Программа элективного курса «Исследование физических процессов в явлениях природы»

государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

Самарской области средняя общеобразовательная

школа №2 им. В.Маскина ж.-д. ст. Клявлино

муниципального района Клявлинский

Самарской области

Программа элективного курса

«Исследование физических процессов

в явлениях природы»

Автор: учитель физики

Багаутдинова Д.Р.

Клявлино - 2014г.

Пояснительная записка к программе

«Исследование физических процессов в явлениях природы»

По своей направленности элективный курс представляет собой углубление отдельных тем обязательных предметов федерального компонента и обязательных предметов по выбору. Курс дает возможность удовлетворить в отдельных частях запрос на освоение образовательных результатов конкретной темы или раздела на более высоком уровне, чем определенной программой изучения образовательного предмета или обязательного предмета по выбору.

Движение водных и воздушных масс, звуки слышимые и неслышимые, молния, гало, миражи и многое другое относится к физическим явлениям.

Рассмотрение природных явлений с позиций современной физики, анализ этих явлений, основанный на применении законов и методов физики, является актуальным, так как изучение физики природных явлений имеет познавательную и эстетическую ценность, а понимание процессов, происходящих в природе, является залогом бережного отношения к ней.

В систематическом курсе предмета изучить подробно физическую природу этих процессов не представляется возможным в связи небольшим количеством часов, которые отводятся на изучение физики федеральным компонентом базисного учебного плана.

Проблема:

В курсе физики не предусмотрено подробное изучение физических явлений, происходящих в природе, что затрудняет учащимся соотносить явления природы и законы физики.

Название программы элективного курса задано в соответствии с ее содержанием.

Каждый год в школе среди учащихся 9-х классов проводится анкетирование по методике, предложенной аттестационной комиссией по выявлению удовлетворенности учащихся программой профильного курса. Например, в 2013 – 2014 учебном году участвовало 132 девятиклассника. Выявилось, что 42% учащихся не удовлетворены тем объемом знаний по физике, который предлагается образовательной программой на профильном уровне. В результате, 23 учащихся 10-х классов изъявили желание включиться в исследовательскую деятельность по изучению связи законов физики с явлениями природы.

Цель:

Сформировать понимание связи явлений природы с законами физики.

Элективный курс позволяет открыть новые и эффективные возможности для более убедительной мотивации изучения физики путем рассмотрения необычных явлений, места человека в окружающем мире и роли, которая ему отведена в эволюции Вселенной. А также путем получения результатов, которые научат школьников более осознанно применять на практике физические законы, правильно, оптимально и безопасно для жизни действовать в реальном мире.

Курс дает возможность развития последовательного интереса школьников, расширяет их представления о действиях физических законов.

Содержание элективного курса предполагает формирование образовательных результатов.

Образовательные результаты:

1. Определяет понятия: «слепая полоса», «перламутровые и серебристые облака», «гало», «парантелии», «режеляция»

2. Понимает явления: кажущееся увеличение размеров заходящего солнца, сплюснутость заходящего солнечного диска

3. Объясняет причины разделения зарядов в туче; причины возникновения: «зеленого луча» во время заката солнца, миражей, линейной и шаровой молнии, гало, гейзеров, полярного сияния

4. Соотносит: закон Рэлея и рассеяние света в атмосфере; законы геометрической оптики и образование миражей и гало; эффект Доплера и направление движения тела относительно источника звука; закон Лоренца и поведение заряженных частиц на магнитных полюсах Земли

5. Умеет применять приобретенные знания и навыки в нестандартных ситуациях, конструировать задания

Данные образовательные результаты способствует формированию положительной мотивации к изучению физики в старшей школе, повышению качества знаний учащихся.

Содержательная часть программы позволяет достичь запланированной цели обучения и планируемых результатов.

В целях формирования образовательных результатов, определены следующие формы организации учебных занятий. Для передачи теоретического материала наиболее эффективна школьная лекция, сопровождающаяся беседой с учащимися; для закрепления материала проводятся семинары по обсуждению теории, практикумы по решению задач, дискуссии, направленных на аргументацию вариантов своих решений и различных форм индивидуальной или групповой деятельности учащихся.

Также определены следующие способы деятельности учащихся: экскурсия, эксперимент (лабораторные работы) и исследовательская деятельность. Во время экскурсии формируется умение наблюдать. Выполнение эксперимента формирует у учащихся умение применять полученные знания, демонстрировать явления, происходящие в природе в коммеральных условиях, объяснять их с позиции законов природы, а также отрабатываются навыки практической работы. Доминантной формой учебного процесса является исследовательская деятельность учащихся, которая организуется через: наблюдение и лабораторные работы, решение предложенных задач; подготовку сообщений, защиту рефератов и творческих работ, являющуюся одной из форм демонстрации достижений учащихся в усвоении изученного материала.

В ходе курса учащиеся будут осуществлять наблюдения, оформлять дневник наблюдения, проводить элементарные научные исследования, писать рефераты. Курс направлен на активизацию самостоятельной деятельности учащихся.

Способы оценки планируемых результатов.

Рассматривая большой арсенал педагогических приемов, методик и техник, можно использовать множество способов оценки планируемых результатов: индивидуальный опрос, активность выступлений на семинарских занятиях, тестирование, зачет, защита рефератов, выступление на конференции.

Для достижения планируемых результатов в ходе занятий, использую следующие формы контроля: текущий, промежуточный и итоговый. Для каждого вида контроля выбрала способы оценки планируемых результатов: текущий – беседа, к/работа; промежуточный - тестирование, итоговый - защита рефератов, зачет.

Определила критерии оценивания качества сформированных знаний и умений:

Тестирование: (1 – 2 балла – «задание не выполнено», 3 – 5 баллов – «задание выполнено»)

1 балл - 0% - 19%

2 балла – 20% - 39%

3 балла - 40% - 59%

4 балла – 60% - 79%

5 баллов – 80% - 100%

Зачет: «зачет» / «незачет»

Защита рефератов: оценивается актуальность темы, соответствие содержания темы, глубина проработки материала, правильность и полнота использования источников, соответствие оформления реферата стандартам.

Курс рассчитан на 17 учебных часов (16 - аудиторных – это лекционные и практические занятия; 1 - внеаудиторное – практическое наблюдение).

Процесс изучения содержания материала распределен во времени с учетом его достаточности для качественного изучения содержащихся в программе знаний и получения запланированных результатов. Включенные в содержание программы информация и способы деятельности обеспечат достижение планируемых образовательных результатов.

Основной формой организации учебных занятий являются: лекции, дискуссии, конференция, работа в группах, индивидуальная работа, семинарские занятия, практическая работа, лабораторная работа, исследовательская работа, экскурсии. В ходе курса учащиеся будут осуществлять наблюдения, оформлять дневник наблюдения, проводить элементарные научные исследования, писать рефераты.

Курс направлен на активизацию самостоятельной деятельности учащихся.

В целях реализации данной программы используются следующие технологии:

• исследовательские технологии;

• учебно – исследовательские работы;

• пользование ресурсами сети Интернет.

Большое внимание уделяется исследовательской деятельности учащихся: организовываются исследовательские и творческие проекты, предлагаются задачи исследовательского характера

В результате использования современных образовательных технологий, повысилось качество обучения, у учащихся проявляется тяга к творчеству и познанию, активность восприятия, ученики ставят проблемы, решают проблемные задачи, анализируют и находят пути решения данной проблемы, самостоятельно делают выводы и высказывают свою точку зрения, что свидетельствует о развитии творческого мышления.

