Đo chiều cao bằng hệ gương phẳng

Với dụng cụ này, hai học sinh lớp 11/1, trường THPT chuyên Quốc học Huế (TP Huế) là Hà Thúc Tiến và Phạm Phước Long sẽ sang Los Angeles (Mỹ) để tham gia tranh tài Hội thi Intel ISEF quốc tế 2011 vào giữa tháng 5 tới.

Hà Thúc Tiến, người khởi xướng đề tài này cho biết: "Ở lớp 9, em có lần thí nghiệm sử dụng giác kế để đo độ cao của các vật thể trong không gian. Tuy nhiên, lúc tính toán kết quả em nhận thấy tỷ lệ sai số của dụng cụ này còn khá cao. Từ đó em thường tìm tòi để nâng cấp, cải tiến cách đo đạc làm sao cho tốt hơn nhưng vẫn bế tắc".

Cho đến một hôm, khi giúp em gái giải một bài tập vật lý về quang học, Tiến mới nhận ra mối quan hệ mật thiết giữa toán lượng giác và quang học. Đó cũng là mấu chốt trong cách đo đạc chiều cao và góc trong không gian. Tuy nhiên, khi sử dụng giác kế phải ngắm nghiêng nên tính chính xác không cao và không phù hợp với thời tiết thất thường xứ Huế. Tiến quyết tâm khắc phục nhược điểm này bằng cách tạo ra một dụng cụ đo hoàn toàn mới dựa vào các nguyên lý của ánh sáng trong gương phẳng.

Các bước đo độ cao được tiến hành bởi hai bước: đo thực tế và ráp kết quả. Trong đó, quy ước độ cao vật thể là h sẽ được căn cứ từ hai lần đo tại hai vị trí khác nhau. Tại hai điểm đặt dụng cụ sẽ xác định hai góc và gọi đó là a và b, từ đó có được khoảng cách giữa hai góc là l. "Có được những thông số đó tuy rất đơn giản nhưng để vận dụng công thức nào của toán học thì tụi em phải mất gần 3 tháng để tìm ra", Tiến nói.

Sau nhiều lần biến đổi các phép toán, cuối cùng Tiến và người bạn đã tìm ra công thức chuẩn: h=l.(tan a.tan b)/(tan a-tan b). Đem công thức này ráp vào những con số có được từ hiện trường đo đạc, các em đã thành công. Đặc biệt, sai số của dụng cụ này dưới 1%. Như để chứng minh, Tiến tiếp lời: "Tụi em đã đo chiều cao cột cờ Đại Nội 60 lần trong nhiều điều kiện thời tiết. Và dù ở các vị trí khác nhau như vậy, máy vẫn cho một kết quả như nhau".

Quang hình học là nguyên lý cơ bản của dụng cụ này

Mang dụng cụ này đến với Hội thi Intel ISEF 2011, nhóm bạn của Tiến đã thuyết phục được ban giám khảo về tính ứng dụng rất cao của nó trong đời sống. Bằng các vật liệu: gương phẳng, vòng đo độ, ống ngắm, ống nước và dây dọi nên nếu được đưa ra thị trường thì loại máy này có giá thành khoảng 300 ngàn đồng. Trong khi đó, để mua được một chiếc máy toàn đồ điện tử có cùng chức năng, người mua phải bỏ ra ít nhất 20 triệu đồng. "Rẻ tiền mà độ chính xác cao nên dụng cụ của em sẽ phù hợp với những xã, phường, nhà quản lý đô thị có ít kinh phí nhằm phát hiện những ngôi nhà vi phạm về độ cao", Hà Thúc Tiến cho biết.

Là một học sinh lớp 11 nhưng Tiến sớm bộc lộ tài năng của mình về lĩnh vực tự nhiên. Trong các cuộc thi từ thời cấp II đến nay, Tiến đã giành nhiều giải về vật lý, toán học. Năm 2010, Tiến giành giải 3 cuộc thi giải toán trên máy tính bỏ túi cấp quốc gia, giải nhất toàn Hội thi Intel ISEF 2011 với đề tài trên.

Tiến cũng phủ nhận câu nói "giỏi tự nhiên thì dốt xã hội" vốn lâu nay vẫn tồn tại trong suy nghĩ của nhiều người. Tại Hội thi Intel ISEF 2011, đề tài của Tiến có thể vượt qua 33 đề tài sáng tạo được lựa chọn từ 24 trường THCS và THPT trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên - Huế và Quảng Trị nhờ vào khả năng sử dụng thông thạo tiếng Anh của mình. Để được đi Mỹ tham gia hội thi quốc tế, Tiến cũng vượt qua nhiều bài kiểm tra trình độ ngoại ngữ của ban tổ chức.

Trước khi sang Mỹ, Hà Thúc Tiến cùng người bạn của mình đang cải tiến thiết bị này để nó thẩm mỹ hơn, các khớp quay được chỉnh lại cho chuyển động được nhẹ nhàng hơn. Tiến tâm sự: "Đứng trước hội đồng giám khảo quốc tế, em sẽ thuyết phục dụng cụ này hữu dụng cho cuộc sống, nhất là trong trường học. Trong tương lai, em sẽ chế tạo dụng cụ này dựa vào bo mạch điện tử, có thể đeo vào mắt như một chiếc kính".