Исследовательские работы учащихся.

   «Нам необыкновенно повезло, что мы живем в век, когда ещё можно делать  открытия» Р. Фейнман

    Человеку нашего века необходимо многое: поэзия Лермонтова М.Ю. и Пушкина А.С.,  проза Толстого Л.Н. и Чехова А.П., музыка Чайковского П.И. и Шопена, и самая  загадочная из всех научных теорий мира – теория относительности Эйнштейна А., а ещё космонавтика и микроэлектроника, бионика и квантовая механика. Только с полётом фантазии можно сделать открытие, увидеть неведомое, парадоксальное. Я надеюсь, дорогие мои ученики, что став взрослыми вы сможете воплотить в жизнь все свои школьные мечты и проекты, - и, если не буквально, то по крайней мере, не свернете с той дороги творчества, которую открыли для себя. Всегда помните "Заповеди" для исследователя.

"Заповеди"  исследователя:

1.Никакую идею не считай безумной.

2.Если в идее есть маленькое зерно истины, найди его.

3.Не забывай, что ошибаться не имеет смысла.

4.Усмири гордыню, не считай свою идею самой важной.

5.Будь скромен, но талантлив.

6.Помни о прошлом и думай, что о тебе скажут в будущем!

  Научно - практическая   конференция  "Шаг в науку".

Тема "Электропроводность биологических систем"

                 Грищенко В., Забайкальский край, Карымский район,                       

                              п. Карымское, МАОУ СОШ №2, 11-а класс.

                                                        «Аннотация»

        Электропроводность биологических систем, свойство живого тела пропускать электрический ток под воздействием электрического поля. Электропроводность служит одним из показателей жизнеспособности консервированной кожи, кости, роговицы и других органов. В этой связи изменение электропроводности используют для получения информации о функциональном состоянии биологических тканей.

Цель работы: изучить один из способов определения качества биологических тканей на основе изменения электропроводности клетки.

 Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Рассмотреть основные понятия темы: биоэлектричество, биологическая система, электропроводность, импеданс и другие.

3. Собрать экспериментальную установку и с её помощью доказать наличие емкостного сопротивления у живых организмов.

4. Провести констатирующий эксперимент, с целью выяснения физических свойств и особенностей биологических систем.

5. Вычислить максимальное значение  силы тока через тело человека с помощью отвертки с газоразрядным индикатором.

6. Проанализировать полученный результат эксперимента.

Гипотеза: наличие емкостных свойств у тканей живых организмов позволит определить качество биологических материалов, необходимых в медицине.

 Проверка электропроводности  сухих листьев. 

       Проверка электропроводности  живых клеток с помощью осциллографа.                                                  

Тема «Знакомьтесь – капилляры!»

                         Авдеева А., Забайкальский край, Карымский район,

                                  п. Карымское, МОУ СОШ №5, 8 класс.

                                                        «Аннотация».

    Капиллярные явления играют большую роль в природе,  в технике, в строительном деле и бумажной промышленности. Именно в капиллярах происходят основные процессы, связанные с дыханием и питанием организма. По тонким капиллярным сосудам происходит  водоснабжение растений и передвижение влаги в почве. Цель работы: выяснить как зависит высота подъема жидкости от диаметра капилляра, доказать, что  от капиллярных явлений зависит качество и физические особенности различных веществ. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Рассмотреть основные понятия темы: смачивание, капилляр, капиллярные явления.

3. Провести серию экспериментов с целью выяснения причины поднятия жидкости в капиллярах.

4. Вычислить диаметры капилляров и выяснить физические свойства и особенности различных веществ.

   5.   Используя модель выяснить влияние гидроизоляции на влажность помещения.

   6.   Проанализировать полученный результат эксперимента.

   Гипотеза:    высота подъема жидкости в капиллярах тем больше, чем меньше его диаметр;  от капиллярных  явлений  зависит качество  почвы и физические особенности различных веществ (ткани, бумаги и других).

   В процессе работы я использовала  следующие методы исследования:

   1. проведение эксперимента.

   2. работа с научной литературой.

   3. проведение сравнительного анализа.  

         В процессе исследовательской деятельности я поняла, что явления смачивания и не смачивания, капиллярные явления широко распространены как в повседневной жизни, так и в природе, знания в этой области находят широкое применение  в науке и технике.                              