Исследовательский метод применяю в двух направлениях:

1. Включаю элементы поиска во все задания учащихся

2. Организую целостное исследование, осуществляемое учащимися самостоятельно (доклады; сообщения; проекты, основанные на самостоятельном поиске, анализе и обобщении фактов)

Создаю проблемные ситуации и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей.

Все образовательные технологии и формы деятельности позволяют реализовать заявленное содержание.

Для реализации программы также необходимы ресурсы. Это - дидактический материал: учебники, задачники, справочники и материальные ресурсы: оборудование, приборы и материалы, выход в Интернет.

Тематическое планирование

Учебно – тематическое планирование

Список литературы

Учебно – методическая литература

1. Богданов К. «Молния: больше вопросов, чем ответов». «Наука и жизнь» №2, 2007.

2. Булат В.Л. «Оптические явления в природе». М.: Просвещение,2000.

3. Громов В.И., Васильев Г.А. Стихийные бедствия: буран и лавина. «Энциклопедия безопасности».

4. Крауфорд Ф. Берклеевский курс физики, том 3. Волны.

5. Кун Н.А. «Легенды и мифы Древней Греции» ООО «Издательство АСТ», 2005.

6. Эллиот Л., Уилкокс У. Объективное и субъективное восприятие цвета. Физика. – М., 2002.

7. Статьи из газет «Физика» издательского дома «Первое сентября»

- Бурова С.А. Необычные природные явления. - №30, 2003.

- Варламов С.Д. Монохроматическая радуга. - №41, 2003.

- Охотцева Г.А. Водяные воронки и смерчи. - №8, 2003.

- Проклова В.Ю. Оптические явления в природе. - №2, 2005.

8. Землетрясения. «ВикипедиЯ» - Свободная энциклопедия.

9. Молния. Большой энциклопедический словарь Брокгауза Ф.А. и

Ефрона И.А.

10. Оптические явления в природе. «АИФ. Детская энциклопедия» №3(113) от 21.03.2005.

11. Энциклопедический словарь юного физика. – М.: Педагогика, 2002.

Учебно – дидактическая литература

Учебники:

1. «Физика 10-11 класс» под редакцией А.А.Пинского, М.:Просвещение, 2003

2. «Хрестоматия по физике» под редакцией Б.И.Спасского, М.:Просвещение, 2000

3. «Вопросы современной физики» В.В.Стручков, Б.М.Яворский, М.:Просвещение, 1995

Задачники:

1. Вишнякова Е.А. «Отличник ЕГЭ», М.: Интеллект-Центр, 2012

2. Гольдфарб Н.И. «Задачник 10-11», М.:Дрофа,2008

3. Турчина Н.В., Суров О.И. «3800 задач по физике», М.:Дрофа, 2000

Справочники:

1. Энциклопедический словарь юного физика, М.:Педагогика, 2000

2. «Справочник по физике» В.С.Волькенштейн, С-П.:Книжный мир, 2006

3. «Справочник по математике» А.А.Рывкин, М.:Высшая школа, 1987

Программа курса

Тема 1. Введение

Физика различных природных явлений

Тема 2. Явление «закат солнца»

Солнечные закаты. Практическая работа: наблюдение за видами заката. Красный цвет заходящего солнца и голубой цвет дневного неба. Рефракция света в атмосфере. Представления о солнце в древности. Сплюснутость заходящего солнечного диска. Зеленый луч. Объяснение появления «слепой полосы». Кажущееся увеличение размеров заходящего солнца

Тема 3. Следствие искривления светового луча в оптически неоднородной среде. Явление «мираж»

Некоторые виды миражей. Искривление светового луча оптически неоднородной среде. Радиус кривизны светового луча. Объяснение нижнего («озерного») миража. Простые верхние миражи. Двойные и тройные миражи. Миражи сверхдальнего видения

Тема 4. Природа возникновения тумана. Физические процессы в облаках

Туман глазами внимательного наблюдателя. Практическая работа: наблюдение за видами облаков. Туман под микроскопом. Насыщенный водяной пар. Возникновение тумана. Туманы испарения и туманы охлаждения. Туман и цвет. Земная атмосфера. Адиабатное расширение газа.Микрофизика облаков. Кучевое облако. Осадки. Серебристые облака

Тема 5. Физические процессы в туче. Природа молнии. Происхождение шаровой молнии

Гроза глазами внимательного наблюдателя. Физические процессы в туче: восходящие и нисходящие воздушные потоки в туче. Электрические заряды в туче. Атмосферное электричество. Разделение зарядов в туче или облаке. Природа молнии. Виды молнии. «Паспортные данные» линейной молнии. Физика линейной молнии. Гром. Наблюдения шаровой молнии. Научные гипотезы о происхождении шаровой молнии. Дискуссия о происхождении шаровой молнии. Физическая природа шаровой молнии. Опасность молнии

Тема 6. Причины возникновения радуги

Радуга глазами внимательного наблюдателя. Развитие представлений о физике возникновения радуги. Световой луч в капле дождя. Причины возникновения дополнительной радуги. Чередование цветов в основной и дополнительной радугах. Влияние размеров капель на вид радуги. Радуга на других планетах. Физика и красота

Тема 7. Природа возникновения гало. Понятие полярного сияния

Физика гало. Наименьший угол отклонения луча в призме. Возникновение малого гало. Большое гало. Горизонтальный (парелический) круг, светящиеся столбы и кресты. Ложные солнца; парантелии.Формы полярных сияний. Территории распространения полярного сияния. Что такое полярное сияние. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. Особенности движения заряженной частицы в неоднородном магнитном поле. Магнитное поле Земли. Люминесценция. Электронные полярные сияния. Протонные полярные сияния. Магнитные бури

Тема 8. Особенности свечения моря и живых организмов. Особенности звуковых явлений. Свойства природных сонаров

Свечение моря. Светящиеся организмы. Особенности свечения живых организмов. Хемилюминесценция. Биолюминесценция как особый вид хемилюминесценции. Эхо. Мир звуков. Эхо однократное и многократное. Искривление звукового луча в акустически неоднородной среде. Эффект Доплера. Сонары летучих мышей. Летучая мышь на охоте. Локационные сигналы летучих мышей. Свойства природных сонаров. Сонар дельфина. Два типа слуха дельфинов. Другие природные сонары

Тема 9. Эндогенные процессы в земной коре

Такие разные волны. Ветровые волны глазами внимательного наблюдателя. Скорость волн на глубокой и мелкой воде. Движение частиц в волне. Ветер и волны. Волны на мелководье. Рифели. Бедствия, причиняемые волнами цунами. Закономерности цунами. Физика цунами. Бедствия, причиняемые тропическими циклонами. Физика тропического циклона. Штормовые приливы. Наводнения.Вулканические катастрофы. Путешествие в недра Земли. Концепция тектоники литосферных плит. Вулканы. Характер вулканических извержений. Роль вулканических газов. Физика гейзера. Гейзеры и обычные термальные источники

Тема 10. Физические явления в очаге землетрясения

Бедствия, причиняемые землетрясениями. Основные понятия и характеристики. Три типа землетрясений. География тектонических землетрясений. Физические явления в очаге землетрясения. Возможности предсказания землетрясений

Тема 11. Структура снежных покровов. Физика возникновения лавин

Снежинки в воздухе. Снежинки на земле. Слоистая структура снежных покровов. Понятие «режеляция». Лед на земле. Практическая работа: наблюдение за структурой снега и льда. Горный ледник. Движение ледника. Практическое снеговедение. Виды метели. Микроструктура низовых метелей. Волны на снегу. Горные метели. Пылевые бури и метели: сходство и различия. Метелевое электричество.География лавин. Физика возникновения лавин. «Внимание! Лавина». Борьба с лавинной опасностью

Тема 12. Конференция. Защита рефератов.

