首页 / 新闻速递 / 正文

《管家婆正版管家婆今天的生报》:【最酷中学生】迷上烟雾的女学霸

2018-08-24

来源:《管家婆正版管家婆今天的生报》 日期:2016-11-29 作者:马晓敏/文李立基/摄

魏洵婧认为实验室是个严肃的地方,因此她在实验室里难得绽放笑容

“酷”档案

姓名:魏洵婧

学校:管家婆正版管家婆今天的

年级:高三

“酷”事迹:钟爱物理的女学霸,因为觉得烟雾的形态很美,进而开始研究烟。花了一年半时间,她完成了“恒温热源上方气流的运动和烟颗粒疏密条纹成因的研究”课题。凭着这一研究成果,她获得了“明天小小科学家”称号。

今年10月,经过科学探究能力、科技知识功底等各项素质的考评,在由中国科协、中国科学院、中国工程院共同主办的第16届“明天小小科学家”活动中,管家婆正版管家婆今天的科技班的魏洵婧凭借研究烟雾的课题脱颖而出,捧回了“明天小小科学家”的奖杯。全国只有三人获得“明天小小科学家”称号,魏洵婧是其中唯一的上海学生,也是其中唯一的女生。

而在今年9月,魏洵婧刚刚获得全国物理竞赛一等奖。此外,她还拥有英语高级口译证书,获得了ACT35分(满分36分),托福113分(满分120分), SAT2三门和AP五门满分。光看这些成绩,就知道她是一个妥妥的女学霸。

初见魏洵婧,会觉得她并不起眼,可是只要和她交谈过,就会发现,她思路清晰、沉着淡定,眼中闪烁着智慧的火花。

拍出数百张烟雾图

为什么要研究烟?“只是觉得烟雾的形态很美,又碰巧看到国际青年物理学家锦标赛中有一道题目叫《羽状的烟》,就想研究一下烟的各种形态。”魏洵婧告诉记者。

于是,魏洵婧走进实验室,开始拿着电烙铁反复实验,并不停地拍照记录。从去年3月开始的一年半时间里,为了获得大量的烟,她将石蜡置于温度可调的恒温电烙铁上(电烙铁温度可调范围为100摄氏度 至500摄氏度,最小温度改变量为50摄氏度),用电烙铁气化石蜡的方式产生了稳定、明显的烟,进而观察电烙铁上方气流的形态。在实验中,她分别观察了电烙铁温度为100摄氏度至500摄氏度时烟的形状,并发现,气流的宽度随高度变化,并与温度相关。为了更好地记录实验过程,魏洵婧拍摄了三四百张不同形态的烟的照片。

采访时,记者看到魏洵婧拍摄的部分烟的照片,有的集中一缕,有的袅袅一片,有的清晰可见,还有的朦胧迷蒙。没有做过实验,还真不知道烟会有那么多形态。看着这些烟,魏洵婧又陷入了沉思:为什么随着热源温度的变化,热源上方的气流会呈现出多种不同的形态?为什么烟颗粒能形成疏密条纹?……通过实验观测,魏洵婧发现稳定热源上方气流中的烟颗粒常形成宽度约为10-3米的稳定疏密条纹。为了解释这个现象,魏洵婧以大量颗粒形成的颗粒群为单位进行研究,建立了烟运动数学模型,将颗粒间以气流为媒介产生的相互作用等效为颗粒间的附加压强,并推导出等效附加压强的公式。

这是一个艰苦的过程。建立数学模型和推导公式,工作量都很大,稍有偏差就要推翻重来。“一开始我以为烟雾颗粒的疏密条纹是震动引起的,就想了很多公式,足足有200多个,后来才发现,是流体动力相互作用造成的。这样,之前推导的公式全部没用,要重新来过。”魏洵婧说,“建立模型也是这样,不断否定,不断开始。”

常人看来枯燥又艰苦的研究过程,却让魏洵婧乐在其中。在每个阶段得出一个小小的结论,都会让她感到兴奋,因为自己的研究又往前推进了一步。

“理性的思考很美”

魏洵婧读书很多,她特别喜欢理科,尤其是物理。她说:“初二刚开始学物理时,我就觉得这是一门很有趣的学科,可以以一种状态来预言另一种状态,以一种现象来解释另一种现象,这种推理很有意思。”进入科技班就读以后,魏洵婧开始对科学研究产生兴趣,“因为理性的思考很美啊!”她笑着说。

在做课题的过程中,还有个小插曲。刚开始的时候,魏洵婧是和另一名同学合作研究这一课题的,可在研究的过程中,两人产生了分歧:魏洵婧希望通过建立数学模型并进行定量分析来得出结论,而另一名同学则主张通过实验得出结果就可以了。因为意见不统一,更因为建立模型和推导过程的艰难,那名同学最后退出了这个课题的研究。魏洵婧坚持自己的想法,并最终成功。

可以说,物理是魏洵婧最钟爱的学科,即将高中毕业的她,将物理作为自己将来研究的方向。“我申请了加州理工大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校等美国常青藤大学的物理系,将来想在大学里教物理或者从事物理方面的理论研究。”魏洵婧告诉记者。

为了做这个课题,魏洵婧还自学了电脑编程,并为之着迷,“因为通过在电脑上编写各种程序,可以解决各种好玩的问题。”最近,魏洵婧就在MATLAB软件上编写程序,模拟一些复杂的、类似于生命的系统,来解决生命演化的问题。

在魏洵婧的班主任兼物理老师李潞瑛看来,魏洵婧是一个很有学术气质的学生。李老师说:“非常难得的是,她很清晰地知道,自己的兴趣点在哪里,并心无旁骛地研究、钻研。她很专注,做每一件事情都是百分百投入,因此效率很高。”

感谢学校搭建平台

魏洵婧在接收采访时,将自己收获的成绩归功于学校为她创设的良好环境。“研究课题的过程中,上海交大的李晟教授给了我很大的帮助,尤其是在建立模型的时候。”魏洵婧告诉记者。

管家婆正版管家婆今天的党委委员、学生处副主任树骍告诉记者,管家婆正版管家婆今天的在科技班、工程班开设了专门课,每周二、周四下午不安排课程,给同学们充分的时间开展课题研究。此外,学校还特邀上海交大、同济大学、华东理工大学的教授来上课。科技班有物理学、生命科学、医学、计算机学、化学等五个专门方向,工程班有工程、通讯、环境、能源、海洋等五个专门方向供同学们选择。确定了自己的研究方向后,每名同学都会得到高校教授的直接指导,开展自己的课题研究。

树骍告诉记者:“学校希望能挖掘每一名同学的潜能,所以创设了很多平台,让同学们能尽早接触自己感兴趣的领域。”

原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s/55pvxcyLVbbEi03iYcFjFA