy rằng trong trường hợp này, chỉ ở phần 1–2 và 3–4, trở kháng không bằng 0 và $Z_{12} > R_{12}$ và $Z_{34} > R_{34}$. Điều này cho phép chúng ta đưa ra một kết luận mới về nội dung của “hộp đen” (Hình 4) - bên trong nó có một máy biến áp, các cuộn dây nối tiếp (có kết nối song song giữa cuộn cảm và điện trở $Z < R$).

Sau đó, các thông số khác nhau của hộp đen phải được xác định. Vì các điện trở $R_{12}$ và $R_{34}$ đã được xác định và tần số của dòng điện xoay chiều đã cho nên không khó để tìm ra độ tự cảm của cuộn dây từ trở kháng $Z_{12}$ và $Z_{34}$ và phát hiện sự phụ thuộc của chúng vào điện áp (điều này có liên quan đến sự thay đổi độ thấm từ của lõi máy biến áp). Sau đó, cần kiểm tra xem có sự ghép cảm ứng giữa các cuộn dây hay không, tìm hệ số biến đổi ($k = U_{12}/U_{34}$) và cho biết điện áp vận hành tối đa của máy biến áp (tại đó chưa tồn tại độ bão hòa của lõi máy biến áp).

Cũng cần ước tính giá trị điện dung tối đa giữa cực 2 và 4, 1 và 3.

Điều thú vị cần lưu ý là theo dữ liệu bán buôn, người ta có thể xác định xem các cuộn dây của máy biến áp được quấn như thế nào - theo một hướng hay không. Để làm điều này, chỉ cần so sánh điện áp rơi của các kim vôn kế nối với cuộn dây máy biến áp khi nối với một trong các cuộn dây của nguồn điện một chiều là đủ. Thật không may, không một phần nào của Thế vận hội làm được điều này.

Như thường lệ, lời giải mỗi lý thuyết bài toán được đánh giá 10 điểm và thực nghiệm được 20 điểm. Bài kiểm tra cho thấy các phần thi Olympic đáp ứng tốt phần lý thuyết thứ nhất và thứ hai bài toán: Đầu tiên bài toán một nửa số người tham gia giải được câu thứ hai, 44 trên 50. Câu thứ ba hóa ra khó hơn nhiều: chỉ có 9 người giải được. Một nửa số người tham gia đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ thử nghiệm. Maxim Tsypin (đội Liên Xô) nhận được số điểm tối đa (43 trên 50).

Lễ bế mạc Olympic diễn ra long trọng, tại đó Chủ tịch Ủy ban Quốc tế S.P. Kapitsa đã trao giải thưởng cho những người chiến thắng Olympic. Từ Viện Hàn lâm Khoa học

52

Liên Xô hiện đã được chúc mừng bởi học giả I.K. Kikoin.

Tám vận động viên Olympic đã được trao bằng cấp I: Ivan Gantsev (Cộng hòa Nhân dân Belarus), Kalinoy Pavol (Tiệp Khắc), Andrzej Pracimo (Ba Lan), Zolman Kaufman (Hungary), Maxim Tsypin (USCP), Sergey Shpilkin (USCP), Olee Yushchuk (Liên Xô), Igor Yasonov (USCP). Họ đều nhận được giải thưởng đặc biệt. Bốn người tham gia Olympic đã được trao bằng và giải thưởng cấp II, mười bốn người tham gia đã được trao bằng và giải thưởng cấp III. Trong số những người được cấp bằng tốt nghiệp cấp ba có Sergei Gordienko. Mười lăm người tham gia Olympic đã được trao giấy chứng nhận danh dự.

Olee Yushchuk đã nhận được giải thưởng đặc biệt - dành cho người tham gia Olympic trẻ tuổi nhất - từ tạp chí “Phụ nữ Xô Viết”. Đối với giải đặc biệt lời giải lý thuyết thứ hai bài toán tốt nhất từ ​​tạp chí “Công nghệ dành cho thanh niên” Lars Uhlander (Thụy Điển) đã bị hủy bỏ. Timo Tuulitsemi (Phần Lan) và Mix Khartoum (CHDC Đức) đã nhận được giải thưởng đặc biệt từ tạp chí “Công nghệ dành cho thanh niên” cho màn trình diễn thử nghiệm bài toán xuất sắc nhất.

Hiệp hội Vật lý Châu Âu tỏ ra rất quan tâm đến Olympic. Đội xuất sắc nhất sẽ nhận được một cuốn sách về tương lai của vật lý do ETF xuất bản và lời mời tham dự hội thảo khoa học dành cho giới trẻ do hiệp hội tổ chức tại Ý.

Những người tham gia Olympic đã đi tham quan Moscow và tham gia các chuyến du ngoạn đến Điện Kremlin, Leninsky Gorki và VDNKh.

Tóm lại, chúng tôi lưu ý rằng Olympic trường học quốc tế chắc chắn mang lại lợi ích to lớn cho cả người tham gia và người tổ chức. Chúng mang đến cho các nhà vật lý tương lai cơ hội gặp gỡ các đồng nghiệp của họ đến từ các quốc gia khác. Họ giúp các nhà xây dựng Olympic từ các quốc gia khác nhau trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp, nhìn thấy những thành công và khuyết điểm của họ, xác định trình độ học vấn mà họ cần phấn đấu và thiết lập các mối liên hệ sáng tạo. Và quan trọng nhất, Olympic trường học quốc tế, giống như tất cả các diễn đàn quốc tế, giúp tăng cường sự hiểu biết và tình hữu nghị lẫn nhau.