Приложение №1 (к уроку №1 «Введение»)

Входящее тестирование. Цель: выяснение уже имеющихся знаний у учащихся и, что бы они хотели узнать в результате прохождения занятий.

1.Изучаются ли явления природы на уроках физики?

а) Да б) Нет

2.Эти явления природы я могу наблюдать:

а) солнечные закаты;

б) миражи;

в) туманы;

г) облака;

д) полярные сияния;

е) молния;

ж) радуга;

з) гало;

и) метели;

к) зеленый луч;

л) цунами;

м) серебристые облака

3.Эти явления природы я знаю понаслышке:

а) солнечные закаты;

б) миражи;

в) туманы;

г) облака;

д) полярные сияния;

е) молния;

ж) радуга;

з) гало;

и) метели;

к) зеленый луч;

л) цунами;

м) серебристые облака

4.Про эти явления природы я не знаю:

а) солнечные закаты;

б) миражи;

в) туманы;

г) облака;

д) полярные сияния;

е) молния;

ж) радуга;

з) гало;

и) метели;

к) зеленый луч;

л) цунами;

м) серебристые облака

5.Хочу изучать явления природы:

а) Да б) Нет

Приложение №2 (к уроку №2 «Явление «закат солнца»)

Исследовательская работа. Цель: перевод теоретических знаний в практические умения и навыки, конструировать задание.

Если направить на стенку аквариума слабо расходящийся узкий пучок света, можно наблюдать голубоватый оттенок у рассеянного света. Свет же прошедший сквозь аквариум, приобретает красноватый оттенок. Это можно объяснить, если предположить, что синий свет рассеивается сильнее, чем красный.

Приложение №3 (к уроку №2 «Явление «закат солнца»)

Решить задачу:

Найти угловую ширину «слепой полосы», наблюдаемой при закате солнца, если высота холодного слоя воздуха h₀₌50 м, а отношение разности показателей преломления холодного и теплого слоев к показателю преломления теплого слоя равно μ=10^-5.

Приложение №4 (к уроку №3 «Экскурсия « Наблюдение за закатом солнца»)

Практическая работа

Цель:проверить умение анализировать и сопоставлять знания теоретические и полученные в результате наблюдений, составлять отчет и высказывать свою точку зрения; проверить знания по теме.

Дневник наблюдений: (образец)

Приложение №5 (к уроку №2-3 «Явление «закат солнца»)

Зачет

1. Как можно доказать, что небо имеет голубой цвет, а заходящее солнце становится красным?

2. Сформулируйте закон Рэлея.

3. Поясните понятие флуктуаций плотности воздуха.

4. Объясните сплюснутость заходящего солнца по вертикали.

5. Когда можно наблюдать зеленый луч?

Приложение №6 (к уроку №4 «Следствие искривления светового луча в оптически неоднородной среде.Явление «мираж»)

Исследовательская работа. Цель: развить умение применять приобретенные знания и навыки в нестандартных ситуациях.

Рассмотреть искривление светового луча в оптически неоднородной среде на опыте.

Приложение №7 (к уроку №4 «Следствие искривления светового луча в оптически неоднородной среде.Явление «мираж»)

Решить задачу:

Определить радиус кривизны светового луча.

Приложение №8(к уроку №4 «Следствие искривления светового луча в оптически неоднородной среде.Явление «мираж»)

Зачет

1. Выделите виды миражей.

2. Чем объясняется данное явление?

3. Что называется земной рефракцией?

4. При каком изменении показателя преломления световой луч будет приближаться к горизонтальному?

5. При каком изменении показателя преломления угол луча с вертикалью будет уменьшаться?

1. Приложение №9 (к уроку №5 «Природа возникновения тумана.Физические процессы в облаках»).

2. Решить задачи с элементами исследования.

1. В замкнутом объеме V=1 м³ при температуре Т₁=20^ºС находится воздух с относительной влажностью ƒ₁=60%. Сколько воды надо дополнительно испарить в рассматриваемый объем, чтобы относительная влажность стала ƒ₂=80%? Выпадет ли роса, если воздух охладить до Т₂=10ºС?

2. Найти уменьшение температуры адиабатно расширяющегося воздуха при его подъеме на высоту 1 км, если известно, что начальная температура воздуха 27ºС и что давление воздуха на указанной высоте составляет 0,9 от давления у поверхности.

1. Приложение №10 (к уроку №7)

2. Защита результатов наблюдения за природными явлениями.

3. Цель:проверить умение анализировать и сопоставлять знания теоретические и полученные в результате наблюдений, составлять отчет и высказывать свою точку зрения; проверить знания по теме.

4. Дневник наблюдений за облаками (образец):

   Дата	Температура воздуха, º С	Относительная влажность воздуха, %	Атмосферное давление, мм.рт.ст.	Направление ветра	Состояние погоды	Явление	Особенности явления
   3.10.14	20	69	747	Юго- западное	Ясно	Облака	Наблюдаем кучевые облака хорошей погоды

6. Приложение №11 (к уроку №8 «Физические процессы в туче. Природа молнии. Происхождение шаровой молнии»)

7. Решить задачи с элементами исследования:

8. №1. В начальный момент времени (t=0) заряд пластин конденсатора равен Q₀=10⁵ Кл, разность потенциалов между пластинами U₀=4·10⁵ В, сила текущего через конденсатор тока I₀=1800 А. Через сколько времени заряд на пластинах конденсатора уменьшится в 10 000 раз?

9. №2. Оценить энергию, выделяющуюся при разряде молнии, полагая, что электрическое поле между земной поверхностью и нижней границей тучи является однородным, т.е. подобно полю внутри плоского конденсатора. Горизонтальные размеры тучи 4•4 км, расстояние от тучи до земли 1 км, разность потенциалов между тучей и землей 10⁹ В.

10. №3 Сколько энергии требуется для нагревания на ΔT=600 К участка железной трубы длиной l=5 см? Наружный радиус трубы R=1,5 см, внутренний r=1,2 см. Удельная теплоемкость железа c=0,71 Дж/(г·К), плотность железа ρ=7,8 г/см³.

11. Зачет по теме: «Физические процессы в туче. Природа молнии. Происхождение шаровой молнии» (Приложение №12 к уроку №9)

12. Цель: диагностика уровня усвоения знаний и умений учащихся.

13. Зачет в форме аукциона.

