ATOMKI KÖZÉPISKOLÁS PÁLYÁZAT, 1993.

Pécskay Zoltán
MTA ATOMKI

Az MTA Atommagkutató Intézete 1993. március 1. és 6. között bonyolította le a debreceni FIZIKUSNAPOK rendezvénysorozatát. Ebből az alkalomból ismételten pályázatot írtunk ki középiskolai tanulók számára, amely felhívás már 1992 májusában eljutott az iskolákba, így több mint egy fél év állt a diákok felkészülésére, a pályaművek elkészítésére. A pályázat iránti érdeklődés a korábbi évekhez hasonló volt: 16 város 20 középiskolájából több mint félszáz diák küldte be dolgozatát. Nagy örömünkre szolgált, hogy az erdélyi diákok ebben az évben már másodszor vettek részt a versengésen, kiemelkedő teljesítményükért 14 diák személyesen is jelen lehetett az ünnepélyes eredményhirdetésen.

A pályázatot 1993-ban is két témakörben írtuk ki: "Pontosság és reprodukálhatóság szerepe a kísérleti fizikában", amelyen belül a fizika bármely területéről kiválasztott, középiskolában meglévő eszközök segítségével kivitelezhető és a tananyagra épülő mérés adatainak ismertetése, a lehetséges hibaforrások feltárása és azok részleges kiküszöbölése volt feladatként megjelölve. Ebben a témakörben a pályamunkák előzetes elbírálása alapján kiválasztott szerzőknek a díjazásra javasolt kísérleti munkákat - a végleges sorrend megállapítása előtt - a bírálóknak be kellett mutatnia.

Az elméleti témakörben a "Tudományos elméletek megalapozottsága a fizikában (Tévutak és bizonyítékok)" című pályázati témakört jelöltek meg. Olyan dolgozat összeállítását vártuk a tanulóktól, amelyben konkrét példákon keresztül bemutatható a fizika történetében tévútnak bizonyult elméletek, illetve azok kísérleti, elméleti megfontolásokkal igazolt helyes megoldása.

A beérkezett pályázatokat a KLTE Kísérleti Fizikai Tanszékének és az MTA ATOMKI oktatói és tudományos munkatársai bírálták el. Többszöri véleményegyeztetés alapján alakították ki a végleges sorrendet.

Az alábbiakban a díjnyertes dolgozatokból kiragadott szemelvényekkel kívánunk ízelítőt adni az ezévi pályaművek tartalmából.

Az első témakörben a dolgozat és a kísérleti bemutatón tartott előadás együttes értékelése alapján a bírálóbizottság az I. DÍJAT SÁGI MÁRIA 2. osztályos tanulónak ítélte oda (szaktanár: László Péterné, Jászapáti, Mészáros Lőrinc Gimnázium) a "Szilárd test fajhőjének meghatározása" című pályamunkájáért. A bevezetőben a szerző leírja a szükséges eszközöket és a felhasznált anyagokat, majd részletesen ismerteti a mérés menetét. Kísérleti munkájában két különböző kalorimétert (üveg és alumíniumból készült) használt, melynek segítségével meghatározta a réz fajhőjét. Kísérleti eszközével 36 mérést végzett el a tanuló, melynek gondos és alapos kiértékelése alapján a réz fajhője 309,38 plumin.gif 22,82 J/kg°C érték adódott. A munka értékes részét képezi a hibalehetőségek feltárása, és azok kiküszöbölésére tett javaslatok. Érdemes megjegyezni, hogy olyan egyszerű, könnyen elvégezhető mérési eljárásról van szó a dolgozatban, amely valóban elősegítheti a vizsgált hőtani mennyiség helyes értelmezését.

