国际青年物理学家锦标赛（IYPT）每年发布新的研究题目，被称为“物理世界杯”。与物理奥赛（IPhO）不同，它没有笔试和标准答案，参赛者需在一年内对一道开放式物理问题进行理论建模、实验验证和数据分析，并在赛场上通过报告、质询和评审三个环节为自己的研究辩护。同一场比赛中，队伍需轮番扮演报告方、反方和评审方，这要求选手既能深入研究，也能批判性评价他人工作。
以下按主题梳理2027年的部分题目，并给出初步的研究思路与难度评估。
光学三题
第1题：自制针孔太阳镜（Pinhole sunglasses）。在一张不透明薄膜上打孔，研究小孔尺寸、间距和排列方式对降低光强和矫正近视效果的影响。此题本质是小孔成像与衍射的博弈：孔越大进光越多但成像越糊，孔越小成像越锐但光强越弱，多孔排列则涉及干涉与视场叠加。器材门槛极低，适合作为入门选题。
第2题：光盘光谱仪（Disc spectrometer）。光盘和蓝光碟表面的数据轨道本身就是高品质的反射式衍射光栅。用一张光盘搭建光谱仪，优化设计以最大化分辨能力、最小化光学像差。此题考察衍射光栅原理与仪器工程能力，需要动手搭建光路并用光谱标定，实验感很强。
第9题：摄影散景（Photographic bokeh）。相机镜头前放一条狭缝，焦外的光斑会发生各向异性的扭曲变形，而焦内依然清晰。研究图像性质与清晰度如何随参数变化。此题将几何光学、傅里叶光学和摄影美学结合，答案不仅能发论文，还能直接拍出好看的照片。
力学与运动
第3题：蜗牛球（Snail ball）。一个空心球内装有重球和粘性流体，沿斜面滚下时运动又慢又不均匀。空心球内部的流体和重球相当于一个内置摆，滚动过程伴随能量在平动、转动和内部摆动之间的复杂转移，需要流体力学加刚体动力学联合建模，是难度较高的综合题。
第5题：Y形摆（Y-shaped pendulum）。用两根绳子组成Y字形悬挂摆锤，构成Bowditch摆，研究摆锤画出的李萨如图形如何随参数变化。这是典型的非线性振动课题，李萨如图形本身就是数学与物理结合的优美产物。
第8题：向上驱动的圆盘（Upward-driven disc）。一个圆盘被夹在两个轮子之间悬挂，其中一个轮子由电机驱动，对圆盘施加向上的驱动力。这个装置本质上是摩擦驱动下的参数激励振荡器，驱动频率、摩擦系数与圆盘响应的关系值得深挖。
第17题：落下的书封面（Falling book cover）。书平放，半开的封面松手让其落下，研究封面的运动。这可能是2027年17道题中最接地气的一道，但封面下落涉及铰链约束、重力矩和碰撞，看似简单，运动方程其实相当丰富。
流体四题
第7题：下沉的漏斗（Sinking funnel）。一根长柄、足够重的漏斗尖端朝下垂直释放入水，会一边下沉一边做阻尼垂直振荡，研究其运动、稳定性以及倾倒的条件。此题涉及浮力、附加质量与流动分离，漏斗柄与水面的相互作用是解释振荡式下沉的关键。
第10题：空气涡旋（Air vortex）。把小磁棒放在装有液体的容器底部，用磁力搅拌器让它旋转。转速超过某阈值后，液体表面会形成一个延伸到旋转磁棒表面的薄空气通道。这是典型的旋转流体力学问题，涡心气压下降形成龙卷风式的漏斗涡。
第13题：涡旋摆（Vortex pendulum）。一个竖直圆柱形摆锤部分浸入流动的水中，水流会引发摆锤垂直于水流方向的摆动。这种流致振动是工程中著名的颤振问题——桥梁、烟囱、海底管线都会遇到，从日常生活到工程安全都有影子。
第14题：非牛顿蠕虫（Non-Newtonian worms）。把玉米淀粉和水混合成的胀流型非牛顿流体放在容器中垂直振动，满足特定条件时，表面会冒出蠕虫状结构。此题切中软物质研究的前沿话题，振动参数、流体浓度与结构形成的对应关系充满实验空间。
声学三题
第4题：歌唱电容（Singing capacitor）。某些陶瓷电容在施加交变电压时会发出可听见的声音。陶瓷电容的压电效应让它在交变电场下机械振动发声，此题把电学、材料学和声学串在一起，示波器加麦克风就能搭建完整实验。
第6题：看见声音（Seeing sound）。圆形框架上绷紧的薄橡胶膜被扬声器驱动振动，膜上贴一面小镜子，激光经镜面反射到远处屏幕上，特定条件下光点会画出复杂、稳定或演化的几何图案。这是经典的声学李萨如装置，也是2027年最有视觉观赏性的题目之一。
第11题：声音隔离（Sound isolation）。房间的门没关严，即使缝隙小到可以忽略，隔音效果也可能被破坏。此题贴近生活又直指建筑声学核心——缝隙的衍射、波导效应与声泄漏机制，测量手段简单但物理内涵扎实。
备赛建议
对于准备参赛的学生，可以从以下几点入手：
- 优先选择器材门槛低、现象直观的题目（如第1、17题）作为入门，快速建立完整的“理论-实验-分析”研究流程。
- 对于涉及流体或非线性振动的题目（如第3、7、10题），建议先阅读相关综述文献，再设计实验方案，避免盲目试错。
- 注意保留实验原始数据与误差分析，IYPT评审非常看重研究过程的严谨性。
- 多练习“反方”角色，学会快速识别他人研究中的逻辑漏洞和实验缺陷。
IYPT的每道题都像一颗种子，背后藏着一片值得深耕的物理领域。期待选手们的精彩表现。
