Конспект урока по физике в классе "Природные явления"

Зенкова Ю.Н.,

учитель физики

МАОУ «СОШ № 17»

Свердловская обл.,

г.Краснотурьинск

Конспект урока физики в 8 классе по теме «Природные явления»

Цель: формирование физических компетенций учащихся посредством возможностей технологии продуктивного чтения.

Задачи:

Образовательные:

• Формировать умение наблюдать явления, узнавать их и делать выводы на основе наблюдений;

• Формировать умение объяснять значение явлений в жизни природы и человека

• Способствовать усвоению понятия “физические явления”.

Воспитательные

• Воспитание убеждённости в познаваемости физической составляющей картины мира

• Формирование эстетического вкуса при наблюдении красоты явлений природы

• Воспитание бережного отношения к своему здоровью

Развивающие

• Развивать познавательную активность,

• Развивать умение наблюдать окружающий мир, задумываться над его сутью, возможностью влияния на происходящие вокруг нас процессы.

Средства и оборудование: компьютер, проектор, тексты с физическим содержанием.

Ход урока.

I этап. Работа с текстом до чтения.
Цель: прогнозирование будущего чтения.
На экране выводятся тексты загадок о природных явлениях.

Задание учащимся: отгадайте загадки и определите тему урока.

На минуту в землю врос

Разноцветный чудо-мост.

Чудо-мастер смастерил

Мост высокий без перил. (Радуга).

Нашумела, нагремела,

Всё промыла и ушла.

И сады, и огороды

Всей округи полила. (Гроза)

Молоко над речкой плыло —

Ничего не видно было.

Растворилось молоко —

Стало видно далеко. (Туман)

Утром бусы засверкали,

Всю траву собой заткали.

А пошли искать их днём,

Ищем, ищем — не найдём. (Роса)

Отгадывая загадки, учащиеся определяют тему урока «Природные явления».

II этап. Работа с текстом во время чтения.

Цель: понимание текста и создание его читательской интерпретации.

Учащиеся получают тексты (можно по вариантам) и их самостоятельно читают.

Текст 1. По­ляр­ные си­я­ния

По­ляр­ное си­я­ние — одно из самых кра­си­вых яв­ле­ний в при­ро­де. Формы по­ляр­но­го си­я­ния очень раз­но­об­раз­ны: то это свое­об­раз­ные свет­лые стол­бы, то изу­мруд­но-зелёные с крас­ной ба­хро­мой пы­ла­ю­щие длин­ные ленты, рас­хо­дя­щи­е­ся мно­го­чис­лен­ные лучи-стре­лы, а то и про­сто бес­фор­мен­ные свет­лые, ино­гда цвет­ные пятна на небе.

При­чуд­ли­вый свет на небе свер­ка­ет, как пламя, охва­ты­вая порой боль­ше чем пол­не­ба. Эта фан­та­сти­че­ская игра при­род­ных сил длит­ся не­сколь­ко часов, то уга­сая, то раз­го­ра­ясь.

По­ляр­ные си­я­ния чаще всего на­блю­да­ют­ся в при­по­ляр­ных ре­ги­о­нах, от­ку­да и про­ис­хо­дит это на­зва­ние. По­ляр­ные си­я­ния могут быть видны не толь­ко на далёком Се­ве­ре, но и южнее. На­при­мер, в 1938 году по­ляр­ное си­я­ние на­блю­да­лось на южном бе­ре­гу Крыма, что объ­яс­ня­ет­ся уве­ли­че­ни­ем мощ­но­сти воз­бу­ди­те­ля све­че­ния — сол­неч­но­го ветра.

На­ча­ло изу­че­нию по­ляр­ных си­я­ний по­ло­жил ве­ли­кий рус­ский учёный М. В. Ло­мо­но­сов, вы­ска­зав­ший ги­по­те­зу о том, что при­чи­ной этого яв­ле­ния слу­жат элек­три­че­ские раз­ря­ды в раз­ре­жен­ном воз­ду­хе.

Опыты под­твер­ди­ли на­уч­ное пред­по­ло­же­ние учёного.

По­ляр­ные си­я­ния — это элек­три­че­ское све­че­ние верх­них очень раз­ре­жен­ных слоёв ат­мо­сфе­ры на вы­со­те (обыч­но) от 80 до 1000 км. Све­че­ние это про­ис­хо­дит под вли­я­ни­ем быст­ро дви­жу­щих­ся элек­три­че­ски за­ря­жен­ных ча­стиц (элек­тро­нов и про­то­нов), при­хо­дя­щих от Солн­ца. Вза­и­мо­дей­ствие сол­неч­но­го ветра с маг­нит­ным полем Земли при­во­дит к по­вы­шен­ной кон­цен­тра­ции за­ря­жен­ных ча­стиц в зонах, окру­жа­ю­щих гео­маг­нит­ные по­лю­са Земли. Имен­но в этих зонах и на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных си­я­ний.

Столк­но­ве­ния быст­рых элек­тро­нов и про­то­нов с ато­ма­ми кис­ло­ро­да и азота при­во­дят атомы в воз­буждённое со­сто­я­ние. Вы­де­ляя из­бы­ток энер­гии, атомы кис­ло­ро­да дают яркое из­лу­че­ние в зелёной и крас­ной об­ла­стях спек­тра, мо­ле­ку­лы азота - в фи­о­ле­то­вой. Со­че­та­ние всех этих из­лу­че­ний и придаёт по­ляр­ным си­я­ни­ям кра­си­вую, часто ме­ня­ю­щу­ю­ся окрас­ку. Такие про­цес­сы могут про­ис­хо­дить толь­ко в верх­них слоях ат­мо­сфе­ры, по­то­му что, во-пер­вых, в ниж­них плот­ных слоях столк­но­ве­ния ато­мов и мо­ле­кул воз­ду­ха друг с дру­гом сразу от­ни­ма­ют у них энер­гию, по­лу­ча­е­мую от сол­неч­ных ча­стиц, а во-вто­рых, сами кос­ми­че­ские ча­сти­цы не могут про­ник­нуть глу­бо­ко в зем­ную ат­мо­сфе­ру.

По­ляр­ные си­я­ния про­ис­хо­дят чаще и бы­ва­ют ярче в годы мак­си­му­ма сол­неч­ной ак­тив­но­сти, а также в дни по­яв­ле­ния на Солн­це мощ­ных вспы­шек и дру­гих форм уси­ле­ния сол­неч­ной ак­тив­но­сти, так как с её по­вы­ше­ни­ем уси­ли­ва­ет­ся ин­тен­сив­ность сол­неч­но­го ветра, ко­то­рый яв­ля­ет­ся при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния по­ляр­ных си­я­ний.

III этап. Работа с текстом после чтения.
Цель:  осмысление содержание текста и поиск ответов на предложенные вопросы».

Задание №1. По­ляр­ным си­я­ни­ем на­зы­ва­ют

A) ми­ра­жи на небе;

Б) об­ра­зо­ва­ние ра­ду­ги;

B) све­че­ние не­ко­то­рых слоев ат­мо­сфе­ры.

Пра­виль­ным от­ве­том яв­ля­ет­ся

1) толь­ко А

2) толь­ко Б

3) толь­ко В

4) Б и В

Задание №2. В каких ча­стях зем­ной ат­мо­сфе­ры на­блю­да­ет­ся наи­боль­шая ак­тив­ность по­ляр­ных си­я­ний?

1) толь­ко около Се­вер­но­го по­лю­са

2) толь­ко в эк­ва­то­ри­аль­ных ши­ро­тах

3) около маг­нит­ных по­лю­сов Земли

4) в любых ме­стах зем­ной ат­мо­сфе­ры

Задание № 3. Можно ли утвер­ждать, что Земля — един­ствен­ная пла­не­та Сол­неч­ной си­сте­мы, где воз­мож­ны по­ляр­ные си­я­ния? Ответ по­яс­ни­те.

Текст 2. По­ляр­ные си­я­ния

В пе­ри­од ак­тив­но­сти на Солн­це на­блю­да­ют­ся вспыш­ки. Вспыш­ка пред­став­ля­ет собой нечто по­доб­ное взры­ву, в ре­зуль­та­те об­ра­зу­ет­ся на­прав­лен­ный поток очень быст­рых за­ряжен­ных ча­стиц (элек­тро­нов, про­то­нов и др.). По­то­ки за­ря­жен­ных ча­стиц, не­су­щих­ся с огром­ной ско­ро­стью, из­ме­ня­ют маг­нит­ное поле Земли, то есть при­во­дят к по­яв­ле­нию маг­нит­ных бурь на нашей пла­не­те.

За­хва­чен­ные маг­нит­ным полем Земли за­ря­жен­ные ча­сти­цы дви­жут­ся вдоль маг­нит­ных си­ло­вых линий и наи­бо­лее близ­ко к по­верх­но­сти Земли про­ни­ка­ют в об­ла­сти маг­нит­ных по­лю­сов Земли. В ре­зуль­та­те столк­но­ве­ний за­ря­жен­ных ча­стиц с мо­ле­ку­ла­ми воз­ду­ха воз­ни­ка­ет элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние — по­ляр­ное си­я­ние.

Цвет по­ляр­но­го си­я­ния опре­де­ля­ет­ся хи­ми­че­ским со­ста­вом ат­мо­сфе­ры. На вы­со­тах от 300 до 500 км, где воз­дух раз­ре­жен, пре­об­ла­да­ет кис­ло­род. Цвет си­я­ния здесь может быть зе­ле­ным или крас­но­ва­тым. Ниже уже пре­об­ла­да­ет азот, да­ю­щий си­я­ния ярко-крас­но­го и фи­о­ле­то­во­го цве­тов.

Наи­бо­лее убе­ди­тель­ным до­во­дом в поль­зу того, что мы пра­виль­но по­ни­ма­ем при­ро­ду по­ляр­но­го си­я­ния, яв­ля­ет­ся его по­вто­ре­ние в ла­бо­ра­то­рии. Такой экс­пе­ри­мент, по­лу­чив­ший на­зва­ние «Араке», был про­ве­ден в 1985 году сов­мест­но рос­сий­ски­ми и фран­цуз­ски­ми ис­сле­до­ва­те­ля­ми.

В ка­че­стве ла­бо­ра­то­рий были вы­бра­ны две точки на по­верх­но­сти Земли, ле­жа­щие вдоль одной и той же си­ло­вой линии маг­нит­но­го поля. Этими точ­ка­ми слу­жи­ли в Южном по­лу­ша­рии фран­цуз­ский ост­ров Кер­ге­лен в Ин­дий­ском оке­а­не и в Се­вер­ном по­лу­ша­рии по­се­лок Согра в Ар­хан­гель­ской об­ла­сти. С ост­ро­ва Кер­ге­лен стар­то­ва­ла гео­фи­зи­че­ская ра­ке­та с не­боль­шим уско­ри­те­лем ча­стиц, ко­то­рый на опре­де­лен­ной вы­со­те со­здал поток элек­тро­нов. Дви­га­ясь вдоль маг­нит­ной си­ло­вой линии, эти элек­тро­ны про­ник­ли в Се­вер­ное по­лу­ша­рие и вы­зва­ли ис­кус­ствен­ное по­ляр­ное си­я­ние над Со­грой.

Задание № 1. Маг­нит­ные бури на Земле пред­став­ля­ют собой

1) вспыш­ки ра­дио­ак­тив­но­сти

2) по­то­ки за­ря­жен­ных ча­стиц

3) быст­рые и не­пре­рыв­ные из­ме­не­ния об­лач­но­сти

4) быст­рые и не­пре­рыв­ные из­ме­не­ния маг­нит­но­го поля пла­не­ты

Задание № 2. Цвет по­ляр­но­го си­я­ния, воз­ни­ка­ю­ще­го на вы­со­те 100 км, опре­де­ля­ет­ся пре­иму­ще­ствен­но из­лу­че­ни­ем

1) азота

2) кис­ло­ро­да

3) во­до­ро­да

4) гелия

Задание № 3. На ри­сун­ке при­ве­де­на срав­ни­тель­ная таб­ли­ца дан­ных для пла­нет зем­ной груп­пы. На какой(-их) пла­не­те(-ах) можно на­блю­дать по­ляр­ные си­я­ния той же при­ро­ды, что и на Земле? Ответ по­яс­ни­те.

Текст 3. Молния

Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках — образованиях из мелких водяных частиц, находящихся в жидком и твердом состояниях.

Сухой снег представляет собой типичное сыпучее тело: при трении снежинок друг о друга, их ударах о землю и о местные предметы снег должен электризоваться. При низких температурах во время сильных снегопадов и метелей электризация снега настолько велика, что происходят зимние грозы, наблюдается свечение остроконечных предметов, образуются шаровые молнии.

При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие — положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы падают к его основанию. Отрицательно заряженная часть облака наводит на земной поверхности под собой положительный заряд. Между облаком и землей создается сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искрового разряда. Молния переносит из облака 20—30 Кл отрицательного заряда, сила тока 10—20 кА, длительность импульса тока несколько десятков микросекунд. Разряд прекращается, так как большая часть избыточных электрических разрядов нейтрализуется электрическим током, протекающим по плазменному каналу молнии.

Задание №1. Можно ли назвать молнию, возникающую между облаком и землей, электрическим током? А между двумя облаками?

Задание № 2. Каковы причины возникновения молнии?

Задание № 3. Каким зарядом в большинстве случаев заряжается нижняя часть облака, а каким — верхняя? С чем это связано?

Задание №4. Какое действие электрического тока вызывает образование озона в воздухе при грозовых разрядах?

Текст 4. Мол­ния

Кра­си­вое и не­без­опас­ное яв­ле­ние при­ро­ды — мол­ния — пред­став­ля­ет собой ис­кро­вой раз­ряд в ат­мо­сфе­ре.

Уже в се­ре­ди­не XVIII в. ис­сле­до­ва­те­ли об­ра­ти­ли вни­ма­ние на внеш­нее сход­ство мол­нии с элек­три­че­ской ис­крой. Вы­ска­зы­ва­лось пред­по­ло­же­ние, что гро­зо­вые об­ла­ка несут в себе боль­шие элек­три­че­ские за­ря­ды и мол­ния есть ги­гант­ская искра, ничем, кроме раз­ме­ров, не от­ли­ча­ю­ща­я­ся от искры между ша­ра­ми элек­тро­фор­ной ма­ши­ны. На это ука­зы­вал М. В. Ло­мо­но­сов, за­ни­мав­ший­ся изу­че­ни­ем ат­мо­сфер­но­го элек­три­че­ства.

Ло­мо­но­сов по­стро­ил «гро­мо­вую ма­ши­ну» — кон­ден­са­тор, на­хо­див­ший­ся в его ла­бо­ра­то­рии и за­ря­жав­ший­ся ат­мо­сфер­ным элек­три­че­ством по­сред­ством про­во­да, конец ко­то­ро­го был вы­ве­ден из по­ме­ще­ния и под­нят на вы­со­ком шесте. Во время грозы из кон­ден­са­то­ра можно было из­вле­кать искры. Таким об­ра­зом, было по­ка­за­но, что гро­зо­вые об­ла­ка дей­стви­тель­но несут на себе огром­ный элек­три­че­ский заряд.

Раз­ные части гро­зо­во­го об­ла­ка несут за­ря­ды раз­ных зна­ков. Чаще всего ниж­няя часть об­ла­ка (об­ра­щен­ная к Земле) бы­ва­ет за­ря­же­на от­ри­ца­тель­но, а верх­няя — по­ло­жи­тель­но. По­это­му если два об­ла­ка сбли­жа­ют­ся раз­но­имённо за­ря­жен­ны­ми ча­стя­ми, то между ними про­ска­ки­ва­ет мол­ния.

Од­на­ко гро­зо­вой раз­ряд может про­изой­ти и иначе. Про­хо­дя над Землёй, гро­зо­вое об­ла­ко создаёт на её по­верх­но­сти боль­шой ин­ду­ци­ро­ван­ный заряд, и по­это­му об­ла­ко и по­верх­ность Земли об­ра­зу­ют две об­клад­ки боль­шо­го кон­ден­са­то­ра. На­пря­же­ние между об­ла­ком и Землёй до­сти­га­ет не­сколь­ких мил­ли­о­нов вольт, и в воз­ду­хе воз­ни­ка­ет силь­ное элек­три­че­ское поле. В ре­зуль­та­те может про­изой­ти про­бой, т.е. мол­ния, ко­то­рая уда­рит в землю. При этом мол­ния ино­гда по­ра­жа­ет людей, дома, де­ре­вья.

Гром, воз­ни­ка­ю­щий после мол­нии, имеет такое же про­ис­хож­де­ние, что и треск при про­ска­ки­ва­нии искры. Он по­яв­ля­ет­ся из-за того, что воз­дух внут­ри ка­на­ла мол­нии силь­но разо­гре­ва­ет­ся и рас­ши­ря­ет­ся, от­че­го и воз­ни­ка­ют зву­ко­вые волны. Эти волны, от­ра­жа­ясь от об­ла­ков, гор и дру­гих объ­ек­тов, со­зда­ют дли­тель­ное мно­го­крат­ное эхо, по­это­му и слыш­ны гро­мо­вые рас­ка­ты.

Задание № 1. Мол­ния — это

А. элек­три­че­ский раз­ряд в ат­мо­сфе­ре.

Б. из­лу­че­ние света об­ла­ком, име­ю­щим боль­шой элек­три­че­ский заряд.

Пра­виль­ный ответ:

1) толь­ко А

2) толь­ко Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

Задание № 2. Над Землёй висит об­ла­ко, по­верх­ность ко­то­ро­го, обращённая к Земле, за­ря­же­на по­ло­жи­тель­но. Ка­ко­го знака заряд будет иметь по­верх­ность Земли в этом месте?

1) по­ло­жи­тель­ный

2) от­ри­ца­тель­ный

3) заряд будет равен нулю

4) знак за­ря­да за­ви­сит от влаж­но­сти воз­ду­ха

Задание № 3. Может ли про­изой­ти раз­ряд (мол­ния) между двумя оди­на­ко­вы­ми ша­ра­ми, не­су­щи­ми рав­ный од­но­имённый заряд? Ответ по­яс­ни­те.

В конце урока учитель делает вывод о необходимости умения наблюдать, изучать вещества и происходящие с ними явления, об умении делать выводы для познания окружающей природы, о тесной связи происходящих явлений и возможности познания тайн природы для сохранения её и практического применения человеком.