Проверка качества почв.                                                                                         

Тема «Определение уровня радиоактивного загрязнения продуктов питания»

                      Забайкальский край, Карымский район, Гайфулина Н., Шведова Т., Мерзляков В.  п. Карымское, МАОУ «СОШ №2 п. Карымское», 8 - а класс.

                                                        «Аннотация».

             Постоянное функционирование объектов техносферы приводит к  постепенному накоплению вредных и опасных факторов, отрицательно влияющих на здоровье и жизнедеятельность людей. Особое место в спектре источников угроз и опасностей  занимает радиационное загрязнение. Первым и очень важным шагом в процессе предупреждения и смягчения последствий воздействия факторов радиационной опасности является их  обнаружение, идентификация, определения вида и характера. Для этих целей   существуют доступные для населения бытовые приборы, позволяющие контролировать и измерять дозы и мощности дозы радиации, уровни загрязненности  продуктов питания.  

             Гипотеза: своевременное обнаружение радиоактивной загрязненности продуктов питания позволит предотвратить радиоактивное поражение или значительно снизить его воздействие, что  обеспечит безопасность жизни и здоровья людей.

             Цель: оценить по результатам измерения удельной активности уровень радиоактивной загрязненности проб продуктов питания, выращенных на территории поселка Большая Тура.

             Задачи: 

1. Оценить безопасность данных продуктов питания для жизни и здоровья жителей поселка.

2. Оценить уровень загрязненности проб продуктов питания по результатам измерения удельной активности.

3. Оценить уровень безопасности естественного радиационного фона.

4. Определить меры необходимые для уменьшения уровня загрязненности продуктов питания.

5. Рассмотреть основные понятия темы.

В процессе работы я использовал  следующие методы исследования:

1.  теоретические (моделирование, проведение аналогий,  сравнительного анализа, обобщение)

2.  эмпирические (проведение   эксперимента).

3.  математические (метод визуализации данных).            

Вывод: естественный радиационный фон и продукты питания безопасны.

 Измерение  уровня радиационного фона.

 Тема "Загадочный мир цвета"     

                                      Харина Н., Забайкальский край, Карымский район,

                                          п.Карымское, МОУ СОШ №2, 11-а класс.

                                                           «Аннотация».

      «Дороги мне клейкие, распускающиеся весной листочки, дорого голубое небо», - говорил Иван Карамазов, один из самых мрачных героев, порожденных гением Достоевского.  Солнечный свет всегда был и остается для человека символом вечной юности, всего лучшего, что может быть в жизни. Чувствуется взволнованная радость человека, живущего под Солнцем: «Пусть всегда будет Солнце, пусть всегда будет небо». Темное царство, царство мрака – это не просто отсутствие света, а символ всего тяжелого, гнетущего душу человека. Поклонение Солнцу – древнейший и прекраснейший культ человечества. Это сказочный бог Кон-Тики перуанцев, это божество древних египтян – Ра.  На самой заре своего существования люди смогли понять, что Солнце – не божество, а раскаленный шар, но благоговейное отношение к нему останется у человечества навсегда. Даже физик, привыкший иметь дело с точной регистрацией явлений, испытывает такое чувство, будто он совершает кощунство, говоря, что свет Солнца – это электромагнитные волны определенной длины и ничего больше.  На шкале электромагнитных волн видимый свет занимает крохотную полоску, зажатую между ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами. (3) А, ведь в жизни человека свет играет исключительно важную роль. 80% информации о мире человек получает через глаза, воспринимая свет, который излучают или отражают окружающие нас предметы. (6) Цвет - одно из очевидных свойств света. Наш глаз способен различить до 300 оттенков.(14) Не многие живые существа могут похвастаться такими способностями. Но для того чтобы использовать весь потенциал нашего цветного зрения, нужно знать, как оно работает, и понимать свойства света.                 Учет вышеизложенных фактов определил тему моей работы: «Загадочный мир цвета».                   Цель работы: рассмотреть объективный и субъективный аспекты механизма цветного зрения, доказать, что цвет  эмоционально воздействует на человека, вызывая определенные физиологические реакции.  Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.
2. Исследовать явления  дисперсии, дифракции, интерференции.

3. Изучить и составить хронологию работ И. Ньютона по оптике. 

4. Исследовать цветовые предпочтения учащихся.

