丘獎物理解析 | 自制“微縮宇宙”、探索天體運動規(guī)律，物理銅獎作品有哪些過人之處？

物理學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，它對現(xiàn)代生命科學(xué)、材料科學(xué)、機械工程、通訊、航空航天等領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。物理學(xué)還提供了理解自然世界的方法論和世界觀。

美國的物理研究水平強大、成果豐富，一直以來都是申請的大熱門之一。對于喜歡物理的學(xué)生來說，如何在申請時讓招生官看到自己對物理的熱愛與堅持、在物理領(lǐng)域的鉆研與認(rèn)知是非常重要的。

擁有一段高含金量的科研賽事經(jīng)歷，能為自己樹立飽滿的申請人設(shè)，還能用這段經(jīng)歷豐富自己的文書。每年的丘成桐中學(xué)科學(xué)獎就是一個很好的舞臺。

去年，來自北京大學(xué)附屬中學(xué)的三位中學(xué)生摘下了丘獎物理銅獎 ！能從眾多優(yōu)秀項目中脫穎而出，他們的研究到底有怎樣的過人之處？

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從二維世界看物理的本質(zhì)

研究這個課題，源自三位同學(xué)對科技館中固體凹陷曲面上小球和硬幣運動的思考。他們設(shè)想這樣的固體曲面可以由重物在具有彈性的膜或者網(wǎng)上擠壓形變得到。

他們查閱了大量文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)前人已經(jīng)在此基礎(chǔ)上開展了一些研究。為了區(qū)別于前人，三位同學(xué)把重點聚焦在討論單一“天體”的運動。他們希望利用常見的彈性體，去理解愛因斯坦所謂的物質(zhì)讓時空彎曲、用形變的彈性體去模擬形變的“時空”。

以此為靈感，他們將一張二維的彈性薄膜用長尾夾固定在直徑一米的鐵環(huán)上，通過在薄膜中心放置鐵球的方式在上面施加力的作用，從而使薄膜彎曲，形成“微縮宇宙”。

三位同學(xué)探索了二維引力世界中“天體”的運動規(guī)律，并與三維世界的真實引力支配下的天體運動進(jìn)行對比。通過實驗定性分析了二維世界引力勢中天體的運動，得到了一些普遍規(guī)律。
三位同學(xué)遞交的丘獎?wù)撐?/p>

“物理的本質(zhì)是很難隨便看得到的。我們想用普通的、二維的、直觀的方式模擬出來，讓更多人了解。”在頒獎典禮上，學(xué)生們說道。“我們的項目從三月份就開始準(zhǔn)備了，暑假期間也投入了大量時間，用來做實驗、分析數(shù)據(jù)和寫報告。”

談及參加丘獎的經(jīng)歷，三位同學(xué)一致認(rèn)為自己的收獲頗豐。通過丘獎，他們學(xué)會了如何準(zhǔn)備答辯、撰寫英文論文；使用Mathlab、Tracker等軟件做軌跡分析等。

對于學(xué)生們來說，參加丘獎是一段寶貴的經(jīng)歷，他們也將以此為新的起點，繼續(xù)努力，不斷在學(xué)術(shù)之路上鉆研和攀登。

*以上信息來源于丘獎官網(wǎng)

近年的丘獎物理賽道“偏愛”什么樣的研究？上述物理銅獎作品又能帶給未來的參賽者怎樣的啟發(fā)？聽聽翰林有方老師是怎么說的！

Dr.Wu / 翰林有方學(xué)術(shù)-教學(xué)教研主管
· 加州大學(xué)與華東理工大學(xué)重點聯(lián)合培養(yǎng)博士；
· 發(fā)表SCI論文16余篇；
· 帶領(lǐng)10+學(xué)生晉級ISEF決賽，并斬獲哈佛、斯坦福、MIT等TOP美本Offer。

我們團(tuán)隊分析了近幾年所有賽區(qū)、學(xué)科的丘獎獲獎?wù)撐摹＞臀锢韺W(xué)科來說，這幾年的獲獎風(fēng)格相對穩(wěn)定，組委鼓勵學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題，通過理論分析和實驗檢驗（如果有家庭實驗，將更加吸引評委），得到一定的結(jié)論。

今年丘獎物理金獎項目，作者們利用改造過后的家用微波爐來進(jìn)行相關(guān)實驗；銀獎作品《探究粘稠液體墜落中的形變與卷積現(xiàn)象》，作者們在家中的客廳中搭建實驗設(shè)備進(jìn)行實驗觀測。

這些看似生活化、沒有那么“高大上”的研究課題，不僅完美切合中學(xué)生的身份，還能體現(xiàn)物理學(xué)的真正意義：利用物理工具解釋我們看到的現(xiàn)象。

這些源自于生活的科學(xué)問題，邁出了探索未知世界的步伐。在晦澀的學(xué)術(shù)世界中，學(xué)生在用自己的觀察和思考點亮一個又一個火花，這些都是他們能在丘獎中獲獎的重要原因。

4月15日，丘獎組委正式公布了今年內(nèi)地賽區(qū)的賽程，還不了解時間線的家長可以看下《2022丘獎內(nèi)地賽區(qū)報名指南》。

從三位獲獎學(xué)生的分享中也可以看出，丘獎需要預(yù)留較長的備賽時間，他們的項目能夠準(zhǔn)備的如此完善，和他們寬裕的準(zhǔn)備時間密不可分。

現(xiàn)在正是備賽丘獎的黃金時機！我們在之前的推文也提到，從現(xiàn)在開始每周投入4-6小時，持續(xù)4個月（受具體項目、學(xué)生基礎(chǔ)等因素影響，投入時間將略有出入），是比較合理的備賽時長。

按參賽時間來推導(dǎo)，亞洲賽區(qū)備賽的開始時間建議不晚于4月下旬；內(nèi)地、海外賽區(qū)建議不晚于5月中旬，若是5月下旬才開始準(zhǔn)備，要做好每周投入8-10小時的準(zhǔn)備。盡早定題、盡早開始，方能預(yù)留充足的時間打磨項目、準(zhǔn)備答辯！

以上就是關(guān)于【丘獎物理解析 | 自制“微縮宇宙”、探索天體運動規(guī)律，物理銅獎作品有哪些過人之處？】的解答，如需了解學(xué)校/賽事/課程動態(tài)，可至翰林教育官網(wǎng)獲取更多信息。

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