A II. DÍJAT három kolozsvári diák közösen vehette át: BOROVSZKY ISTVÁN 11. osztályos (szaktanár: Daruay Béla, Brassai Sámuel Elméleti Líceum), DARVAY DÁNIEL 9. osztályos (szaktanár: Czilli Péter, Báthory István Líceum) és PÉNTEK IMRE 10. osztályos tanuló (szaktanár: Párhonyi Sándor, Báthory István Líceum). Pályázatuk címe: "Az elektron fajlagos töltésének mérése a magnetron-módszer alapján, varázsszem alkalmazásával." A tanulók a dolgozat első fejezetében ismertetik a varázsszem - mint speciális elektroncső - felépítését, működésének alapelvét, majd tömören összefoglalják a magnetron-módszer fizikai hátterét. A második fejezetben részletesen leírják a mérés menetét: a) az elektron pályájának meghatározása; b) a pontosság növelése érdekében a kritikus mágneses indukció értékének beállítása; c) elméleti megfontolásból az elektron kezdeti sebességének és a katód sugarának figyelembevétele. Végül a harmadik részből megtudhatjuk, hogy az általuk megépített kísérleti eszköz segítségével és a korrekciós tényezők kiszámításával az elektron fajlagos töltésére meghatározott mérési adatok csak 10 %-kal tér el az irodalmi értéktől. Szükségesnek tartjuk megjegyezni, hogy az erdélyi diákok esetében a jó kísérleti érzék mellett, imponáló volt matematikai ismeretanyaguk megbízható alkalmazása.

Ezévi pályázatunkon ebben a témakörben a bírálók javaslatára két HARMADIK DÍJAT adtunk ki.

MEGYESI BARNABÁS 4. osztályos tanuló (szaktanár; Izsépi Béla, Zrínyi Ilona Gimnázium, Nyíregyháza) az elmúlt évhez hasonlóan, most is díjnyertes dolgozatot készített. A ;,Termisztorok szabályozási tényezőjének mérése, a termisztorban alkalmazott félvezető kilépési munkájának meghatározása" című munkájáért ő vehette át az egyik III. díjat. A termisztorok működésének elméleti leírása után a szerző összefoglalja az eszköz gyakorlati alkalmazási lehetőségeit, majd a kísérleti berendezés precíz bemutatása után megtalálható a mérés kivitelezésének részletes leírása a mérési adatok korrekt bemutatása és a nagyszámú adat átgondolt feldolgozása, kiértékelése. A mérés során a tanuló három termisztort használt, melynek fűtését meg kellett oldani, megfelelő szabályozás mellett, továbbá a termisztor ellenállását kellett megmérni, amelyre a Wheatstone-hídas módszert alkalmazta. Külön dieséret illeti a tanulót az általa elkészített igényes kiértékelő programjáért.

Szintén III. díjban részesült VARGA BALÁZS 1. osztályos tanuló (szaktanár; Csete Lajos, Felsőbüki Nagy Pál Gimnázium, Kapuvár) "Az egyetemes gázállandó mérése" című dolgozatáért. Rendkívül egyszerű eszközzel sikerült megoldani a nyomás, térfogat és hőmérséklet megfelelő pontosságú mérését, melynek segítségével a felhasznált gáz tömegének ismeretében az egyetemes gázállandó kiszámítható. A szükséges eszközök; szódásszifon, nagy térfogatú (körülbelül 10 liter) edény, higanyos manométer, hőmérő. A tanuló által elvégzett mérési sorozat 23 mérésből állt - szódáspatront és habszifon patront alkalmazva - melynek során 0,5 %-os hibával sikerült a fizikai állandót meghatározni. Varga Balázs pályázónk esetében külön ki kell emelni, hogy az elméleti témakörben készített pályamunkájáért is kiemelt dicséretben részesült.

A díjazott diákok mellett dicsérő oklevelet vehettek át az alábbi diákok: Pálffy Zoltán (Marosvásárhely, Bolyai Farkas Líceum), Süketes János és Papucs András (Sepsiszentgyörgyi Székely Mikó Kollégium) és Csontos Piroska (Túrkevei Ványai Ambrus Gimnázium).

A második témakörben sok volt a hasonló színvonalú munka, de sajnos ebben az évben nem született olyan pályamű, amely egyértelműen kiemelkedett volna tartalmánál fogva a mezőnyből. Ezért a bírálók közös véleménye alapján az elméleti kategóriában első díjat nem adtunk ki, viszont két második és három harmadik díj odaítélését tartottuk indokoltnak.