1. На каком этапе развития грозы наряду с восходящими потоками воздуха, нагретого у поверхности земли, возникают нисходящие потоки воздуха, охлажденного в верхней части тучи? (туча созрела)

2. На каком этапе развития грозы наблюдаются мощные восходящие потоки воздуха? (туча развивается)

3. На каком этапе развития грозы, падающие вниз сквозь тучу холодные воздушные массы, вызывая ливень и град, в то же время гасят встречные восходящие потоки воздуха? (туча разрушается)

4. Почему в формирующейся туче возникают мощные восходящие потоки? (При подъеме воздуха от нагретой земной поверхности, он адиабатно расширяется и потому охлаждается, что приводит к конденсации водяных паров, в результате выделяется тепло, которое разогревает воздух в облаке.Воздух становится более легким, в результате и возникают восходящие воздушные потоки)

5. Почему нисходящие потоки в зрелой туче, возникнув, далее уже не прекращаются? (По мере увеличения высоты тучи все более важным становится приток в тучу бокового холодного воздуха)

6. Почему происходит разделение зарядов в туче или облаке? (Нижняя часть тучи и земная поверхность – это пластины своеобразного конденсатора)

7. В каком направлении происходит разрядка - молния? (от Земли к туче)

8. Как выглядит и как ведет себя шаровая молния?

9. Приводить примеры наблюдения шаровой молнии.

10. Объясните природу возникновения грома.

1. Приложение №13 (к уроку №10 «Причины возникновения радуги»)

2. Решить задачи

1. Найти углы, под которыми видны вершина и основание радуги, если высота солнца ψ = 20º (рассматривается желтый участок радуги).

2. При каких значениях прицельного параметра световой луч выйдет из капли строго назад?

1. Приложение №14 (к уроку №10 «Причины возникновения радуги»)

2. Зачет

1. Что такое «дополнительная радуга?

2. Как расположены цвета в «дополнительной радуге»?

3. Где находится «александрова полоса»?

4. Как размеры капель влияют на размер радуги?

5. Можно ли увидеть радугу на других планетах?

1. Приложение №15 (к уроку №11 «Природа возникновения гало.Понятие полярного сияния»). Решить задачу с элементом исследования:

2. Если бы частица двигалась в плоскости, перпендикулярной к силовым линиям однородного магнитного поля (т.е. если бы α=90º), то в этом случае ее гирорадиус был бы R₀=5 м. Известна, что частица влетела в поле под углом α=45º к его силовым линиям. Найти радиус и шаг спирали, описываемой частицей.

3. Приложение №16 (к уроку №11 «Природа возникновения гало.Понятие полярного сияния»).Зачет: «Конвейер знаний». Работа в группах (подготовить сообщение):

4. I группа:

1. Малое гало.

2. Люминесценция.

3. Электронные полярные сияния.

1. II группа:

1. Большое гало.

2. Протонные полярные сияния.

3. Магнитные бури.

1. Приложение №17 (к уроку №12 «Особенности свечения моря и живых организмов. Особенности звуковых явлений. Удивительные свойства природных сонаров»)

2. Решить задачи:

1. В верхнем слое морской воды толщиной 100 м концентрация светящихся бактерий достигает 5·10⁴ 1/л. Каждая бактерия испускает ежесекундно 10⁴ фотонов; длина волны испускаемого света 0,5 мкм. Какова суммарная световая мощность, испускаемая бактериями, находящимися в слое воды, имеющем площадь 1 км² и толщину 100 м?

2. Источник звука частоты ѵ0 движется равномерно и прямолинейно со скоростью v. На расстоянии d от траектории источника звука находится наблюдатель. Как будет изменяться со временем частота звука, который слышит наблюдатель? Считать, что v

1. Приложение №18 (к уроку №12 «Особенности свечения моря и живых организмов. Особенности звуковых явлений. Удивительные свойства природных сонаров»)

2. Зачет

1. Как вы понимаете выражение «Живой свет»?

2. Что удивительного и интересного в явлении эха?

3. О чем утверждает «эффект Доплера» в акустике?

4. Что общего между летучими мышами («омерзительные чудовища») и умными, ласковыми, жизнерадостными дельфинами?

2. Приложение №19 (к уроку №13 «Эндогенные процессы в земной коре»)

3. Решить задачи с элементами исследования:

1. Исходя из размерности физических величин, показать, что скорость волны на глубокой воде должна быть пропорциональна .

2. Как будут отличаться моменты прихода волны цунами в пункты В и С, отстоящие от очага цунами А на 1000 км, если к северу от А глубина океана Н₁ = 4 км, а к югу Н₂ = 1 км?

3. Во сколько раз изменятся скорость, длина и высота волны цунами при ее перемещении от линии, где глубина Н₁ = 5 км, к линии, где глубина Н₂ = 50 м?

1. Приложение №20 (к уроку №14 «Путешествие в недра земли»).

2. Зачет – практикум. Работа по группам (демонстрировать свои сконструированные модели и показать их действие):

1. Модель фонтана.

2. Модель гейзера.

3. Модель вулкана.

1. Приложение №21 (к уроку №16 «Структура снежных покровов.Физика возникновения лавин»)

2. Решить задачу:

3. Площадь столообразного айсберга 5·10⁵ м², высота надводной части 20 м. Считая, что плотность льда 910 кг/м³, а плотность морской воды 1030 кг/м³, определить объем и массу айсберга.

4. Приложение №22 (к уроку №16 «Структура снежных покровов.Физика возникновения лавин»)

5. Защита результатов наблюдений за структурой снега и льда.

6. Дневник наблюдения (образец)

   Дата	Температура воздуха, º С	Относительная влажность воздуха, %	Атмосферное давление, мм.рт.ст.	Направление ветра	Состояние погоды	Явление	Особенности явления
   3.12.14	- 20	59	740	Юго- западное	Ясно	Снежный покров	Плотность снежного покрова повышается в направлении снизу вверх

8. Приложение №23 (к уроку №17 «Конференция»)

9. Итоговый зачет:

1. Что удивительного в солнечных закатах?

2. Как объяснить появление «слепой полосы»?

3. Как объяснить существование нескольких видов миражей?

4. В чем причина возникновения тумана?

5. Как образуются облака?

6. Почему происходит разделение зарядов в туче или облаке?

7. Какие бывают молнии?

8. Опасна ли шаровая молния?

9. Что такое радуга?

10. Влияют ли размеры капель на вид радуги?

11. Как объяснить возникновение гало?

12. Что такое полярное сияние?

13. Какие причины свечения моря и живых организмов?

14. Что составляет содержание эффекта Доплера в акустике?

15. Что общего у «омерзительных чудищ» - летучих мышей и умных, ласковых, жизнерадостных зверей – дельфинов?

16. Что такое морская волна?

17. Какое различие между гейзерами и обычными термальными источниками?

18. Что происходит в очаге землетрясения?

19. Почему снег изменчивый?

20. Какие бывают метели?

1. Приложение №24 (к уроку №17 «Конференция»)

2. Примернаятематикарефератов:

1. Изучение явления «Закат солнца».

2. Изучение явления «Мираж».

3. Сходство и различие тумана и облаков.

4. Происхождение шаровой молнии.

5. Причины возникновения радуги.

6. Причины возникновения гало.

7. Изучение явления «Полярное сияние».

8. Особенности свечения моря и живых организмов.

9. Особенности звуковых явлений.

10. Изучение природных сонаров.

11. Изучение волн на море.

12. Изучение характера вулканических извержений и гейзеров.

13. Использование модели гейзера при объяснении явления природы.

14. Изучение физических явлений в очаге землетрясения.

15. Удивительные процессы, происходящие внутри снежного покрова.

16. Сходство и различия между пылевыми бурями и метелью.

17. Физика и возникновения лавин.

40. Методические рекомендации к урокам

41. Урок№ 1. Введение. Физика различных природных явлений.

42. Тип урока: урок –лекция.

43. Форма организации занятий: лекция о физике различных природных явлений.

44. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии.

45. Форма контроля: тестирование.

