«Тепловые явления»

Вид материалаДокументы

Содержание


Небо удивительно, созвездия прекрасны и таинственны. В древности было сложено много легенд о созвездиях. Вам знакомы они?
Кому посвятил поэт Эхнатон такие строки
На самом ли деле в августе часто можно видеть «падающие звезды»?
Оформление кабинета
Подготовительная работа
Задания остальным учащимся
Ход мероприятия.
Главный редактор
Третий журналист
Научная конференция
Конкурс умников и умниц по теме
Вспотевшая лошадь теряет много тепла на испарение, и это может привести к простудным заболеваниям).
Воздух, находящийся под оболочкой каштана, от нагревания расширяется и с треском разрывает ее).
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Ведущая: В сочинениях Козьмы Пруткова читаем:

«Но вот уж меркнет Солнца луч,

Выходит месяц из-за туч

И освещает на пути

Все звезды Млечного Пути».

Как известно, Млечный Путь – это наблюдаемая на звездном небе неярко светящаяся полоса неправильной формы. Она состоит из огромного числа слабых звезд и видимых отдельно невооруженным глазом. Но почему возникло такое название – Млечный Путь?

( Греческий миф рассказывает о струе молока, брызнувшей на небе из груди богини Геры в то время, когда она кормила младенца Геркулеса).


Небо удивительно, созвездия прекрасны и таинственны. В древности было сложено много легенд о созвездиях. Вам знакомы они?

( Да. Например, легенда о красавице Кассиопее, ее муже Цефее, их дочери Андромеде).


Кому посвятил поэт Эхнатон такие строки:

«Прекрасно светишь ты на небосводе,

О, Антон, живущий и начавший жизнь»?

( Это «Гимн Солнцу». Древние люди поклонялись Солнцу как божеству, дарующему жизнь).

Солнце – пылающий огненный шар, «очень экономно» расходующий свою энергию. Она желтый карлик. Движется в пространстве, как и другие звезды. По отношению к соседним звездам Солнце перемещается в направлении созвездия Геркулеса со скоростью 72000км/с, увлекая с собой 9 планет…

(Звучит песня А.Дольского «Теплые звезды»)


Ведущая: Наиболее часто поэты обращаются к звездопаду. С «падением звезд» связано много легенд. И, конечно, такое удивительно прекрасное зрелище приковывает сердце поэтов и композиторов. Помните у М.Цветаевой:

«Август – астры,

Август – звезды,

Август – грозди

Винограда и рябины

Ржаной – август!

…………….

Август! – Месяц

Ливней звездных!»?

На самом ли деле в августе часто можно видеть «падающие звезды»?

( Падающие звезды – это метеориты. Можно очень многое рассказать о них. Август действительно богат метеоритными дождями).

(Звучит песня «Две звезды» А.Пугачева – И.Николаев)


А теперь послушаем стихи М.Цветаевой:

«Стихи растут, как звезды и как розы,

Как красота – ненужная в семье.

И на венцы и на апофезы –

Один ответ: - «Откуда мне сие?»

Мы спим – и вот, сквозь каменные плиты,

Небесный гость в четыре лепестка.

О, мир, пойми! Певцом – во сне – открыты

Закон звезды и формула цветка».

(Звучит романс «Гори, гори, моя звезда».)


Устный журнал на тему

«Звуковые явления»


Цель мероприятия: в нестандартной игровой форме выявить уровень усвоения материала по теме «Механические колебания и волны», показать на примере и демонстрациях значение колебательных процессов; связать «физику» и «лирику»; научить школьников анализировать изучаемое и прочитанное; развивать интерес к науке и умение работать с научно – популярной литературой.


Оформление кабинета: на доске по диагонали нарисован нотный стан, на его фоне – саксофон и микрофон; написана тема журнала; приколоты рисунки, иллюстрирующие сообщения. На демонстрационном столе расположены магнитофон с микрофоном, два камертона, семь молочных бутылок, заполненные до разного уровня подкрашенной водой, ультразвуковой генератор, компьютер.


Подготовительная работа: за две недели до мероприятия выбираем редколлегию устного журнала и вопросы, которые будут рассматриваться на его страницах. Проводим распределение ролей: выбираем журналистов, техников, звукооформителей, художников – оформителей, члена – корреспондента академии наук, который будет вести устный журнал, и главного редактора.


Задания остальным учащимся: прослушать каждое сообщение и выделить главное. Определить общие свойства разных механических колебаний и волн, отметить особенности звуковых явлений. Выделить примеры практического использования звуковых явлений и расклассифицировать их; звуковые колебания в быту, в природе, технике, искусстве. Оформить результаты своей работы в тетради в произвольной форме.


Ход мероприятия.

(Звучит мелодия – фрагмент из произведения П.Мориа

«Воздушная кукуруза»)

1. Вступление.


Ведущая: Мир, окружающий нас, наполнен различными звуками: человеческой речью. Шумом проезжающего транспорта, шелестом листьев, пением птиц… Очень давно люди научились находить приятные сочетания звуков и на их основе создавать музыкальные мелодии. Чарующее действие музыки породило много легенд; в них звукам часто приписывались волшебные свойства: музыка якобы может усмирить зверя, сдвинуть с места скалы, удержать потоки воды. Уже в глубокой древности люди научились

создавать музыкальные инструменты, издающие ласкающие слух звуки, и заложили основы науки о звуках – акустики.

Что же такое звук? Звук – это волны определенной частоты, распространяющиеся в упругих средах т воспринимаемые ухом человека и животного. Человек воспринимает колебания с частотой от 16 Гц до 20 кГц.

Вибратором, т.е. источником звука, всегда бывают колеблющиеся тела: струна, камертон, столб воздуха в духовых инструментах и т.п. Проводником звука может быть любая упругая среда.

(Один из журналистов делает сообщение о колеблющихся телах – источниках звука и о видах звукопроводящих сред).

(Звучит шум моря, слышен плеск волн – включается звукозапись).


2. Открываем наш журнал…


Ведущая: Открываем следующую страничку нашего журнала. Слово имеет автор «Колонки главного редактора».

Главный редактор: Море наклонилось

В сторону прибрежья.

В глубине пробрезжил

Рыжий отсвет ила…

Из волны передней

Вырезалась пена,

И волна упала,

Переклонив колено

Перед кромкой суши.

Эти стихи Новеллы Матвеевой. Чуткий и наблюдательный поэт, она очень точно описала процесс преобразования поверхностной морской волны вблизи берега. Но почему волна переламывается и «преклоняет колено»?

Упрощенно это можно объяснить так. Скорость морской волны зависит от глубины: чем меньше глубина, тем медленнее движутся частицы воды. Вблизи дна они почти останавливаются, а для частиц на «вершине» волны скорость прежняя – значительная. Вот и получается: «вершина» волны обгоняет ее «подошву». От этого волновой гребень все больше заостряется и перегибается вперед; наконец, волна теряет опору и обрушивается.

Ведущая: Мы знаем, что все волновые явления имеют много общего. Но есть и различия. Углубимся в эту проблему.

(Следует сообщение о видах волн и колебаний; его делает второй журналист).

(Звучит рев мотора самолета; включается соответствующая звукозапись).

Ведущая: Когда сверхзвуковой самолет или ракета преодолевают звуковой барьер, раздается взрыв. Почему?

Третий журналист: Звуковая волна – это чередование в пространстве и во времени сгущений и раздражений среды.

Звуковая волна от гармонически колеблющегося тела выглядит как синусоида (демонстрируется с помощью компьютера колебаний звучащего камертона). Но многие среды имеют такие свойства, что в них не все участки волны распространяются с одинаковой скоростью: там, где в звуковой волне сгущения, к скорости звука добавляется скорость частиц среды в этой точке. Кроме того, скорость звука зависит от температуры. Все это приводит к тому, что верхушки «правильных» синусоидальных волн обгоняют их нижние части. Происходит почти то же самое, что и с морской волной: акустическая волна заостряется, но не опрокидывается, а превращается в «пилу». Такие изменения происходят с волнами, соответствующими очень громкой музыке.

Звуковым волнам умеренной интенсивности от гармонически колеблющихся тел удается сохранить свою синусоидальную форму (демонстрируются фрагменты музыкальных произведений, записанных на магнитофонную ленту).

Ведущая: Следующая страничка нашего журнала называется «Немного истории».

На этой страничке «короткой строкой» приводятся примеры того, как люди необычным способом могут слышать музыку. Вот один из них: Л.Бетховен, когда потерял слух, воспринимал звуки рояля, приставив к нему одним концом трость, другой ее конец он держал в зубах; проводником звука было дерево.

Ведущая: На очереди журнальная страничка «Удивительное рядом».

Вначале один из журналистов рассказывает о физических объективных характеристиках звука – его частоте, амплитуде, спектральном составе, и субъективных – высоте, громкости, тембре. Затем следующий журналист приводит занимательные примеры, характеризующие разные звуки, например наивысшие и наинизшие частоты, даваемые человеческим голосом.

Ведущая: А теперь страничка «Узнай свои возможности».

Демонстрируются с помощью звукового генератора и динамика порог слышимости и порог болевых ощущений от звука. Желающие проходят исследование и определяют эти – свои личные – параметры.

Ведущая: Переворачиваем листы журнала и перед нами страничка «Знаете ли вы, что…?»

Выступающий в ней журналист рассказывает об акустическом резонансе. Техники демонстрируют его с помощью: а) двух камертонов; б) молочных бутылок, по- разному заполненных подкрашенной водой.

Далее исполняется простая мелодия, например «В траве сидел кузнечик». Следует сообщение о реверберации звука, а затем – об эффекте Доплера. Техники демонстрируют его, используя звуковой генератор и качающийся динамик.

Ведущая: Представляю вам страничку «Неизвестное об известным».

Это – рассказ об эхо. Техники демонстрируют это явление, а потом воспроизводят эффект, похожий на эхо: если говорить в микрофон, подключенный для записи к магнитофону, и тут же воспроизводить запись, то в громкоговорителе голос будет звучать чуть позднее, имитируя эхо.

Ведущая: Знакомьтесь: страничка «Физика – технике».

На этой страничке вначале – сообщение об ультразвуке и его применении; техники показывают работу ультразвукового генератора и свойства ультразвука.

Далее – рассказ об инфразвуке под названием «Голос моря».

Ведущая: А теперь послушайте новости со странички «Это интересно».

Следует череда кратких сообщений о звуках и ультразвуках, испускаемых разными животными.


3. Заключение.


Ведущая: Разрешите мне представить и благодарить за работу всю редколлегию журнала. (Жюри подводит итоги)

Научная конференция

«Сложный мир простых колебаний»


Цель мероприятия: сформировать представление о колебательном процессе как о широко распространенном во Вселенной, выделить общие закономерности колебательных процессов, акцентировать внимание учащихся на единстве и взаимосвязи различных явлений природы.


Ход мероприятия.


Ведущая: Блажен, кто явственно узрел

Хотя бы скорлупу природы.

Всего две строки из стихотворения Гете, а какой глубокий в них смысл! Действительно, у природы много тайн и загадок, раскрывает она их неохотно, поэтому каждая очередная разгадка – важный шаг человечества на пути к познанию мира. Вот и вам предлагается сегодня приоткрыть занавес тайны и еще раз удивиться тому единству и той гармонии, которые встречаются в жизни минералов, растений и животных. Изумиться тому совершенству, имя которому – Природа!

Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик –

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык…

(Ф.И.Тютчев)

Раз мы затронули тему единства природы, то зададим вопросом: что может быть общего между такими различными объектами, как звездное небо и клеточка нашего тела? Это трудный вопрос. Поразмышляем над ним. Но, чтобы войти в «состояние философских размышлений», предлагаем небольшую логическую разминку.

1 ученик: Давайте отправимся в путешествие с целью объехать половину мира, т.е. очутиться относительно нашего положения в диаметрально противоположной точке земного шара (показывает на глобусе). Сколько времени на это понадобится? Конечно, это зависит от способа путешествия: пешком, на самолете, на космическом корабле. Самый быстрый способ – последний. Выясним, сколько же времени он займет. Это нетрудно рассчитать, зная значения первой космической скорости и радиуса Земли: υ= 7,9 км/с, Ŕз = 6400км. Итак, t = πŔз / υ = 42,5 мин.

Это быстро! А можно ли еще быстрее? Из геометрии знаем, что кратчайшее расстояние между двумя точками – прямая. Предлагается фантастический проект: прорыть сквозную шахту в земном шаре! Бросим в шахту какой – нибудь предмет и проследим за его движением.

Ускорение предмета а прямо пропорционально расстоянию от него до центра Земли: а = - ġх/ Ŕз;

из этого уравнения получаем: х¨= - ω2х,

что свидетельствует о колебательном движении тела. Следовательно, предмет в шахте будет совершать колебания по закону: х= Аsin ωt.

Мы уже изучали механические колебания (на доску прикрепляет кружок с надписью «Механические колебания»). В реальности сквозной тоннель прорыть не удастся, следовательно, мы ведем речь об идеальном варианте или модели, который присущ колебательный процесс. Ранее моделями были математический и пружинный маятник.

Как часто можно встретить колебательный процесс в окружающем нас мире? Имеет ли он отношение к единству законов природы? Это главные вопросы нашей конференции. Они – и простые, и сложные одновременно. Поэтому конференцию назовем «Сложный мир простых колебаний».


2 ученик: Мы уже упоминали о спутниках Земли, которые поднимают человека чуть ближе к звездам, поэтому продолжим разговор о звездном пространстве. Человек, глядя на звезды, мечтает, думает, фантазирует…

Огни небес, тот серебристый свет,

Что мы зовем мерцаньем звезд небесных, -

Порою только неугасший свет

Уже давно померкнувших планет,

Светил, давно забытых и безвестных.

В строках И.А.Бунина и философия, и физика, и любование красотой звездного неба.

Аристотель говорил, что философия началась с удивления. Глядя на звезды, есть чему удивляться, свет от этих огромных плазменных шаров идет миллионы и сотни миллионов лет. Он представляет собой систему порождающих друг друга переменных электрических и магнитных полей, распространяющихся в пространстве, - электромагнитную волну. Меняются значения характеристик электрических и магнитных полей Е и В, но они подчиняются законам, описывающим колебательный процесс. Радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, видимое, рентгеновское излучения – все это электромагнитные волны разной частоты. Космос буквально заполнен излучениями! (К плакату прикрепляются кружки с надписями «Мир излучений» и «Колебания в космосе»).


3 ученик: Приведенными примерами колебательные процессы в космосе не исчерпываются: здесь и периодическая солнечная активность, и цефеиды, и пульсары, и …

А теперь посмотрим на наш земной мир. Сколько примеров колебательных движений можно привести: качание деревьев, трепетание листьев, волны на поверхности воды, приливы и отливы, сейсмические волны. ( На плакате появляется кружок «Окружающий мир»).

4 ученик: А мир звуков! Ведь звук – продольная волна, распространяющая в среде. Если частотный диапазон волны составляет 16 – 20000 Гц, то мы слышим звук, если ниже 16 Гц – это инфразвук, выше 20000Гц – ультразвук. (На плакате появляется кружок «Мир звуков»).

5 ученик: Но колебания происходят не только вокруг, но и внутри нас: в колебательном движении участвуют барабанные перепонки, голосовые связки, легкие, сердце. Интересно, что колебания сердечных мышц имеют электромагнитное происхождение, так как синхронизацией периодических сокращений желудочков и предсердий руководит синусный узел, который периодически создает импульсы электрического напряжения.

Клетки нашего тела тоже представляют собой колебательные системы. В ядре клетки в результате определенных биохимических реакций происходит накопление некоторого активного вещества А (показывает по компьютеру кодограмму с изображением строения клетки). Ядро набухает, затем резко сокращается, выбрасывая это вещество в цитоплазму; там оно распадается с выделением энергии, необходимой для обеспечения жизнедеятельности клетки. Когда концентрация активного вещества в цитоплазме становится минимальной, следует новый выброс накопившего вещества А из ядра. Значит, в основе работы каждой структурной единицы нашего тела также лежит колебательный процесс. Он имеет биохимический характер. (К плакату прикрепляет кружок «Биохимические колебания»).

6 ученик: В химии колебательные процессы также имеют место . (Показывает очень эффективный эксперимент: периодическое изменение цвета жидкости в колбе; она в течение 1 – 2 минуты становится то бурой, то бесцветной),

7 ученик: Мы нашли колебательные процессы в каждой структурной единице нашего тела. Теперь, быть может, удастся отыскать колебательные процессы и в каждой мельчайшей частице вещества – в атоме. Что нам известно об атоме и о его составляющих: протонах, нейтронах, электронах?

Быть может, эти электроны –

Миры, где пять материков,

Искусства, знанья, войны, троны

И память сорока веков!

Еще, быть может, каждый атом –

Вселенная, где сто планет;

Там все, что есть в объеме сжатом,

Но также то, чего здесь нет.

(В.Я.Брюсов)

После выхода в свет работы Н.Бора о строении атома, о которой А.Эйнштейн отозвался как о «наивысшей музыкальности в области теоретической мысли», оставалось несколько неразрешенных вопросов о поведении электронов в атоме. Этими проблемами увлекся молодой французский физик Луи де Бройль. В 1924 г. выходит в свет его работа, в которой говорится о двойственных свойствах электрона. Оказывается, электрон одновременно является и частицей, и волной. Длина волны, присущая ему, λ= h/ mυ, где h- постоянная Планка.

Но самое удивительное было потом. Де Бройль пришел к потрясающей мысли: любому движущемуся объекту присущи волновые свойства. И длину волны можно рассчитать по той же формуле!

Ведущая: Мы говорим сейчас об удивительных вещах, до которых смог дойти человеческий ум!

Но дальше, ввысь, к пределам всех дерзаний

Творящий гений над землей парит,

Созданье возникает из созданья,

Гармония гармонию творит.

(Ф.Шиллер).

Итак, мы коснулись сегодня самых разнообразных миров природы. (Показывает плакат со всеми заполненными кругами). Какой напрашивается вывод?

Да! Колебательный процесс чрезвычайно распространен в природе, мы живем в поистине колеблющемся мире!


Конкурс умников и умниц по теме

«Изменение агрегатного состояния вещества»

Цель конкурса: обобщение материала по теме «Изменение агрегатного состояния вещества», развитие устной речи учащихся, коммуникативных способностей.

Ход конкурса.


1. Вступительное слово ведущей.

2. Правила конкурса.

Организаторы готовят:

· ордена «умников» по числу конкурсантов;

· дорожки трех цветов;

· вопросы и задания.

Красная дорожка состоит из двух квадратов, желтая – из трех, зеленая – из четырех.

Выявляем троих «умников». Учащиеся отвечают на отборочные» вопросы. За полный и правильный ответ ученик получает орден «умника». Три владельца наибольшего числа орденов разыгрывают дорожки. Особенности дорожек:

- на красной дорожке – игрок не должен ошибаться ему задают всего один вопрос;

- на желтой дорожке – должен, верно, ответить на один из двух предложенных вопросов, он имеет право на одну ошибку;

- на зеленой дорожке игрок должен ответить правильно хотя бы на один из трех вопросов.

Игрок первым прошедший свою дорожку становится «умником» и садится на «трон». Оставшиеся два игрока присоединяются к «теоретикам». Далее игра идет между умниками.

Участники игры получают оценки в журнал.


Отборочные вопросы.

1. Каково назначение пробкового слоя на стволах многолетних деревьев? (Пробковый слой защищает такое растение от интенсивного испарения и резкого колебания температуры),

2. Что приносит вред растениям, особенно злаковым: обильный снег или бесснежная зима? (В бесснежную зиму растения могут вымерзнуть. Снежный покров плохо проводит тепло и поэтому способствует поддержанию более высокой температуры в почве).

3. Почему иногда в снежные зимы посевы выпревают? (Для благоприятной перезимовки озимых посевов достаточен слой рыхлого снежного покрова высотой 30 – 40см. Слой толще 50см может оказаться в некоторых случаях вредным для растений. Это бывает тогда, когда рано выпадает снег и почва остается слабо промерзшей. Мощный же снеговой покров плохо передает тепло. В результате создается высокая температура, которая может быть гибельной для растений).

4. Почему на морозе вспотевшую от работы лошадь покрывают одеялом или шубой?

( Вспотевшая лошадь теряет много тепла на испарение, и это может привести к простудным заболеваниям).

5. Листья большинства растений пустыни покрыты густыми серебристыми волосками (полынь, песчаная акация, др.). Как это влияет на скорость испарения воды растениями? (Волоски на листьях растений препятствуют движению воздуха вблизи поверхности листьев. Этим они удерживают образовавшиеся пары и способствуют замедлению испарения влаги с поверхности листьев).

6. В качестве одного из средств борьбы с заболачиваемостью в субтропической зоне применяют эвкалиптов. Объясните почему? (Эвкалипты, обладая мелковолокнистой древесиной, поднимают по своим капиллярам воду на большую высоту, где она под действием солнечного излучения легко испаряется).

7. Отчего даже в пасмурные, но не дождливые дни трава, скошенная на лугу, высыхает быстрее чем трава, скошенная в лесу? (В лесу ветер разбивается деревьями на отдельные потоки и в значительной мере теряет свою силу. Поэтому даже в пасмурный день испарение влаги там происходит менее интенсивно, чем на лугу, и трава в лесу сохнет медленнее).

8. Почему в бане нам кажется жарче, чем в комнате, где воздух нагрет до такой же температуры? (В бане влажность воздуха значительно больше, чем в комнате, поэтому интенсивность испарения пота уменьшается и человек сильнее ощущает повышенную температуру),

9. Для чего разрезают на части картофель, яблоки и другие овощи и фрукты, предназначенные для сушки? (Площадь испарения увеличивается, и сушка идет быстрее).

10. Как известно, после дождя цветы начинают пахнуть сильнее. Чем это объясняется? (Запах цветов зависит от испарения эфирных масел, образующихся в нектарнике цветов. Во время дождя капельки воды попадают в чашечки цветов, а оттуда скатываются в нектарник. После дождя, особенно когда выглянет солнце, смесь эта начинает испаряться более интенсивно, чем испарялись бы в безводные эфирные масла, и в воздухе появляется больше пахучих паров – запах цветов усиливается).

11. Почему свежесрубленное дерево меньше трещит в огне, чем сухое? (Потому что его поры наполнены соком и содержат меньше воздуха).

12. Почему еловое дерево трещит в огне сильнее других древесных пород? (Потому что поры ели сравнительно велики и содержат много воздуха).

13. В прорезиненной одежде жара переносится труднее. Почему? (Прорезиненная одежда препятствует испарению с поверхности тела, вследствие этого организм перегревается и жара переносится значительно труднее).

14. Если каштаны положить на горячие угли, то они раскалываются с сильным треском. Объясните почему? ( Воздух, находящийся под оболочкой каштана, от нагревания расширяется и с треском разрывает ее).

15. Почему удар молнии часто расщепляет дерево? (При ударе молнии влага, находящаяся в клетках дерева, мгновенно закипает и пар разрывает ствол дерева).

16. Почему в сильные морозы деревья трещат? (Соки, содержащиеся в дереве, при замерзании увеличиваются в объеме и с треском разрывают волокна растения).

17. Весной некоторые растения могут погибнуть даже от сравнительно небольших заморозков, а между тем эти же растения зимой переносят сильные морозы. Почему? (К зиме растения удаляют лишнюю влагу из ветвей и ствола, концентрация их соков увеличивается. Это и предохраняет растения от замерзания. Весной влага, жадно впитываемая растениями из земли, разжижает соки настолько, что даже от небольшого мороза растения могут погибнуть).

18. Почему у человека волосы, ресницы, в морозный день покрываются инеем? (Выдыхаемые пары, соприкасаясь с холодными предметами, конденсируются на них),

19. Правильно ли утверждение, что после бани ноги человека увеличиваются в объеме, а поэтому на них трудно надеть ботинки? (Нет, неправильно. Во- первых, после бани температура человеческого тела почти не изменяется. Во- вторых, коэффициент расширения тела не превосходит одной десятитысячной. Поэтому изменением объема ног при изменении их температуры на один- два градуса можно пренебречь. Ботинки трудно надеть после бани вследствие прилива крови к ногам, влажной поверхности кожи и других явлений, не имеющих ничего общего с тепловым расширением),


Вопросы для определения дорожки.

1. Почему огурец всегда на 1 – 2˚С холоднее окружающей среды? (Огурец на 98% состоит из воды. Непрерывно испаряющаяся вода охлаждает огурец),

2. Почему яблоко при запекании часто лопается? (Яблоко лопается главным образом потому, что выделяющийся из него сок превращается в пар, который разрывает кожуру).

Вопросы для состязания умников.