II. DÍJBAN részesült SIMON TÜNDE 4. osztályos tanuló (szaktanárok: Plósz Katalin és Ulrik Judit, Patrona Hungariae Gimnázium, Budapest) "A fényelmélet tévútja - a zsákutcáknak bizonyult elméletek szerepe és alakulása a fénytanban" című munkájáért. A szerző dolgozatában időrendi sorrendben írja le a fénytan legnevezetesebb tévútnak bizonyult elméleteinek születését, jelentőségét és a kísérleti tények alapján bekövetkezett bukását. Így részletesen tárgyalja a látósugár elmélettel a fény terjedési sebességével kapcsolatosan felvetődött fizikai problémákat, a fény természetére vonatkozó bizonytalanságokat (részecske-hullám természet kérdése), majd a befejező részben a fény terjedésével kapcsolatos éterhipotézis leírása található. Az irodalomjegyzékből megállapítható, hogy bőséges forrásmunka feldolgozása eredményezte a nagyon jó stílusban megfogalmazott összeállítás elkészülését, amely hasznos segédanyag lehet minden érdeklődő középiskolai tanuló számára.

Szintén II. díjat nyert CSABA GYÖRGY 4. osztályos tanuló (szaktanára: Tóth László, Fazekas Mihály Gimnázium, Budapest). "A kozmológiai elmélkedések útvesztői (Csillagászati tévutak a közelmúltból)" című pályázata tartalmában kétségtelenül a legszínvonalasabb munkának tekinthető, amely inkább hasonlítható egy tudományos cikk "nehezebb" stílusához, mint egy középiskolai diák által készített olvasmányos tanulmányhoz. Ennek megfelelően a bírálóknak nehéz volt eldönteni, hogy mennyi az önálló munka a dolgozat összeállításában.

Talán itt érdemes megjegyezni, hogy ezen tapasztalat alapján indokolt lenne az elméleti témakörben is a díjazásra felterjesztett pályázatok szerzőit meghallgatni a végleges sorrend megállapítása előtt, ami elősegítené a legmegalapozottabb döntés meghozatalát. Sajnos, ennek kizárólag anyagi és szervezési akadályai vannak, hiszen a pályázat lebonyolításában résztvevő kollégák szívesen vállalnák ezt a kiegészítő feladatot is. Milyen "gondolati mellékvágányokat" említ pályázónk dolgozatában? Szűkebb környezetünkből - a Naprendszerből - kiindulva, annak keletkezésével kapcsolatosan leírja a katasztrófa elmélet (Jeans) és a. kaptációs elmélet (Smidt) leglényegesebb gondolatait. Ezután a kozmológia egyik alapkérdésének, a Világegyetem véges vagy végtelen voltának a fejtegetése következik. Ezzel kapcsolatosan az ismert paradoxonok leírásán keresztül eljut az Einstein által megfogalmazott négydimenziós, tömegektől befolyásolt geometriájú tér-időben konstruálható véges, de határtalan modellhez: Végül a táguló univerzum és az állandósult állapotú modellekkel kapcsolatosan feltevések ismertetése található.

III. DÍJBAN részesült SOMSAI KINGA PETRA 11. osztályos tanuló, (szaktanár: Darvay Béla, Brassai Sámuel Elméleti Líceum, Kolozsvár) az "Ernest Rutherford és Werner Heisenberg tévedése az atommag energiájának hasznosításáról" című pályamunkájáért. A szerző dolgozatában Szalay Sándor professzort idézve hiteles képet ad Rutherford munkásságáról, a Cavendish Laboratóriumban végzett alapvető atomfizikai kutatásairól. Az atommagban rejlő energia felszabadításával kapcsolatosan írja le Rutherford azon "tévedését", mely szerint aki annak gyakorlati hasznosítására gondol, az "holdkóros". Werner Heisenberg mint "békekövet" - tudományos tevékenységéből kiemelve, az atomfegyverek kifejlesztésének és gyártásának megakadályozása érdekében tett erőfeszítéseit írja le a rendelkezésre álló dokumentumok alapján.

III. DÍJAT kapott GÁSZ KATALIN 3. osztályos tanuló (szaktanára: Plósz Katalin, Patrona Hungariae Gimnázium, Budapest), "Atommodellek" című dolgozatáért. A pályaműben az atom felismerésének és az arról alkotott elméleteknek a történeti áttekintése található a következő fejezetekre felosztva;

- az Ókorban alkotott atomfogalom - a Középkorban elképzelt atom - az új korszak kezdete XVI. század - a XVII. század atomfogalma - a XVIII-XIX. század atomfogalma - a XIX-XX. században az atom, mint fizikai fogalom - az új világ feltárulása

A pályamunka felépítésében, stílusában, koncepciójának tisztasága tekintetében talán a legsikerültebb munkának tekinthető. Különösen elismerésre méltó a dolgozat rendkívül szép és gazdag illusztrációs anyaga, amely jól használható előadás anyaggá formálja az összeállítást.

Szintén III. díjat érdemelt ki PIELDNER MARTIN 11. osztályos tanuló, (szaktanár: Ravasz József, Mikes Kelemen Líceum, Sepsiszentgyörgy) az "Éter a fizikában" című pályamunkájával.

A szerző dolgozatában az éter fizikában betöltött szerepének alakulását írja le az ókortól egészen napjaink modern kísérleti eszköztárával elvégzett mérések eredményeinek ismertetésén keresztül. Részletesebben foglalkozik az éter "életének" talán legizgalmasabb fejezetével, áttekintést adva a fény hullámtermészetének és az éterben elképzelt terjedésének elméleti alapjairól. Nagyon jól sikerült része a munkának a Fizeau- és Michelson-Morley-kísérletéről készült összeállítás. A dolgozat végén a pályázó kitér a modern vákuumelmélet, az esetleges "új éter" teória megjelenésére, amely problémafelvetése csak ebben a munkában található meg a hasonló témakörű pályaművek közül.

Az elméleti témakörben kiemelt dicséretben részesültek az alábbi diákok:

Peredy Márta (Arany János Gimnázium, Budapest), Nagy Mária (Székely Mikó Kollégium, Sepsiszentgyörgy), Rusz Gabriella (Székely Mikó Kollégium, Sepsiszentgyörgy), Kovásznai Katalin (Székely Mikó Kollégium, Sepsiszentgyörgy), Rápolti Katalin (Székely Mikó Kollégium, Sepsiszentgyörgy), Bükki Zoltán (Brassai Líceum, Kolozsvár), Bodor Anna (Mikes Kelemen Líceum, Sepsiszentgyörgy), Nagy Csilla (Mikes Kelemen Líceum, Sepsiszentgyörgy), Jeszenszky Éva (Kodály Zoltán Gimnázium, Kecskemét), Csorbai Hajnalka (Kodály Zoltán Gimnázium, Kecskemét), Varga Balázs (Felsőbüki Nagy Pál Gimnázium, Kapuvár), és Erdélyi Zoltán (Gábor Dénes Szakközépiskola, Debrecen).

Dicséretben részesültek;

Schipp Ildikó (Babits Mihály Gimnázium, Pécs), Vörös Zoltán (Váci Mihály Gimnázium, Tiszavasvári), Cserpes Anita (Széchenyi István Gimnázium, Dunaújváros).

A díjakat Lovas Rezső a fizikai tudományok doktora, az MTA Atommagkutató Intézetének igazgatóhelyettese adta át. A legszínvonalasabb munkát végzett tanulók; a díjkiosztást követően előadást tartottak a megjelent vendégeknek. Az ünnepélyes eredményhirdetés után az ELFT Hajdú Bihar Megyei Csoportja és az intézet megvendégelte a diákokat, melynek során lehetőség nyílt arra, hogy a pályázók kötetlen beszélgetést folytassanak a dolgozatokat elbíráló tudományos munkatársakkal.