Список тем для III ежегодной научной конференции школьников «Человек и космос»:

Список тем для III ежегодной научной конференции школьников «Человек и
космос»:
N ФИО научного руководителя,
Название темы и краткое описание работы
e-mail
1. Загайнова Юлия Сергеевна
1. Астрономическая навигация в Эпоху
vikkey@iszf.irk.ru
Великих географических открытий.
Необходимо раскрыть тему, отвечая на
следующие вопросы: «Как моряки Эпохи
Великих географических открытий
ориентировались в открытом море по звездам,
Солнцу и магнитному полю Земли».
Предлагается сделать макет (из картона,
бумаги, фольги и т.д.) любого известного
угломерного инструмента, - магнитный
компаса, квадранта, ноктурлабиум,
астролябии и т.д., - для определения
направления/курса корабля и кратко описать
принцип его работы.
Принцип отбора рефератов: работы с
выполненными макетами угломерных
инструментов рассматриваются для участия
на конференции в устной сессии школьников
остальные – для стендовой сессии.
2. «Межпланетные путешествия под
«Солнечными парусами»»
Необходимо раскрыть тему, отвечая на один
или все из следующих вопросов:
Как появилась и развивалась идея создания
«Солнечного паруса»?
Разновидности конструкторских решений
«Солнечного паруса».
Результаты запусков космических аппаратов,
оснащенных «Солнечным парусом».
Преимущества и недостатки «Солнечного
паруса».
Дополнительно каждому школьнику,
выбравшему эту тему, будет предложено
решить задачу. Лучшие работы будут
рекомендованы для участия в устной сессии
конференции.
2.
3.
Ким Антон Геннадьевич
kim_anton@mail.ru
Файнштейн Виктор
Григорьевич
vfain@mail.iszf.irk.ru
3. Физика Солнца: исследования
солнечных пятен.
Необходимо раскрыть тему, отвечая на один
(подробно) или все (кратко) из следующих
вопросов:
Описание солнечных пятен (определение,
строение, методы наблюдений и т.д.)
Что понимается под «солнечной
активностью»?
Что такое число Вольфа?
Что такое эффект Эвершеда?
Что такое эффект Вильсона?
1. Космос.
Что такое космос, какие есть определения и
значения, имеет ли границы, как человек его
изучает.
2. Радиоволны.
Что такое радиоволны, какая от них польза,
как они помогают человеку исследовать
космос.
Околоземное космическое пространство. Что
окружает Землю, каковы границы
околоземного космического пространства, что
еще неизвестно человеку.
3. Ионосфера.
Что такое ионосфера, история открытия, что о
ней известно человеку, как и почему её
продолжают изучать.
4. Ионограммы.
Знакомство с реальными научными
экспериментальными данными, какую
информацию можно получить из ионограмм и
каким образом.
5. Околоземное космическое пространство.
Что окружает Землю, каковы границы
околоземного космического пространства, что
еще неизвестно человеку.
1. Как российские космонавты готовятся к
космическим полетам?
Нужно попытаться осветить следующие
вопросы:
•
Медицинское обследование.
•
Изучение космического аппарата (КА) и
Международной Космической Станции
(МКС).
•
Тренировки на макетах КА и МКС.
•
Тренировка «выживаемости» в случае
отклонения спускаемого аппарата от
расчетного места приземления (в тайге, в
пустыне, на воде).
Задачи:
А. По какой траектории должен лететь
самолет-лаборатория, чтобы можно было
воспроизвести невесомость. Как долго можно
воспроизводить невесомость.
Б. Каким образом космонавт может вернуться
на космическую станцию, если
трос, соединяющий его со стацией, случайно
оборвется.
2. Солнечный парус.
•
Что это такое? Когда возникла идея
«Солнечного паруса»?
•
Каков физический принцип действия
этого «двигателя». Попытаться сделать
оценки для зависимости скорости
космического корабля с солнечным парусом
от времени. Рассчитать время, за которое
можно добраться на корабле с Солнечным
парусом от Земли до Марса?