46. Цель: доказать, что понимание процессов, происходящих в природе, является залогом бережного отношения к природе, что особенно важно в наше время, когда вооруженный мощной техникой человек в состоянии не только искалечить, но и вообще погубить земную природу.

47. Структура урока:

1. Создание проблемной ситуации при постановке темы, цели и задач лекции. Входящее тестирование.

2. Ее разрешение при реализации намеченного плана лекции.

3. Обобщение и систематизация изученного материала.

4. Формирование домашнего задания постановкой вопросов для самопроверки, сообщение списка рекомендуемой литературы.

1. Ход урока

2. Тест(см. Приложение №1)

1. Мы будем рассматривать физику различных природных явлений. Некоторые из них ты, конечно, наблюдал сам, и не раз. Это - солнечные закаты, туманы, облака, молния, радуга, метели. О других ты знаешь, скорее всего, лишь понаслышке. К ним я отношу миражи, полярные сияния, шаровую молнию, гало, снежные лавины, цунами, серебристые облака, зеленый луч и др. Природа необычайно разнообразна, она поистине неисчерпаема. Мы ограничимся лишь некоторыми явлениями природы – теми, которые показались мне наиболее интересными. Их я попытаюсь описать и проанализировать с точки зрения физики.

2. Изучение физики природных явлений имеет, прежде всего, огромную познавательную ценность. Природа – эта гигантская физическая лаборатория – наглядно демонстрирует условность разделения физики на отдельные самостоятельные разделы, единство физической картины мира, взаимосвязь физических явлений. Возьмем хотя бы грозу – здесь мы встречаемся с проявлением одновременно законов механики, гидростатики, термодинамики, молекулярной физики, электростатики, электродинамики, акустики, оптики. Современные школьники знают, хотя бы в общих чертах, как работает двигатель автомобиля, зачем нужен трансформатор, почему взлетает ракета, что такое ускоритель частиц, атомный реактор, лазер. Однако они, как правило, не знают, почему небо голубого цвета, как созревает и как разрушается грозовая туча. Почему молния бьет не сверху вниз (как это часто полагают), а как раз наоборот – снизу вверх, отчего бывает двойная радуга, что такое гало, зеленый луч, серебристые облака, цунами.

3. Достаточно глубокое изучение физики природных явлений стало возможным, в основном, лишь в наше время – благодаря успехам современной физики (а также химии и биологии). Важно также помнить, что изучение физики природных явлений позволяет успешно решать различные технические проблемы. Достаточно вспомнить о таком научно-техническом направлении, как бионика. Человек издавна учился у природы. Многое не понимая в природе, он, естественно, не мог быть слишком хорошим ее учеником. В наше время человек, вооруженный комплексом современных научных знаний и прекрасными измерительными приборами и устройствами, уже в состоянии заглянуть в самые сокровенные «тайники» природы. Поэтому именно теперь он способен многое взять у природы, способен многому у нее научиться.

4. Размышляя над данной темой, я думала не только о чисто познавательной ценности изучения физики природных явлений. Я пришла к выводу, что изучение физики природы очень важно также и в других отношениях. Литература и искусство прекрасно развивают в нас поэтическое, эмоциональное восприятие природы. Постигая одновременно физику явлений природы, мы тем самым объединяем эмоциональное восприятие с рациональным.

5. Задание на дом: вспомнить как можно больше природных явлений.

6. Урок №2. Явление «закат солнца»

7. Тип урока: урок – лекция.

8. Форма организации занятий: лекция о явлении «закат солнца», исследовательская работа.

9. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

10. Цель: доказать значение солнца в жизни людей; показать изменения в солнечных закатах: красноватый цвет заходящего солнца и такой же цвет неба вблизи него, некоторая сплюснутость заходящего солнца по вертикали, наблюдаемый иногда при закате солнца зеленый луч; объяснить, почему небо имеет голубой цвет, а заходящее солнце становится красным; объяснить появление «слепой полосы» и кажущееся увеличение размеров заходящего солнца; решить задачу на вычисление ширины «слепой полосы».

11. Структура урока:

1. Создание проблемной ситуации при постановке темы, цели и задач лекции.

2. Ее разрешение при реализации намеченного плана лекции.

3. Применение полученных знаний.

4. Обобщение и систематизация изученного материала.

1. Ход урока

2. В дали зеркальной, огненно-лучистой,

3. Закрывшись тучей

4. И окаймив дугой ее огнистой,

5. Пунцово-жгучей,

6. Огромный шар, склонясь, горит над нивой

7. Багрянцем роз.Андрей Белый

8. Уже в древнейшие времена люди понимали, что без солнечных лучей жизнь на Земле была бы невозможна.

9. Наблюдаемая картина заката солнца зависит всякий раз от состояния атмосферы и в существенной мере определяется типом и формой облаков, подсвечиваемых лучами заходящего солнца. Поэтому один закат так не похож на другой. И всегда солнечные закаты необычайно красивы. Что удивительного может подметить в закате солнца внимательный наблюдатель? Будем полагать, что закат наблюдается при ясном, безоблачном небе, линия горизонта прямая – солнце садится в море.

1. Прежде всего, бросается в глаза красноватый цвет заходящего солнца и такой же цвет неба вблизи него.

2. Посмотрев на заходящее за линию горизонта солнце, нетрудно заметить, что цвет солнечного диска имеет разные оттенки в разных точках. У самой линии горизонта он краснее, а в верхней части диска переходит постепенно в цвет более светлых тонов.

3. Почему небо имеет голубой цвет? Почему заходящее солнце становится красным? Оказывается в обоих случаях причина одна – рассеяние солнечного света в земной атмосфере.

1. Исследовательская работа. (Приложение №2). Если направить на стенку аквариума слабо расходящийся узкий пучок света, можно наблюдать голубоватый оттенок у рассеянного света. Свет же прошедший сквозь аквариум, приобретает красноватый оттенок. Это можно объяснить, если предположить, что синий свет рассеивается сильнее, чем красный.

1. В 1871 году Дж.Стретт (Рэлей) построил теорию рассеяния световых волн. Установленный Рэлеем закон утверждает: интенсивность рассеянного света пропорциональна четвертой степени частоты света или, иначе говоря, обратно пропорциональна четвертой степени длины световой волны.

2. В первой половине 20 столетия, благодаря работам М.Смолуховского, А.Эйнштейна и Л.И.Мандельштама, было установлено, что в действительности важно рассеяние света не на самих молекулах воздуха, а на несколько необычных объектах, возникающих вследствие хаотичного теплового движения молекул, - на флуктуациях плотности воздуха, т.е. случайно возникающих микроскопических сгущениях и разрежениях воздуха.

1. Остановимся на этом подробнее. Мысленно разобьем воздушное пространство на одинаковые ячейки. Они должны быть достаточно мелкими. Выберем произвольный момент времени и мысленно сфотографируем картину распределения молекул воздуха в пространстве. Мы видим, что некоторые ячейки оказываются почти пустыми, а некоторые, напротив, будут относительно плотно заселены молекулами. Это есть следствие хаотичного теплового движения молекул воздуха. В результате плотность атмосферного воздуха будет случайным образом изменяться (флуктуировать) от одной ячейки к другой. Вот эти локальные неоднородности плотности воздуха и являются теми рассеивающими центрами, которые обусловливают голубой цвет неба и красный цвет заходящего солнца.

1. Сплюснутость заходящего солнца по вертикали. В момент, когда нижний край солнца касается линии горизонта, поперечник солнечного диска в вертикальном направлении виден земному наблюдателю под углом 26ʻ, горизонтальный же поперечник виден под углом 32ʻ.

1. В этом «повинна» рефракция световых лучей в атмосфере. Это искривление световых лучей при прохождении в атмосфере, вызванное оптической неоднородностью атмосферного воздуха (изменения плотности воздуха с высотой или при нагревании и охлаждении).

1. Зеленый луч. Яркий зеленый свет вспыхивает на несколько секунд, когда почти весь солнечный диск уже скрылся за горизонтом.

1. Возникновение зеленого луча можно объяснить, если принять во внимание изменение показателя преломления с частотой света. Лучи с более высокой частотой преломляются сильнее. Но рассеяние света в атмосфере приводит к тому, что из светового пучка, идущего от солнца, выбывают лучи с более высокой частотой. Так что зеленой каемки сверху диска мы не увидим, а весь диск будет выглядеть не белым, а красноватым. Если почти весь солнечный диск ушел за горизонт, остался лишь самый верхний его краешек, и при этом стоит ясная и тихая погода, воздух чист (так что рассеяние света минимально), то в этом случае можно увидеть ярко-зеленый край солнца вместе с россыпью ярких зеленых лучей.

1. Солнечный диск оказывается как бы перерезанным горизонтальной «слепой полосой».

1. Такое наблюдается, если воздух около земной поверхности оказывается достаточно холодным, а выше имеется слой относительно теплого воздуха.

2. К наблюдателю не будут попадать лучи, которые войдут в холодный слой в точках, угловая высота которых над горизонтом меньше, чем угловая высота точки В (рис.1), т.е. меньше угла β.

1. Рис.1

2. Рис.2

2. (Приложение №3). Решить задачу:

3. Найти угловую ширину «слепой полосы», наблюдаемой при закате солнца, если высота холодного слоя воздуха h₀₌50 м, а отношение разности показателей преломления холодного и теплого слоев к показателю преломления теплого слоя равно μ=10^-5.

4. Решение:

5. При решении задачи будем использовать рис.1. Поскольку луч В₁В составляет с ОВ угол 90°, то ==1+μ можно переписать в виде =1+μ (1)

6. Теорема синусов для треугольника ОАВ дает =

7. Учитывая, что β=90°-ψ' и hₒ/R=ξ, перепишем последнее равенство следующим образом:

8. =(1+ξ) (2)

9. Из (1) и (2) получаем = (3)

10. Далее воспользуемся тем, что угол весьма мал, так что =1-

11. Кроме того, воспользуемся малостью ξ и μ, вследствие чего можно принять

12. 

13. В результате соотношение (3) преобразуется к виду =2(μ-ξ) (4)

14. Таким образом, β= (5).

15. Наличие двух знаков означает, что слепая полоса существует как над линией горизонта (знак «+»), так и под линией горизонта (знак -). Чтобы убедиться в существовании слепой полосы под линией горизонта, наблюдателю достаточно подняться на холм. Рассмотрим ту слепую полосу, которой в (5) отвечает знак «+». Для hₒ=50 м и R=6380 км получаем ξ=0,78·. Подставляя это значение ξ в (5), находим β=2,1·рад=7,2'.

16. Теперь нетрудно объяснить слепую полосу. Если наблюдатель находится на некотором возвышении, то он может наблюдать лучи, характеризующиеся зенитным расстоянием ψ, превышающим 90°+β (рис.2). В этом случае он увидит часть солнечного диска, расположенную ниже слепой полосы, имеющей угловую ширину 2β. Полагая, что угол β равен 7', получаем, что слепая полоса, пересекающая солнечный диск, имеет ширину 14'. Диск солнца виден под углом около 30'; отсюда следует, что ширина слепой полосы в данном случае чуть меньше половины диаметра солнечного диска.

17. Урок №3. Экскурсия. Наблюдения за закатом солнца.

18. Тип урока: урок – экскурсия.

19. Форма организации занятий: наблюдение за закатом солнца.

20. Форма контроля: дневник наблюдений.

21. Цель: провести наблюдения за закатом солнца, познакомиться с изменениями в солнечных закатах, заполнить дневник наблюдений.

22. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач урока.

2. Актуализация опорных знаний учащихся.

3. Восприятие особенностей экскурсионных объектов, первичное осознание заложенной в них информации.

4. Обобщение и систематизация знаний.

5. Подведение итогов урока и выдача учащимся индивидуальных заданий.

1. Практическая работа.

2. Тип урока: урок – обобщающий практикум.

3. Форма организации занятий: практическая работа по заполнению дневника наблюдений.

4. Форма контроля: зачет.

5. Цель:проверить умение анализировать и сопоставлять знания теоретические и полученные в результате наблюдений, составлять отчет и высказывать свою точку зрения; проверить знания по теме.

6. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач практикума.

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Составление отчета.

4. Обсуждение и теоретическая интерпретация полученных результатов работы.

1. Ход урока

2. Дневник наблюдений (см. Приложение №4)

3. Зачет(см. Приложение №5)

4. Урок №4. Следствие искривления светового луча в оптически неоднородной среде. Явление «мираж»

5. Тип урока: урок – семинар.

6. Форма организации занятий: развернутая беседа, исследовательская работа, решение задач.

7. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

8. Форма контроля: зачет.

9. Цель: рассмотреть примеры миражей, описанные в литературе; выделить виды миражей: «озерные» миражи, нижние миражи, верхние миражи, двойные и тройные миражи, миражи сверхдальнего видения; объяснить, что причиной возникновения миражей является искривление светового луча в оптически неоднородной среде; проверить умение выступать с самостоятельными сообщениями, отстаивать свои суждения; проделать математические выкладки для вычисления радиуса кривизны светового луча; развить познавательные и исследовательские умения учащихся.

10. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач семинара.

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Проведение развернутой беседы.

4. Проведение эксперимента по рассмотрению искривления светового луча в оптически неоднородной среде.

5. Проделать математические выкладки для вычисления радиуса кривизны светового луча.

6. Диагностика уровня усвоения знаний и умений учащихся.

1. Ход урока

2. Когда мы говорим о чем-то неуловимом,нереальном, мы используем слово «мираж».

3. Пустыня мертвая пылает, но не дышит.
   Блестит сухой песок, как желтая парча,
   И даль небес желта и так же горяча,
   Мираж струится в ней и сказки жизни пишет.
   А. М. Федоров

1. В литературе хорошо описан так называемый «озерный» мираж. «Озерные» миражи наблюдают не только в знойных пустынях. Они хорошо известны также жителям степной полосы. Такой мираж описан в романе А.С.Серафимовича «Город в степи».«Озерный» мираж можно наблюдать, когда глядишь на убегающую вдаль асфальтовую или бетонную дорогу, сильно нагретую летним солнцем.

2. Легенда о «Летучем голландце».

3. «Фата – Моргана».

1. (В презентации: стихотворение К.Д.Бальмонта «Фата-Моргана»)

1. Некоторые виды миражей.

1. Из большого многообразия миражей выделим несколько видов.

• Нижние («озерные») миражи возникают над сильно нагретой поверхностью.

• Верхние миражи возникают, наоборот, над сильно охлажденной поверхностью, например над холодной водой. Верхние миражи – разнообразны.

• Прямые миражи.

• Перевернутые миражи.

• Двойные миражи.

• Тройные миражи.

