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大学生物理竞赛

全能巨星从高三开始

京华大学的校园生活总是精彩纷呈,刚结束校园辩论赛的苏清鸢,还没来得及休整,便收到了学校物理学院的邀请——代表学校参加全国大学生物理竞赛(非专业组)。这一邀请让全校师生都倍感意外,苏清鸢是文化传播专业的学生,主攻文化传播、古典文学和法律,与物理看似毫无交集,物理学院为何会向她发出邀请?

原来,本届全国大学生物理竞赛的非专业组,一改以往纯理论竞赛的模式,新增了“物理知识与传统文化融合应用”的创新赛道,要求参赛选手结合物理知识,探索其在非遗技艺、传统工艺等传统文化领域的应用,既考验物理知识,又考验文化理解。物理学院的教授们得知苏清鸢不仅是学霸,还深耕传统文化领域,对非遗技艺有深入的了解,且在各大赛事中都展现出超强的学习能力和创新思维,便一致认为她是参赛的最佳人选。

接到邀请时,苏清鸢也有些意外,但她向来不惧挑战,且对“物理知识与传统文化融合”这一主题充满兴趣。她知道,非遗技艺中藏着许多物理知识:皮影的光影效果利用了光的直线传播,缂丝的织线张力利用了力学原理,古建的斗拱结构利用了力的分解与平衡,古筝的发声原理利用了振动与共振……将物理知识与非遗技艺结合,不仅能为非遗技艺的保护和创新提供新的思路,还能让更多人看到传统文化中的科学之美,这与她传播传统文化的初心不谋而合。

于是,苏清鸢欣然接受邀请,成为学校物理竞赛代表队中唯一一名非理工科专业的选手。备战竞赛的日子,她再次展现出超强的学习能力和时间管理能力。白天,她要上课、处理律所的公益案件、参加社团活动;晚上,她便泡在物理学院的实验室和图书馆,从零开始系统学习大学物理的核心知识,从力学、热学、光学,到电磁学、波动学,一一攻克。

物理学院为她安排了一位资深的物理教授张教授作为指导老师,张教授原本还担心她的物理基础薄弱,难以跟上进度,却没想到苏清鸢的学习能力远超预期。她不仅能快速掌握物理理论知识,还能将其与传统文化相结合,提出许多新颖的想法。“张教授,您看,皮影的光影效果不仅利用了光的直线传播,还可以通过调整光源的角度和强度,利用光的折射和漫反射,让皮影的画面更有层次感,这可以用光学的相关知识进行优化。”“缂丝的织线在编织过程中,张力过大容易断裂,张力过小则织面不平整,这可以用力学中的胡克定律,计算出最佳的织线张力,提升缂丝的制作效率和质量。”

苏清鸢的想法让张教授眼前一亮:“清鸢,你太有天赋了!很多理工科的学生,只懂物理知识,却缺乏文化理解,而你能将物理知识与传统文化深度融合,这正是本次创新赛道最需要的能力。”

在张教授的指导下,苏清鸢最终确定了参赛作品——《基于物理原理的皮影技艺创新与优化》。她以西安皮影传承人王师傅的皮影技艺为研究对象,结合光学、力学、声学的物理知识,从三个方面对皮影技艺进行优化:一是利用光学的光的直线传播、折射和漫反射原理,设计了一套可调节的皮影舞台光源系统,让皮影的光影效果更具层次感和立体感;二是利用力学的材料力学和结构力学原理,优化皮影的制作材料和刻制结构,让皮影更耐用、更易操作;三是利用声学的振动和共振原理,优化皮影的发声装置,让皮影的配音与画面更契合,提升整体的表演效果。

为了让作品更具实操性,苏清鸢多次前往西安,与王师傅沟通,将设计的优化方案应用到实际的皮影制作和表演中。王师傅按照苏清鸢的设计,制作了新的皮影和舞台光源系统,表演时,光影效果果然比以往更加生动,皮影的耐用性也大幅提升,王师傅赞不绝口:“清鸢,你这设计太实用了!不仅让皮影表演更好看,还让我们的制作更省力,真是帮了我们大忙!”

全国大学生物理竞赛的现场,高手云集,来自全国各地的高校选手们纷纷展示自己的作品,大多是纯理工科的理论研究或科技发明,苏清鸢的“物理知识与皮影技艺融合”的作品,显得格外独特。竞赛分为作品展示、现场答辩两个环节,苏清鸢身着简约的实验服,从容地向评委展示自己的作品,讲解设计思路和物理原理,还现场播放了王师傅使用优化方案后的皮影表演视频。

评委们大多是国内知名的物理教授,起初对这份跨界的作品有些疑惑,但听完苏清鸢的讲解,看完表演视频后,都被她的设计深深打动。答辩环节,评委们提出了诸多专业问题:“你设计的光源系统,其光学参数的设计依据是什么?”“优化皮影制作材料时,如何平衡材料的力学性能和皮影的艺术美感?”

面对评委们的提问,苏清鸢从容应对,精准地回答出每一个物理参数的设计依据,结合材料力学的相关知识,阐述了材料选择与艺术美感的平衡策略,还现场用物理公式进行了推导,展现出扎实的物理理论基础和丰富的实操经验。她还向评委们强调:“物理知识不仅能用于科技发明,还能为传统文化的保护和创新提供新的思路。非遗技艺是中华传统文化的瑰宝,将现代科学知识与非遗技艺结合,既能让非遗技艺更适应现代社会,又能让科学知识走进传统文化,实现文理交融,相互成就。”

苏清鸢的回答,既专业严谨,又立意高远,让评委们眼前一亮,纷纷给出高分。最终,苏清鸢凭借这份独特的跨界作品,荣获全国大学生物理竞赛(非专业组)一等奖,摘得桂冠,成为本届竞赛中最大的黑马。

竞赛获奖的消息传回京华大学,全校再次掀起一阵轰动。师生们纷纷感叹:“苏清鸢也太全能了吧!文化传播专业的学生,竟然拿下了全国物理竞赛的冠军!”“文理双修,还都做到了极致,这是什么神仙学霸!”物理学院的张教授更是对她赞不绝口:“清鸢是我见过最有天赋的学生,她的跨界思维和创新能力,值得所有理工科学生学习。”

这场物理竞赛的夺冠,让苏清鸢再次证明了自己的全能实力,也让更多人看到了传统文化与现代科学融合的可能性。她知道,这不仅是一个物理竞赛的冠军,更是对“文理交融传播传统文化”的一次探索。未来,她将继续探索更多现代科学与传统文化融合的方式,让传统文化在科学的加持下,绽放出更加绚丽的光彩。

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