•
Каковы преимущества такого
«двигателя» на космическом аппарате?
•
Рассказать о результатах запуска
космических аппаратов с солнечным парусом
в России и в Японии.
4.
Лобычева Ирина Юрьевна
loir@iszf.irk.ru
5.
Макогон Денис Алексеевич
denis1990@inbox.ru
1. Вода в Солнечной системе
Необходимо рассмотреть гипотезы появления
воды в Солнечной системе; где сосредоточена
вода в Солнечной системе; в какой форме.
2. Влияние солнечной активности на колво осадков в Иркутске.
Необходимо изучить индексы солнечной
активности. Провести сравнение солнечной
активности (по заранее определенным
индексам) с количеством осадков.
1. Галактики.
Моделирование развития галактик во времени
и пространстве.
6.
Комарова Евгения Сергеевна
eskomarik@gmail.com
7.
Ларюнин Олег Альбертович
laroleg@inbox.ru
8.
Командовский Владимир
Андреевич
komandovskiy@mail.iszf.irk.ru
1. Определение принадлежности отдельных
метеоров к метеорным потокам
Метеоры бывают двух видов: поточные
и спорадические. Метеорных потоков на
данный момент существует порядка 400. В
данной работе с помощью
специализированных программ предлагается
определить, к какому потоку относятся
наблюдаемые метеоры.
2. Расчет радиантов метеорных потоков
для базисных наблюдений
Радиант - это "точка вылета" метеоров на
небесной сфере. С помощью базисных
наблюдений (наблюдений из двух пунктов)
можно определить координаты радианта. Для
этого предлагается решить классическую
геометрическую задачу и рассчитать
радианты наблюдаемых метеоров.
3. Влияние метеорного потока Леониды на
верхнюю атмосферу Земли
Известно, что метеорное вещество, вторгаясь
в атмосферу Земли, вызывает в ней ряд
явлений. В данной работе предлагается
отследить, как меняется интенсивность
эмиссии натрия, гидроксила и кислорода во
время метеорного потока Леониды.
1. Движение тела, брошенного под углом к
горизонту.
Предлагается провести эксперимент и
компьютерное моделирование движения тела,
брошенного под углом к горизонту.
1. Изучение поведения электронной
температуры верхней атмосферы Земли
при помощи уникальной установки
"Иркутский радар некогерентного
рассеяния (ИрНР)".
Предполагается работа с
экспериментальными данными ИрНР.
2. Изучение поведения ионной
температуры верхней атмосферы Земли
при помощи уникальной установки
"Иркутский радар некогерентного
рассеяния".
Предполагается работа с
экспериментальными данными ИрНР.
Ясюкевич Юрий Владимирович 1. Возможности современных глобальных
yasukevich@iszf.irk.ru
навигационных спутниковых систем.
А) Теоретическая часть: Для чего создавались
навигационные системы? Что они могут? (в
том числе и сверх основного назначения). Что
влияет на устойчивость работы
навигационных систем.
Б) Практическая часть (необходимо иметь
одночастотный GPS-приемник или модуль
GPS): Как меняются координаты и число
спутников в различные дни. Необходимо
провести измерения в течение хотя бы 2х
недель. Проанализировать изменение широты,
долготы и числа спутников при измерении на
одном и том же месте в закрытом
пространстве и открытом. Связать изменение
широты и долготы с числом наблюдаемых
спутников, с уровнем геомагнитной
возмущенности.
10. Киселев Александр Викторович 1. Созвездия - звездные скульптуры.
avernial@gmail.com
Основные созвездия, мифология, самые яркие
звезды созвездий, современное положение
созвездий, изменение звездного неба в
течении года.
11. Едемский Илья
1. Погрешности в определении расстояний
Константинович
с помощью приемника GPS/ГЛОНАСС.
ilya@iszf.irk.ru
Для выполнения работы необходим приемник
GPS, либо приемный модуль в составе
другого устройства (телефон, смартфон, КПК
и т.д.)
Теоретическая часть: состав навигационной
системы (спутниковый сегмент, наземный
сегмент); алгоритм определения координат в
системе; причины неточности определения
координат (режим работы, геомагнитная
обстановка, космическая погода и т.д.).