• Миражи сверхдальнего видения. К.Фламмарион в своей книге «Атмосфера» описывает пример подобного миража: «… мираж, который видели в городе Вервье (Бельгия) в июне 1815 года. Однажды утром жители города увидели в небе войско, и так ясно, что можно было различить костюмы артиллеристов и даже, например, пушку со сломанным колесом, которое вот-вот отвалится… Это было утро сражения при Ватерлоо!» (от Вервье до Ватерлоо по прямой линии более 100 км).

1. Чтобы объяснить физику миражей, необходимо рассмотреть, как распространяется световой луч в оптически неоднородной среде (жидкости или газе), где показатель преломления непрерывно меняется от точки к точке. В такой среде световой луч плавно искривляется (это явление – рефракция света). Различают астрономическую рефракцию – искривление лучей, идущих к земному наблюдателю от небесных объектов; земную рефракцию – искривление лучей, идущих к наблюдателю от объектов, находящихся на земной поверхности.

1. Исследовательская работа. (Приложение №6). Рассмотрим искривление светового луча в оптически неоднородной среде на опыте.

• Наполним аквариум прямоугольной формы водой примерно до половины.

• Через воронку со шлангом, конец которого надо опустить до самого дна, медленно наливать насыщенный раствор поваренной соли (300 г на литр воды).

• Вследствие диффузии между жидкостями через некоторое время образуется переходный слой с плавно изменяющейся в вертикальном направлении плотностью, а значит, и показателем преломления

• Чтобы световой луч был хорошо виден в жидкости, можно предварительно добавить в чистую воду и в солевой раствор щепотку хвойного концентрата, слабый раствор которого обладает способностью светиться зеленым светом (люминесцировать) под действием обычного (белого) света.

• Через боковую стенку аквариума направим внутрь жидкости узкий световой луч, чтобы он шел снизу вверх под некоторым углом к вертикали. (Световой луч будет изгибаться; его направление будет приближаться к горизонтальному).

• Направим луч сверху вниз под углом к вертикали (Угол луча с вертикалью будет уменьшаться).

• Луч входит в аквариум строго горизонтально (Луч изгибается книзу).

1. Вывод: в оптически неоднородной среде световой луч изгибается так, что его траектория всегда оказывается обращена выпуклостью в сторону уменьшения показателя преломления среды.

1. Решить задачу (Приложение №7). Определить радиус кривизны светового луча. Рис.1

1. Пусть световой пучок диаметра D входит горизонтально в среду, показатель преломления которой уменьшается в направлении снизу вверх. В точке А, отвечающей верхнему краю пучка, равенn-, а в точкеB, отвечающей нижнему краю, равен n (n) (рис 1). Обозначим через R радиус кривизны пучка сразу после того,

2. как он вошел в среду. Можно считать, что RD. Угол ψ на рисунке выбираем достаточно малым, чтобы полагать, что показатель преломления в А' такой же, как и в А. Дугу АА' световой луч проходит за время / , а дугу ВВ' за время ψR/ .

3. Эти времена равны: = (1).

4. Так как: = , = , где с – скорость света в вакууме, то равенство (1) можно переписать после сокращения общих множителей в следующем виде: (R+D) (n-=Rn (2)

5. Раскрывая скобки и пренебрегая слагаемым Dn, как величиной второго порядка малости, получаем: R= (3).

6. Отношение n/Dхарактеризует быстроту изменения показателя преломления с расстоянием – градиент показателя преломления. Из формулы (3) видно, что чем больше градиент показателя преломления n/D, тем меньше радиус кривизны пучкаR и, следовательно, тем круче изгибается световой пучок.

7. Зачет(см. Приложение №8)

8. Урок №5. Природа возникновения тумана. Физические процессы в облаках

9. Тип урока: урок – семинар по решению задач с элементами исследования.

10. Форма организации занятий: развернутая беседа,решение задач с элементами исследования.

11. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

12. Цель: объяснить, что представляет собой туман, когда и где образуется, что предвещает, почему имеет разный цвет; показать примеры возникновения тумана при разных обстоятельствах; показать сходство и различие тумана и облаков, виды облаков: облака горизонтального развития – слоистые, слоисто-дождевые, высококучевые, перистые и облака вертикального развития – кучево-дождевое, кучевые облака хорошей погоды; рассказать, как образуются облака, какие могут быть осадки; познакомить с одним из наиболее удивительных видов облаков – серебристыми облаками; решить задачи на вычисление: 1) «точки росы», 2) изменения температуры воздуха при адиабатном расширении.

13. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач семинара.

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Проведение развернутой беседы.

4. (Приложение №9).Решение задач с элементами исследования.

1. Ход урока

1. Относительная влажность при данной температуре определяется как отношение давления водяных паров при этой температуре к давлению p_ннасыщенных паров, соответствующему рассматриваемой температуре: f=100% (1)

2. При фиксированной температуре давление водяного пара p пропорционально его плотности поэтому вместо формулы (1) можно использовать формулу: f=100% (2)

3. Абсолютная влажность воздуха – плотность водяных паров, находящихся в воздухе при данной температуре.

4. Рассмотрим задачу №1: В замкнутом объеме V=1 м³ при температуре Т₁=20^ºС находится воздух с относительной влажностью ƒ₁=60%. Сколько воды надо дополнительно испарить в рассматриваемый объем, чтобы относительная влажность стала ƒ₂=80%? Выпадет ли роса, если воздух охладить до Т₂=10ºС?

1. Пусть – абсолютная влажность при температуре Т₁. После дополнительного испарения воды массы m абсолютная влажность станет +. Используя (2), запишем:

2. = 100%; =100%, откуда получаем =() и, следовательно, m=V, или m=V (3). Величина здесь есть плотность насыщенного пара при Т₁=20. Она равна (таблица) 17,3 . Подставляя это число в (3) и используя данные из условия задачи, находим, что m=3,5 г.

3. Итак, надо дополнительно испарить m=3,5 г воды, чтобы относительная влажность воздуха в нашем объеме поднялась с =60% до =80%. Теперь масса водяного пара в 1 м³ воздуха составит:m'=m+V=m+V, где – плотность насыщенного пара при 20, равная 17,3 . Таким образом, m'=(3,5+17,3·0,6) г=13,9 г.

4. При температуре Т₂=10 плотность насыщенного пара составляет 9,4 (табл.).

5. Это меньше, чем 13,9 . Значит, после рассмотренного дополнительного испарения и после охлаждения пар стал пересыщенным и, следовательно, выпадет роса.

1. Возникновение тумана.

2. Туманы испарения. Примеры.

3. Туманы охлаждения. Примеры.

4. Туман и цвет. Цвет тумана определяется световыми волнами, которые рассеиваясь на капельках воды, попадают в глаз наблюдателя.

5. Облачное небо. Сходство и различие тумана и облаков.

6. Виды облаков:

• Облака горизонтального развития – слоистые, слоисто-дождевые, высококучевые, перистые;

• Облака вертикального развития – кучево-дождевые, кучевые облака хорошей погоды.

1. Рассмотрим задачу №2: Найти уменьшение температуры адиабатно расширяющегося воздуха при его подъеме на высоту 1 км, если известно, что начальная температура воздуха 27ºС и что давление воздуха на указанной высоте составляет 0,9 от давления у поверхности.

1. Согласно условию задачи, =0,9. Чтобы вычислить , представим:

2. = и воспользуемся приближенным соотношением:

3. =1-, справедливым, когда . В результате находим:

4. =1- 0,1· = 1 – 0,03, после чего выражение для работы адиабатно расширяющегося двухатомного газа А =R[ 1 – ] , (где и начальное давление и начальная температура газа, а преобразуется к виду A= (1). Подставляя (1) в формулу = , находим = . Так как = 300 К, то отсюда следует, что = 9 К. Итак, за счет адиабатного расширения воздух при подъеме на 1 км охлаждается на 9 градусов.

1. Как образуются облака.

2. Кучевое облако.

3. Осадки.

4. Серебристые облака.

1. Урок №6-7. Экскурсия.

2. Тип урока: урок – экскурсия.

3. Форма организации занятий: наблюдение за видами облаков.

4. Форма контроля: дневник наблюдений.

5. Цель: провести наблюдения за видами облаков, заполнить дневник наблюдений.

6. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач урока.

2. Актуализация опорных знаний учащихся.

3. Восприятие особенностей экскурсионных объектов, первичное осознание заложенной в них информации.

4. Обобщение и систематизация знаний.

5. Подведение итогов урока и выдача учащимся индивидуальных заданий.

1. Защита результатов наблюдения за природными явлениями.

2. Тип урока: урок – практикум.

3. Форма организации занятий: круглый стол.

4. Форма контроля: защита результатов наблюдений за природными явлениями.

5. Цель:проверить умение анализировать и сопоставлять знания теоретические и полученные в результате наблюдений, участвовать в дискуссии, отстаивая свою точку зрения, составлять отчет и высказывать свою точку зрения; проверить знания по теме.

6. Структура урока:

7. 1. Сообщение темы, цели и задач практикума.

8. 2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

9. 3. Составление отчета.

10. 4. Обсуждение и теоретическая интерпретация полученных результатов работы.

11. Ход урока

12. Дневник наблюдений (см. Приложение №10)

13. Урок №8. Физические процессы в туче. Природа молнии. Происхождение шаровой молнии

14. Тип урока: урок – семинар.

15. Форма организации занятий: семинарское занятие: дискуссия о происхождении шаровой молнии, развернутая беседа,решение задач с элементами исследования.

16. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

17. Цель: рассмотреть этапы развития грозы, процессы, протекающие в туче; объяснить, почему происходит разделение зарядов в туче или облаке; дать понятие линейной и шаровой молнии; провести дискуссию о происхождении шаровой молнии; приводить примеры наблюдения шаровой молнии; объяснить природу возникновения грома; решить задачи.

18. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач семинара.

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Проведение дискуссии о происхождении шаровой молнии

4. Проведение развернутой беседы.

5. Решение задач с элементами исследования.

1. Ход урока

1. Этапы развития грозы:

• Предгрозье – происходит зарождение грозовой тучи.

• Начальное развитие грозовой тучи, ее формирование.

• Зрелая грозовая туча.

• Разрушение грозовой тучи.

1. Восходящие и нисходящие воздушные потоки в грозовой туче.

• Почему в формирующейся туче возникают мощные восходящие потоки?

• Почему нисходящие потоки в зрелой туче, возникнув, далее уже не прекращаются?

1. Молнии – характерная черта грозовой активности; их можно рассматривать в качестве определяющего признака грозы.

2. Каков тот физический механизм, который заставляет положительные заряды группироваться в верхней части тучи, а отрицательные – в нижней?

3. Если от ионосферы к Земле все время течет ток, то почему же Земля, а заодно и ионосфера не разрядились давным-давно?

4. Как быстро могла бы разрядиться Земля? Решим задачу №1 (Приложение №11):

1. В начальный момент времени (t=0) заряд пластин конденсатора равен Q₀=10⁵ Кл, разность потенциалов между пластинами U₀=4·10⁵ В, сила текущего через конденсатор тока I₀=1800 А. Через сколько времени заряд на пластинах конденсатора уменьшится в 10 000 раз?

2. Сначала решим задачу в общем виде. Пусть Q(t), U(t), I(t) – значения соответствующих величин в некоторый момент t. Воспользуемся известными соотношениями: R = , C = , где R и C- соответственно сопротивление и электроемкость конденсатора (эти величины не зависят от времени). Перемножив указанные равенства, получим = (1). Далее учтем, что I = - (2).

3. Мы поставили здесь знак «минус», так как в левой части формулы (2) стоит абсолютное значение силы тока, а 0 (с течением времени заряд пластин конденсатора уменьшается). Подставляя (2) в (1), находим = - (3). Применяя правила дифференцирования, получим Q(t) = (4). Здесь е – трансцендентное число, являющееся основанием натуральных логарифмов; е = 2,718… График функции – убывающая кривая. Положив =, получим из (4) t = CRln (5). Чтобы найти ln, можно воспользоваться соотношением ln = = = 9,2 (так как lge = 0,43). Итак, в результате разрядки конденсатора заряд его пластин уменьшится в раз за время t = 9,2 CR. Остается найти C и R. Их можно определить, воспользовавшись приведенными в условии задачи значениями величин Q, U, I для t = 0:R = = 220 Ом, C = 0,25 Ф. Таким образом, CR = 55с и, значит, t = 506 с = 8,8 мин.

4. По графику можно увидеть, что функция очень быстро уменьшается со временем (так называемый экспоненциальный закон затухания). Нетрудно убедиться, что для уменьшения заряда пластин конденсатора, например, в миллион раз потребуется 13 мин, т.е. всего на 4 мин больше, чем потребовалось для уменьшения заряда в десять тысяч раз.

1. Почему происходит разделение зарядов в туче или облаке?

2. Постижение природы молнии.

3. Какие бывают молнии?

• Линейная

• Ленточная

• Шаровая

1. Рассмотрим задачу №2 (Приложение №11): Оценить энергию, выделяющуюся при разряде молнии, полагая, что электрическое поле между земной поверхностью и нижней границей тучи является однородным, т.е. подобно полю внутри плоского конденсатора. Горизонтальные размеры тучи 4•4 км, расстояние от тучи до земли 1 км, разность потенциалов между тучей и землей 10⁹ В.

1. Для оценки можно принять, что энергия молнии равна энергии плоского конденсатора, образуемого нижним краем тучи и земной поверхностью. ПлощадьSкаждой пластины такого конденсатора определяется горизонтальными размерами тучи. В данном случае S = 16 = 1,6 · . Расстояние между пластинами конденсатора d = м, а разность потенциалов В. Сначала находим электроемкость Cрассматриваемого природного конденсатора, используя формулу C = (1). Здесь – электрическая постоянная; = 8,85 · . Подставляя числовые значения, получаем C =1,5 · Ф = 0,15 мкФ. Хотя наш «конденсатор» имеет весьма внушительные размеры, его электроемкость оказывается довольно скромной; в радиоприемниках применяются конденсаторы с электроемкостью в сто и тысячу раз большей. Правда, у нашего «конденсатора» очень велика разность потенциалов, поэтому и энергия оказывается большой. ЭнергиюW находим по формуле W = C (2). Подставляя сюда численные значения, получаем W = 7,5 · Дж. На самом деле энергия молнии по крайней мере на порядок меньше. Это вполне понятно, так как, во-первых, поле между тучей и землей лишь приближенно можно считать плоским и, во-вторых, одна молния не разряжает полностью «конденсатор» туча – земля.

1. Физика линейной молнии, проскакивающей между тучей и землей.

2. Гром.

3. Наблюдения шаровой молнии.

4. