Конспект урока по физике в 8 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.