Практическая часть: С помощью
навигационного приемника (GPS/ГЛОНАСС)
необходимо произвести измерения какоголибо расстояния (~ 500 м) при различной
скорости перемещения – например: шагом,
быстрым шагом, бегом, на автомобиле с
различной скоростью. При этом необходимо
зафиксировать количество наблюдавшихся в
момент измерения спутников.
9.
12. Ознобихина Олеся Алексеевна
ozn-olesya@yandex.ru
1. Человек и погода.
Групповая работа. В результате вы получите
представления о том, какие атмосферные
процессы определяют погодные условия, как
составляются прогнозы погоды. В работе
участвуют несколько человек, каждому будет
дано задание. В результате будет получен
некий объём знаний о циклонах,
антициклонах, погодных условиях в них.
2. Гидрометеорологическая служба России.
Снимки с искусственных спутников Земли
(ИСЗ). Дешифрирование снимков.
Предлагается изучить основные
характеристики ИСЗ. Распознать циклоны и
антициклоны по облачности за выбранные
несколько дней . Сравнить погодные условия,
используя приземные карты погоды за этот же
период.
3. Гидрометеорологическая сеть станций.
Изучение краткой истории расширения сети
гидрометеорологических станций в мире и в
России. Их состояние в настоящее время.
Каковы их роль и функции. Изучить основы
обработки приземных карт погоды и
основные метеорологические условия
совместно с проанализированными снимками
с ИСЗ.
4. Аэрологическая сеть станций.
Изучение краткой истории расширения сети
аэрологических станций в мире и в России.
Каковы их роль и функции.
Интересные занимательные факты из физики
Земли, Солнца и Солнечной системы. Ответы
на многие интересующие вопросы.
Предполагается найти ответы на вопросы, на
которые даже не каждый взрослый человек
ответит: «Почему небо днём синее, а во время
заката — красное?», «Будет ли отличаться вес
человека на других планетах? От чего это
зависит?», «Что влияет на направление
закручивания воронки воды?», «»Почему в
радуге выделяют 7 цветов?», «Что такое
гало?», «Почему звёзды мерцают?» и др.
В качестве практической части
предполагается опросить своих родителей,
родственников, друзей и знакомых, и
посчитать уровень знаний законов физики
опрашиваемых вами людей. Ну и, конечно же,
ваша задача будет заключаться в том, чтобы
объяснить им все эти явления.
13. Голубева Елена Михайловна
1. Ключевые объекты звёздного неба.
golubeva@iszf.irk.ru
- Звёздное небо в современном
представлении.
- Что представляют собой звёзды?
- Классификация звёзд. Диаграмма
Герцшпрунга-Рассела.
- Ключевые объекты звёздного неба
(например, самая яркая звезда, ближайшая к
Солнечной системе звезда, звёзды-ориентиры
и т.д.).
- Найти и распечатать карту звёздного неба,
отметить на ней ключевые объекты.
- Составить таблицу, показывающую
координаты, возможность наблюдения
выделенных звёзд в Иркутске.
14. Лебедев Валентин Павлович
1.Исследование причин возникновения
lebedev@iszf.irk.ru
радуги, моделирование.
Связь формы радуги с формой и размером
капель формирующих радугу. Необходимо
рассмотреть законы геометрической оптики, а
также поставить и провести эксперимент по
созданию радуги в домашних условиях.
2. Космический мусор, синдром Кесслера и
возможные пути решения проблемы.
Необходимо рассмотреть законы небесной
механики, собрать информацию по проблеме
космического мусора, а также выполнить
анализ экспериментальных данных
иркутского радара некогерентного рассеяния.
15. Капустин Вячеслав Эдуардович 1. Влияние давления солнечного света на
kapustin@iszf.irk.ru
кометы.
В работе предполагается изучить явление
давление света, а так же воздействие на такие
космические объекты на кометы.
2. Вакуум и его свойства.
Предполагается изучить явление вакуума,
применение данного явления на практике.
3. Современные представления о молниях.
Природа явления молнии, рассмотрение
16. Калашников Сергей Сергеевич
kalashnikov@iszf.irk.ru
17. Кутелев Константин
Александрович
kutelevk@gmail.com
18. Хабитуев Денис Сергеевич
hodbit@mail.ru
различных типов молний.
4. Влияние солнечной активности на
облачность.
Понятие солнечной активности и влияние ее
на климат.
1. Джеймс Максвелл - пионер цветной
фотографии.
Фотоснимок Тартановой ленточки 1860-го
года, показанный Максвеллом на лекции
считается первой в истории цветной
фотографией. В работе предлагается
детальнее разобраться, какие предпосылки
подтолкнули основоположника
электродинамики к открытию метода цветной
фотографии.
2. Открытия М. В. Ломоносова.
К 300-летию великого ученого.
3. Высокоточные фотоснимки солнечной
короны. Проект "Арка".
В настоящее время проводятся пробные
запуски аппаратов, позволяющих получить
фотоснимки Солнца в 10 раз четче, нежели
современное HD-телевидение. В работе
предлагается поближе ознакомиться с
российским проектом подобного рода, под
названием "Арка".
4. Необычные формы на Солнце.
Предлагается собрать коллекцию
необычностей, встречаемых на Солнце. Это
могут быть, например, гигантские волокна,
"синусоида" из солнечных пятен.
http://kalser.ru/images/stories/blog_images/28_n
ov_2011.jpg
1. Получение изображения тепловых
потоков.
Предлагается создать простую конструкцию,
состоящую из линз, лампочек и свечи.
2. Моделирование идеального газа.
Программирование, компьютерное
моделирование.
1.Экзопланеты, методы поиска экзопланет.
(Предлагается сделать обзор методов поиска
экзопланет, их классификации. Сколько на
сегодняшний день обнаружено планет
19. Кравцова Марина
Владимировна
rina@iszf.irk.ru
20. Мешалкина Наталья Сергеевна
nata@iszf.irk.ru
похожих на землю, и может ли на них
существовать жизнь)
1. Космические лучи и погода.
Что такое космические лучи? Их природа,
состав. Связь вариаций космических лучей с
облачностью.
2. Как поймать космические лучи?
Космические лучи в атмосфере Земли.
Нейтронный монитор как инструмент
регистрации космических лучей.
1. Поиски внеземных цивилизаций.
Перспективы существования и методы
исследования жизни в Солнечной системе;
проанализировать перспективы поиска
внеземного разума в настоящее время.
Радиопоиски сигналов внеземных
цивилизаций. Современные проекты.
Задача. Рассчитать расстояние, на которое
может быть послан сигнал в глубины
Вселенной, рассчитать диаметр зеркала
антенны.
2. Межзвездные перелеты.
Проекты и технологии. Беспилотные и
пилотируемые корабли. Принципы работы
межзвездных кораблей. Проект «100 Year
Starship», Проект «Daedelous» («Дедал»).
Проблемы и решения. Задача: Космический
корабль можно заставить двигаться с
помощью давления солнечных лучей.
Предположим, что для этого на корабле
имеется парус, изготовленный из
алюминированного майлара плотностью 2
г/см3. Если поток солнечного излучения,
падающего на землю, составляет 1,35 кВт/м2,
то какую толщину должен иметь парус, чтобы
сила светового давления уравновесила силу
гравитационного притяжения Солнца? или
Имея вблизи поверхности Земли скорость 11,2
км/с (вторая космическая скорость), ракета в
состоянии уйти совсем из поля тяготения
Земли, оставаясь все же спутником Солнца,
обращающимся вокруг него по земной
орбите. Для того, чтобы из этого состояния
покинуть Солнечную систему, ракете
потребуется дополнительная скорость 12,3
км/с. Какую скорость необходимо сообщить
ракете у поверхности Земли (третья
космическая скорость), чтобы она смогла
сразу уйти из Солнечной системы?
3. Искусственные спутники Земли.
Задачи на выбор
- Каков период обращения искусственного
спутника Земли, движущегося на расстоянии
1600 км от поверхности Земли?
- На расстоянии r от центра Земли ускорение
свободного падения a=g(Rз/r)2, где Rз –
радиус Земли. Необходимо запустить
искусственный спутник, который висел бы
над определенной точкой экватора.
Обозначим время полного оборота Земли
через t0. Выразите скорость спутника v через
g, Rз , t0.
21. Заруднев Виктор Евгеньевич
zarudnev@iszf.irk.ru
22. Евстифеев Сергей Евгеньевич
e-serg@iszf.irk.ru
23. Жданов Дмитрий Андреевич
zhdanov@mail.iszf.irk.ru
4. Солнечно-земные связи.
Влияние солнечной активности на живые
организмы. Влияние солнечной активности на
организм человека на Земле. Радиационный
риск пилотов авиации и космонавтов.
Магнитные бури и Kp-индекс.
Задача. На Солнце произошла вспышка, в
результате которой была выброшена плазма.
Через 3 суток выброс солнечной плазмы
достиг Земли и вызвал сильное возмущение
магнитосферы Земли. С какой скоростью
двигалась плазма? (1 а.е. – 150 млн.км).
Пренебречь тем, что движение солнечной
плазмы происходит по спирали,
рассматривать прямолинейную траекторию
движения.
Исследование: Проанализировать, как
магнитные бури влияют на организм человека
на примере посещаемости учеников в классе в
течение длительного времени.
1. Монтаж схемы генератора на
микросхемах.
Проектирование схемы генератора.
Необходимы личные встречи с руководителем
в ИСЗФ СО РАН. Также необходимы
начальные навыки работы с паяльником.
1. Программирование микроконтроллера.
Проектирование генератора сигналов на
микроконтроллере. Необходимы личные
встречи с руководителем в ИСЗФ СО РАН.
Также необходимы начальные навыки работы
с паяльником.
1. Радиоизлучение Солнца.
История исследования радиоизлучения
Солнца. Методы и инструменты для
регистрации радиоизлучения.
24. Климушкин Дмитрий Юрьевич
klimush@iszf.irk.ru
1. Предыстория научной фантастики.
Тема включает в себя анализ научнофантастических произведений ученых и
писателей XVII века (Иоганна Кеплера,
Фрэнсиса Годвина, Сирано де Бержерака,
Афанасия Кирхера и других), их связь с
наукой XVII века – возникающей
классической механикой. Возможно, для
полного раскрытия темы придется прочитать
отрывки из этих произведений, в том числе на
английском языке. Для учащихся 9 – 11
классов.
2. Определение возраста пород по
радиоактивности.
Как известно, для определения возрастов
горных пород, метеоритов и Земли в целом
используется анализ содержания
радиоактивных веществ. Тема включает в
себя подробное рассмотрение этого метода,
примеры его применения. Возможно,
придется задействовать источники на
английском языке. Для учащихся 10 – 11
классов.
3. Определение возраста звезд по
диаграмме Герцшпрунга-Рессела.
Диаграмма Герцшпрунга-Рессела (известная
также как диаграмма спектр-светимость)
используется для определения возрастов
звездных скоплений. Учащийся, выбравший
эту тему, должен будет подробно изучить эту
методику и привести примеры ее
использования. Для учащихся 8 – 10 классов.
4. Вихри в солнечной системе.
Тема предназначена для учащихся 8 – 9
классов. Необходимо будет рассмотреть
вихревые процессы в атмосферах различных
планет солнечной системы, вызывающие их
причины. Возможно, придется задействовать
источники на английском языке.
5. Вулканы и гейзеры в солнечной системе.
Тема предназначена для учащихся 8 – 9
классов. Необходимо будет рассмотреть
вулканические процессы (включая гейзеры)
на различных планетах солнечной системы и
их спутниках, вызывающие их причины.
Возможно, придется задействовать источники
на английском языке.
25. Михайлова Ольга Сергеевна
o_mikhailova@iszf.irk.ru
26. Челпанов Андрей Алексеевич
chelp_an@mail.ru
6. Астероиды и спутники-троянцы.
Тема имеет реферативную и аналитическую
часть. В реферативной части необходимо
привести примеры «троянцев» для разных тел
солнечной системы, а аналитической –
объяснить существование троянцев на основе
закона всемирного тяготения. Возможно,
придется задействовать источники на
английском языке. Для учащихся 10 – 11
классов.
7. Экваториум – вычислительный прибор
средневековых астрономов.
Экваториум – это простой вычислительный
прибор, сделанный из картона или других
материалов, позволяющий приближенно
находить положение планеты на небе без
сложных вычислений. Он представляет собой
визуализацию теории Птолемея – фундамента
средневековой астрономии. Участнику,
выбравшему эту тему, требуется разобраться
в основных положениях теории Птолемея и
самостоятельно изготовить экваториум для
одной из планет. Возможно, придется
задействовать источники на английском
языке. Для учащихся 7 – 9 классов.
1. Фаэтон: факты и домыслы.
Рассматриваются версии существования
планеты между Марсом и Юпитером.
2. Смена времен года.
Нахождение потока лучистой энергии,
поступающей от Солнца в разные времена
года.
1. Влияет ли вращение Земли на
направление закручивания воды в стоке?
Предлагается ознакомиться с понятием силы
27. Анфиногентов Сергей
Александрович
anfinogentov@iszf.irk.ru
28. Сдобнов Валерий Евгеньевич
sdobnov@iszf.irk.ru
30. Воейков Сергей Викторович
serg3108@iszf.irk.ru
31. Кочанов Алексей
Александрович
kochanov@iszf.irk.ru
Кориолиса, сделать численные оценки а пару
несложных экспериментов.
1. Солнечная активность и социальные
потрясения: а есть ли связь?
В СМИ часто можно слышать о влиянии
солнечной активности на жизнь общества.
Участнику конференции предлагается
проверить, действительно ли существует
такая связь. Нужно найти даты крупнейших
социальных потрясений (войны, революции,
экономические кризисы и т.д.) за последние
200-300 лет и определить уровень солнечной
активности и фазу солнечного цикла для
каждого события. Определить на какой фазе
активности Солнца чаще случаются
социальные потрясения, если конечно такая
зависимость будет обнаружена. В качестве
индекса Солнечной активности предлагается
использовать среднегодовые числа Вольфа,
которые регистрируются, начиная с 1700 года.
1. Расчет барометрического коэффициента
нейтронной компоненты космических
лучей для станции Иркутск.
Физическая природа барометрического
эффекта в космических лучах. Зависимость
барометрического коэффициента нейтронной
компоненты космических лучей от уровня
солнечной активности. Расчет
барометрического коэффициента нейтронной
компоненты космических лучей в периоды
Форбуш-эффектов.
1. Детекторный приемник.
Необходимы личные встречи с руководителем
в ИСЗФ СО РАН. Также необходимы
начальные навыки работы с паяльником.
1. Компьютер - инструмент для
моделирования физических процессов.
Солнечная система в миниатюре.
Предлагается выполнить компьютерное
моделирование движения планет в Солнечной
системе: написать компьютерную программу
на основе простой физической модели.
Приветствуются навыки владения
компьютером. Необходимы личные встречи с
руководителем в ИСЗФ СО РАН не реже чем
1 раз в две недели. Для учащихся 10-11
класса.
32. Смольков Геннадий Яковлевич
smolkov@iszf.irk.ru
1. Причины вековых трендов потепления и
похолодания на Земле, а также их
цикличности
33. Сажин Виктор Иванович
sazhin@physdep.isu.ru
1. Вокруг света за 140 миллисекунд
(кругосветное распространение радиоволн)
2. Механизмы дальнего распространения
радиоволн с низким затуханием
2. Использование дальнего
распространения радиоволн для
обнаружения и контроля перемщения
ЦУНАМИ
1. Спутниковое радиозондирование
околоземного космического пространства
34. Книжин Сергей Игоревич
sergeiknizhin@mail.ru