Giải quốc tế lần thứ XIV “Vật lý máy tính”

57

Thế Vận Hội

Giải quốc tế lần thứ XIV “Vật lý máy tính”

Câu lạc bộ Tình báo Quốc tế (IIC) “Gluon” một lần nữa quy tụ các học sinh, sinh viên tài năng cho giải đấu “Vật lý Máy tính”. Mục đích của giải đấu là hỗ trợ những thanh niên tài năng thể hiện sự quan tâm đến khoa học cơ bản và công nghệ thông tin mới. Bài toán người tổ chức giải đấu - thành lập các đội sáng tạo tạm thời cho lời giải các vấn đề khoa học hiện đại. Những nhóm như vậy bao gồm học sinh, giáo viên, sinh viên, nghiên cứu sinh và nhà khoa học. Theo truyền thống, giải đấu được tổ chức thành hai vòng - trao đổi và toàn thời gian. Vòng trao đổi thư từ của Giải đấu XIV bắt đầu vào tháng 10 năm 2009 với việc phân bổ nhiệm vụ cho chuyến tham quan trao đổi thư từ “Hệ thống hành tinh” khi đăng ký vào lyceums, trường học và phòng tập thể dục. (Nhiệm vụ được đăng trên tạp chí «Kvant» số 4 năm 2009, làm tăng đáng kể số lượng đội tham gia giải đấu.) Sáu đội xuất sắc nhất được mời vào vòng chung kết - vòng đối đầu của cuộc thi. Vòng toàn thời gian của Giải XIV được tổ chức từ ngày 31 tháng 1 đến ngày 7 tháng 2 năm 2010 tại thành phố Protvino tại Viện Vật lý Năng lượng Cao với sự tham gia và hỗ trợ của Đại học Tổng hợp Moscow. MV Lomonosov, Tổ chức Triều đại, các công ty “Cyril và Methodius”, “Physikon”, “1C”, tạp chí «Kvant» và “Vật lý ở trường học” và Nhà xuất bản “Ngày đầu tháng 9”. Ban tổ chức giải đấu bày tỏ lòng biết ơn tới các tổ chức có tên đã hỗ trợ tổ chức giải đấu và hỗ trợ học sinh giỏi, học sinh tài năng. Những người tham gia vòng toàn thời gian thi đấu ở lời giải bài toán “Puck on a bán cầu”. Dựa vào kết quả của hai vòng thi, đội chiến thắng tuyệt đối của Giải XIV là đội Lyceum 1511 của Viện Vật lý Kỹ thuật Moscow (MEPhI), đã nhận được giải thưởng thử thách “Quả cầu pha lê”, bằng tốt nghiệp cấp 1 và các dấu hiệu đáng nhớ. Văn bằng cấp hai năm nay đã được FML 1580 nhận tại Đại học Kỹ thuật Nhà nước Moscow (MSTU) mang tên. N.E. Bauman và Trường Hàng không Vũ trụ Quốc tế Samara, và bằng tốt nghiệp cấp ba - một đội đến từ Kazakhstan. Các thí sinh tham gia cuộc thi đã nhận được nhiều giải thưởng từ các nhà tài trợ và ban tổ chức giải đấu. Nằm trong khuôn khổ giải đấu, cuộc thi sáng tạo máy tính cũng được tổ chức bao gồm 3 lĩnh vực: “Phòng thí nghiệm vật lý ảo” (được phát triển bởi

“Physikon”) của cô ấy), một cuộc thi về các dự án khoa học và một trò chơi máy tính trí tuệ đồng đội. Câu lạc bộ trí tuệ quốc tế “Gluon” mời các trung tâm khu vực, nhà thi đấu và trường học hỗ trợ trẻ em có năng khiếu tham gia Giải đấu “Vật lý máy tính” lần thứ XV vào tháng 1-tháng 2 năm 2011. Gửi đơn đăng ký tham gia đến địa chỉ: 115522 Moscow, Proletarsky pr., 15/2, MIC “Gluon” Điện thoại (495) 517-8014, fax: (495) 396-8227 E-mail: gluon@yandex.ru Trang web: www. gluon.ru Dưới đây là nhiệm vụ cho vòng đối ứng của giải đấu tiếp theo.

Bài tập cho vòng tương ứng của Giải đấu XV

“Tán xạ Raman”

Hiện tượng quang phi tuyến phát sinh trong môi trường do sự kích thích của các dao động ở tần số không trùng với tần số của bức xạ điện từ tới. Hiện tượng tán xạ Raman được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1928 bởi các nhà vật lý Liên Xô G.S. Landsberg và L.I. Mandelstam khi nghiên cứu sự tán xạ ánh sáng trong tinh thể và của nhà vật lý Ấn Độ Ch. Raman khi nghiên cứu sự tán xạ ánh sáng trong chất lỏng. Hiện tượng này nằm ở chỗ khi chiếu ánh sáng có tần số $\omega$ vào một môi trường thì bức xạ xuất hiện dưới dạng ánh sáng tán xạ có tần số Ω $= \omega \pm \omega_{0}$, trong đó $\omega_{0}$ là tần số dao động tự nhiên trong môi trường. Trong trường hợp môi trường như khí hiếm, tần số dao động tự nhiên là tần số dao động của các electron trong nguyên tử hoặc phân tử. Đối với sự khác biệt về tần số, chúng ta nói đến tán xạ Stokes Raman, và đối với tổng tần số, chúng ta nói đến tán xạ Raman phản Stokes. Tán xạ Raman tự phát (SRS) được quan sát thấy khi bức xạ tương tác với các nguyên tử và phân tử chịu dao động nhiệt. Việc tạo ra các nguồn bức xạ laser mạnh đã đưa đến phát hiện vào năm 1962 về hiệu ứng tán xạ Raman kích thích (SRS), phát sinh do sự tích tụ các dao động nguyên tử do bức xạ điện từ mạnh ảnh hưởng đến môi trường. Theo đó, tín hiệu tán xạ kích thích hóa ra mạnh hơn đáng kể so với tín hiệu tán xạ tự phát. Tán xạ Raman là một phương pháp hiện đại để nghiên cứu cấu trúc và cấu trúc của môi trường. Phương pháp hiệu quả nhất là tán xạ ánh sáng phản Stokes (CARS) kết hợp. Ý tưởng của phương pháp này là kích thích cưỡng bức các dao động tự nhiên của môi trường dưới tác dụng của hai chùm sóng ánh sáng (sóng bơm) có tần số $\omega_{1}$ và $\omega_{2}$ sao cho hiệu của chúng bằng tần số dao động tự nhiên trong môi trường: $\omega_{1} - \omega_{2} = \omega_{0}$. Trong trường hợp này xảy ra dao động cộng hưởng của các nguyên tử trong phân tử. Chúng tôi nghiên cứu tín hiệu Raman xuất hiện khi sóng thăm dò có tần số $\omega_{3}$ truyền qua môi trường. Thông thường, một trong các sóng bơm được sử dụng làm sóng thăm dò, chẳng hạn như với tần số $\omega_{1}$. Bức xạ trong trường hợp này có thể được quan sát ở tần số