5. Исследовать психофизиологические особенности человека в зависимости  от цвета.
6. Определить спектральные границы чувствительности человеческого глаза.
7. Проанализировать полученный результат эксперимента.

8. Создать фотогалерею и презентацию.

Гипотеза: Формирование цветового ощущения - сложный процесс. Психофизиологические особенности человека зависят от цвета.

Объект исследования: человек.

Предмет исследования:  свет от естественных и искусственных источников.   

      Мир, в котором мы живем, чрезвычайно богат красками. Но почему мы видим маки красными, а колокольчики  голубыми,  ромашки белыми с желтым, а деревья и траву зелеными? Ведь все они освещены одним и тем же белым солнечным дневным светом. Что такое  цвет? И почему он вызывают у людей чувство восхищения, удивления, любопытства? В своей работе я попыталась найти ответы на данные вопросы.   

      Формирование цветового ощущения - сложный процесс. Исследуя природу цветов, я выполнила целый комплекс различных оптических экспериментов. Изучила особенности таких явлений как дисперсия, дифракция, интерференция. Создала фотогалерею своих исследований.

      Я составила   хронологию работ И. Ньютона по оптике, так как именно этот ученый пришел к новой теории цветов. Она вызвала бурную полемику, потому что никак не вписывалась в представления эпохи. Многие современники Ньютона пытались объяснить образование спектра в рамках старых теорий, основываясь на гипотезе, что окраска выходящего из призмы света связана с разными углами падения лучей на её поверхность. Результаты экспериментов проверялись более 50 лет, но в итоге весь научный мир согласился с выводами английского ученого. (2) 

     Вопрос о восприятии света и цвета человеком далеко  не прост. Основная сложность состоит в том, что, помимо чисто физического преобразования световых сигналов в формировании  ощущения цвета большую роль играет нервная система человека. Взаимосвязь эмоций и цвета является закономерной, обусловленной, с одной стороны, психофизическими характеристиками цвета, а с другой — психофизиологической организацией человека. Цвет может вызывать приятные и неприятные чувства. Это свойство цвета и позволяет психологам определить эмоциональный склад характера человека.  Мной  было проведено исследование цветовых предпочтений учащихся обоего пола в возрасте от 11 до 17 лет.

      Я исследовала  влияние цвета на дыхание, давление и частоту пульса, доказав тем самым, что цвет  эмоционально воздействует на человека и вызывает определенные физиологические реакции.   

       Кроме всего сказанного,  тема «Загадочный мир цвета» заинтересовала меня, ещё и своей красотой. Законы оптики вывели ученые, а писатели, поэты, художники, ювелиры показали красоту света в своих творениях. Поэтому я решила сделать  фотографии  различных световых явлений. В процессе работы я поняла, что  научное познание природы и её поэтическое восприятие идут рука об руку, взаимно обогащая друг друга. Знание физики природных явлений позволяет ещё сильнее ощутить их внутреннюю гармонию и красоту; в свою очередь, ощущение этой красоты есть дополнительный и притом мощный стимул к дальнейшему исследованию.

    Таким образом, в процессе работы я использовала следующие  методы исследования:
1. Работа с научной литературой.
2. Проведение констатирующего эксперимента, с целью выяснения физических свойств и особенностей света.

3. Анкетирование, с целью выявления цветовых предпочтений учащихся.

4. Проведение эксперимента, с целью исследования  влияние цвета на дыхание, давление и частоту пульса человека.

5. Анализ полученных результатов и соотнесение его с гипотезой.                                          

      Я изучила много литературы во время работы над статьей. Так, например, в пособии Гершензона Е.М. «Курс общей физики»  можно найти ответы на многие вопросы. Что такое свет? Дисперсия, интерференция, дифракция? Проследить эволюцию взглядов на природу света. Узнать особенности образование цветов. Эти же вопросы рассмотрены в учебниках Мякишева Г.Я., Пинского А.А., Касьянова В.А., в книге Кл. Э. Суорц «Необыкновенная физика обыкновенных явлений».

       Интересно пособие для учителей и учеников Горева Леонида Александровича «Занимательные опыты по физике» и книга Перельмана «Занимательная физика». Авторы предлагают провести  различные опыты, в которых проявятся свойства и особенности света.

      В журнале «Квант»  я прочитала интересную статью Буздина А.И., Кротова С.С. «Что и как мы видим». В ней рассмотрены объективные и субъективные аспекты механизма зрения.

    В процессе работы я пришла к простому выводу:  с каждым столетием цвет все больше и больше несет для нас информации черпая,  свою значимость из реальной действительности, и его воздействие определяется целой суммой факторов, куда входит социальный опыт человека.

Явление разложения света в спектр.

                    Тема "В глубинах кристалла"

                                      Харина Н., Забайкальский край, Карымский район,

                                          п.Карымское, МОУ СОШ №2, 10-а класс.

                                                         «План исследований».

   Ледяная сосулька и клинок сабли, железнодорожный рельс и кристалл рубинового лазера, обломок кирпича и драгоценный бриллиант, корпус космической ракеты  и раскаленная нить электролампы – все это твердые тела. Мы живем на поверхности твердого тела – земного шара, в домах, построенных из твердых тел. Наше тело, хотя оно и содержит 65% воды (мозг – 80%), тоже считают твердым.                                                                                                                                                      

    Знать и изучать свойства твердых тел необходимо. Ведь это позволяет создавать новые вещества, улучшать уже существующие, находить новые области применения твердых тел в науке и технике. В акустике не обойтись без пьезокристаллов.  В оптике твердые тела используют для изготовления линз, призм и других элементов оптических установок. Квантовая электроника широко использует в лазерах кристаллы рубина, сапфира и других веществ. Выращивание кристаллов превратилось в целую отрасль промышленности. Искусственные алмазы и другие сверхтвердые материалы позволяют во многих случаях отказаться от дорогих естественных алмазов. Новые конструкционные материалы, созданные на основе изучения и улучшения механических свойств и жаропрочности твердых тел, идут на изготовление корпусов космических ракет.  Огромные возможности для науки и техники открыло создание полупроводниковых материалов и приборов, а так же использование жидких и фотонных кристаллов.      

     Получение материалов с заданными механическими, магнитными, электрическими и другими свойствами – одно из основных направлений современной физики твердого тела. Примерно половина физиков мира работают сейчас в этой области науки.

Учет вышеизложенных фактов определил тему моей работы: «В глубинах кристалла».

Цель работы: вырастить кристаллы и понять зависимость форм и свойств кристаллов от их   внутреннего строения, благодаря которым они нашли такое широкое применение.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.
2. Изучить способы выращивания монокристаллов и друз в домашних условиях.

3. Вырастить кристаллы поваренной соли и сахара, медного и железного купороса, салицилового спирта и сульфата магния, льда.

4. Исследовать  особенности и скорость роста кристаллических тел.
5. Исследовать свойства кристаллических тел.
6. Проанализировать полученный результат эксперимента.

7. Рассмотреть применение кристаллов в науке и технике.

8. Создать фотогалерею выращенных кристаллов и презентацию.

Гипотеза:
В домашних условиях можно вырастить достаточно большие кристаллы. С помощью простейших приборов и материалов можно исследовать свойства кристаллов. Доказать, что все физические свойства, благодаря, которым кристаллы так широко применяются, зависят от их строения – их пространственной кристаллической решетки.

Объект исследования: кристаллические тела.
Предмет исследования:  поваренная соль, сахар, медный и железный  купорос, салициловый спирт, сульфат магния, вода, слюда.
    Тема моей работы «В глубинах кристалла» заинтересовала меня, прежде всего своей красотой. Строение, свойства, особенности кристаллических тел объяснили ученые, а писатели, поэты, художники, ювелиры показали красоту кристаллов в своих творениях. Поэтому первое, что я решила сделать – это подобрать загадки, стихи, отрывки из художественной литературы, картины, фотографии, где речь идет о кристаллах. В процессе работы я поняла, что  научное познание природы и её поэтическое восприятие идут рука об руку, взаимно обогащая друг друга. Знание физики природных явлений позволяет ещё сильнее ощутить их внутреннюю гармонию и красоту; в свою очередь, ощущение этой красоты есть дополнительный и притом мощный стимул к дальнейшему исследованию.

   Так что же такое кристаллы? И почему они вызывают у людей чувство восхищения, удивления, любопытства? Какими свойствами обладают кристаллические тела? И где можно их применить? На все эти вопросы я попыталась найти ответы в научной литературе.

   Следующим этапом моей работы стало изучение особенностей кристаллических тел. Я рассмотрела с помощью лупы коллекции минералов и горных пород, выделила отличительные признаки данных тел. Изготовив самодельный гониометр, я измерила, углы между гранями поваренной соли. Таким образом, я доказала важнейший закон кристаллографии - закон постоянства углов.

    Многие технологические потребности в кристаллах явились стимулом к исследованию методов выращивания кристаллов с заранее заданными химическими, физическими и электрическими свойствами. Труды ученых не пропали даром, и были найдены способы выращивания больших кристаллов сотен веществ, многие из которых не имеют природного аналога. Я тоже решила вырастить кристаллы и у меня получилось. В домашних условиях, используя простые химические вещества, мне удалось получить кристаллы поваренной соли, сахара, медного купороса, сульфата железа,  салицилового спирта, сульфата магния, льда. Оказалось, что выращивание кристаллов – интересное и увлекательное занятие. Я вела наблюдение за процессом роста кристаллов из раствора, сравнила скорости роста кристалла в различных направлениях и определила  для некоторых из них вид сингонии. Мной была создана фотогалерея работ и собрана коллекция  выращенных кристаллов. Используя выращенные кристаллы, я провела исследование зависимости физических свойств твердых тел от направления, таких как теплопроводность, спайность, прочность.

    Много   внимания уделял человек изучению кристаллов и их свойств. Современные знания о кристаллах не являются полными, но эти знания позволяют использовать кристаллы во многих сферах человеческой деятельности. Я изучила вопрос об использовании кристаллов и перспективах применения новейших технологий на их основе. Перечень видов применения кристаллов достаточно длинен и непрерывно растет. 

   Таким образом, в процессе работы я использовала следующие  методы исследования:
1.Работа с научной и художественной литературой.
2. Проведение констатирующего эксперимента, с целью выяснения физических свойств и особенностей кристаллических  тел.

3. Целенаправленное, длительное наблюдение за процессом роста кристаллов, с отражением  результата в дневнике наблюдений.

5.Анализ полученных результатов и соотнесение его с гипотезой.                                           

        Я изучила много литературы во время работы над статьей. Так, например, в книге  Китайгородского А.И. «Кристаллы» можно найти ответы на многие вопросы. Что такое кристалл? Проследить эволюция взглядов на природу кристаллов; рассмотреть особенности пространственных решеток; строение и физические свойства; изотропность, анизотропность, полиморфизм,  симметрию.

    Эти же вопросы рассмотрены в пособии для учителя «Физика 9-11 классы. Проектная деятельность учащихся». Автор – составитель Лымарева Н.А. Кроме этого в книге предложены методы выращивания кристаллов в лабораторных и домашних условиях. Изучены свойства жидких и фотонных кристаллов. Рассмотрены области применения кристаллов; современные разработки и перспективы применения новейших технологий в будущем.

      Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях из насыщенного раствора подробно описан в статье Клия О.М. «Как вырастить кристалл» из журнала «Квант» 1970 года  № 5. Автор предлагает способ приготовление маточного раствора, а так же получение  кристалла-затравки.  

      В книге Ольгина О. «Опыты без взрывов» предложены способы выращивания кристаллов из меди и соли, однако автор не преследует целей вырастить крупный однородный монокристалл.

       Интересно пособие для учителей и учеников Элизабет А. Вуд «Кристаллы». В нем рассказывается, как из простых химических веществ можно получить удивительные, необычные кристаллы. Например, из сахара, буры, серы, сульфата магния и даже нафталина. Автор предлагает провести с выращенными кристаллами различные опыты, в которых проявятся свойства и особенности кристаллических тел. Грамотные и подробные  выводы можно найти после каждого опыта.

       В статье я рассказала лишь малую часть того, что известно о кристаллах, однако и эта информация показала, насколько неординарны и загадочны эти тела по своей сущности. В настоящее время они имеют большое значение в  науке  и техники, так как обладают особыми свойствами.  Такие  области  использования кристаллов, как полупроводники, сверхпроводники, пьезо - и  сегнетоэлектрики, квантовая  электроника, фотоника  и  многие   другие   требуют   глубокого   понимания зависимости физических  свойств  кристаллов  от  их  химического  состава  и строения.   Теперь, когда изучены методы искусственного выращивания кристаллов, область их применение расширилась, и, возможно, будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам.