Upozornění: Toto jsou stránky ročníku 2014. Letošní ročník naleznete zde.

Výzkumáček

Většina problémů se nevyřeší tak rychle, jako naše úkoly, většinou řešení vyžadují nastudování nějaké literatury, provedení experimentu, vyhodnocení výsledků a jejich prezentaci. A to je výzkumáček.

Nejdříve si zvolíš, například ze seznamu níže, téma, které tě zaujme. Ke každému tématu je připsán člověk z Jaderky, který bude tvým poradcem – práci za tebe sice neudělá, poslouží ovšem dobrou radou, případně zpřístupní zařízení k potřebnému experimentu. Ty úkol zpracuješ, sepíšeš svůj postup a výsledky do několikastránkového textu a odevzdáš do 11. května. Nápomocný by ti měl být letošní tutoriál, který se zaměřil právě na tipy a triky pro práci na takovém projektu. Prezentovat své výsledky a pochlubit se tím budeš moci na závěrečné víkendovce, hned vedle vyhlášení výsledků prvního ročníku našeho semináře.

Za vyhotovení výzkumáčku můžeš dostat až 40 bodů, což je ekvivalent bodového přídělu za celou sérii. Navíc se může stát dobrým základem pro maturitní seminární práci nebo pro SOČ na další rok. Dále dává spřízněný jaderňácký tábor TCN za podobný projekt slevu na svém účastnickém příspěvku, více viz na stránkách TCN.

Zde je seznam témat s příslušnými tutory a níže i příslušnými anotacemi a ostatními detaily, kde si stačí jedno vybrat, napsat nám (i tutorovi) a začít řešit. Témata mohou být i trochu obměněna, stačí se domluvit s tutorem. Seznam témat se pokusíme ještě doplnit, do konce ledna by bylo dobré mít vybrané téma a začít na něm pracovat. Promluvit si o něm můžeš s námi na Dni otevřených dveří FJFI, které se koná 27. ledna.

Pokud sis nevybral, nebo máš vlastní nápad, napiš nám (na svat@fjfi.cvut.cz) a pokud se nám bude tvůj nápad líbit a seženeme nějakého tutora, který ti s tím pomůže, můžeš to řešit jako výzkumáček.

Seznam témat

ID Název Katedra Tutor E-mail Řešitel
1 Lidský generátor náhodných čísel KM Mája fcelkamaja# gmail.com Jan Petr
2 Vysokohorská přirážka KM Mája fcelkamaja# gmail.com Šimon Jelínek
3 Fraktály KM Dan gromadan# fjfi.cvut.cz  
4 Grál KM Dan gromadan# fjfi.cvut.cz  
5 Počítačová tomografie KM/KSI Peter svihrpet# fjfi.cvut.cz  
6 Rozdíly dvou detektorů pro měření dávkového příkonu v nukleární medicíně KDAIZ Terka kracmter# fjfi.cvut.cz  
7 Spektrometrie KDAIZ Terka kracmter# fjfi.cvut.cz  
8 Konstrukce čísel a Hilbertův hotel KM Honza vabekjan# fjfi.cvut.cz  
9 Teploměr KF Honza vabekjan# fjfi.cvut.cz  
10 Mlžná komora Exper. fyz. Alča harleale# fjfi.cvut.cz Vojtěch Laitl, ?
11 Lžička v hrnku čaje Exper. fyz. Patrik urbanpat# fjfi.cvut.cz  

Anotace témat

  1. Lidský generátor náhodných čísel:
    • Cílem úlohy je zkoumat, do jaké míry jsou lidé schopni generovat náhodná čísla. Navrhovaný postup je, že řešitel nejdříve sežene skupinu dobrovolníků. Každý dobrovolník dostane za úkol napsat 100krát nulu nebo jedničku, stokrát čísla od 0 do 9 a stokrát čísla od 0 do 99. Poté řešitel zkoumá, do jaké míry jsou získaná čísla náhodná (průměr, rovnoměrnost rozdělení, četnost opakujících se sekvencí).
  2. Vysokohorská přirážka:
    • Cílem úlohy je zkouma závislost cen v restauracích na jejich nadmořské výšce. Je tedy potřeba stanovit typové potraviny, které se dají sehnat všude, poté získat data – nejspíše jídelníčky na internetu. Z nich určit korelaci cen a damořské výšky pro jednotlivé potraviny. Případně se pokusit udělat korekce na další vlivy (konkrétní památky v okolí a podobně).
  3. Fraktály:
    • Vyberte si nějaký oblíbený fraktál a naprogramujte jeho vykreslení v počítači. Popište odvození některých jeho obecných vlastností (záleží na konkrétním výběru). Pokuste se algoritmus zajímavým způsobem modifikovat, popřípadě fraktál zajímavě obarvit. (inspirace: http://www.root.cz/…ove-grafice/)
  4. Grál:
    • Určitý integrál je vlastně něco jako nekonečný součet. Dalo by se definovat něco podobného, co by představovalo nekonečný součin? Dala by se definovat nějaká analogie derivace a primitivní funkce tak, aby se tento objekt dal počítat Newtonovou formulí? Zkuste odhalit základní nástroje pro výpočet a aplikujte je na jednoduché funkce.
  5. Počítačová tomografie:
    • Cieľom úlohy je vytvoriť program, ktorý z röntgenových snímkov spätne zrekonštruuje obraz. Program by mal zvládnuť skonštruovať 2D obrázok z nameraných skenov (napr. zde). Úlohu je možné rozšíriť na vytvorenie 3D obrázku z reálnych dát.
  6. Rozdíly dvou detektorů pro měření dávkového příkonu v nukleární medicíně:
    • Pro několik různých radionuklidů naměříme dávkový příkon v různých vzdálenostech za pomoci dvou různých detektorů. Z těchto hodnot následně vypočítáme gamma konstantu a porovnáme s tabulkovými gamma konstantami. Téma se bude zabývat statistikou, kvalitou přístrojů apod. Přístroje jsou používány v nukleární medicíně pro kontrolu pacientů po aplikaci jodu v radioterapii. V případě dostatku času a zájmu je možné pokračování ve výpočtu dávky aplikované pacientovi.
  7. Spektrometrie:
    • Spektrometr je hojně používaný přístroj v nukleární medicíně na měření in-vitro vzorků (krev, moč, stolice). Pro správnou funkčnost přístroje se provádějí kontroly kvality, tzv. QC testy. V těchto testech bychom měřili FWHM (prostorovou rozlišovací schopnost), prováděli energetickou kalibraci, linearitu na odezvu atd. Cílem tohoto výzkumáčku by bylo napsání programu (Excel, Matlab, atd.) pro výpočet těchto hodnot z naměřených dat a následné porovnání s vestavěným programem spektrometru. Program by nadále mohl být využíván v praxi.
  8. Konstrukce čísel a Hilbertův hotel:
    • abstrakt: Cesta k číslům, jak je chápeme dnes, nebyla vůbec jednoduchá. Ještě těžší bylo uchopit pojmy nekonečna a s ním související vlastnosti množin.
    • úkoly: Dle vlastních schopností se seznámit s pojmy racionální čísla, reálná čísla, komplexní čísla, algebraická čísla a jejich konstrukce (populární formou). Dále s pojmem mohutnost množiny a tento pojem ilustrovat na problému Hilbertova hotelu. Výsledky přednést populární formou ostatním účastníkům.
    • literatura:
  9. Teploměr:
    • abstrakt: Pojmy jako teplo a teplota provází lidstvo od počátků. Navzdory tomu, že se jedná o tak samozřejmou věc, byl korektní popis těchto pojmů proveden poměrně pozdě. Nicméně empirické měření teploty bylo prováděno i dříve. V tomto projektu se trošku vrátíme do těchto starých časů a pokusíme se zkonstruovat funkční plynový teploměr.
    • úkoly: Krátce zpracovat historii měření tepla a teploty, různé stupnice, požadavky na teploměr. Vysvětlit rozdíl mezi pojmy teplo a teplota. Pokusit se sestavit jednoduchý plynový teploměr z běžně dostupných pomůcek a předvést na místě jeho funkčnost.
    • zdroje:
  10. Mlžná komora:
    • abstrakt: Existuje mnoho způsobů detekce nabitých částic. Málo z nich však vypadá na pohled tak pěkně jako mlžná komora. Další její výhodou je, že si ji může téměř každý postavit u sebe doma. A tento úkol čeká právě na vás!
    • úkoly: Seznamte se s principem funkce difuzní mlžné komory na bázi izopropylalkoholu. K tomu vám poslouží např. doporučené zdroje, nebojte se však hledat i jinde na internetu. Jak taková komora funguje? Jak je možné si ji sestavit? Popřemýšlejte nad tím a dejte se do díla. Po sestavení zjistíte, zda vaše komora funguje. Pokud nefungujte, pokuste se přijít na to, proč. Případně můžete sestavit lepší model (ale není to nutné). Pokud skutečně vidíte dráhy nabitých částic, pokuste se je zachytit foťákem. Na tento bod úkolu myslete při sestavování komory.
    • zdroje:
  11. Lžička v hrnku čaje:
    • abstrakt: Každého jistě někdy potkalo, že potřeboval rychle vypít čaj, který byl moc horký. Cílem tohoto úkolu bude (v rámci možností) teoreticky předpovědět anebo alespoň diskutovat rozdíl v rychlosti chladnutí horkého nápoje (vody) v hrnku v závislosti na parametru: {v hrnku je lžička/ v hrnku není lžička}. Zisk experimentálních dat zaměříme nejdříve na modelové situace (termohrnek, lžička=plech z různých materiálů, hrnek zcela plný/poloprázdný…) a poté zkusíme naše měření porovnat s měřením na reálném hrnku (skleněný, keramický..) a diskutovat rozdíly a možné vlivy měření.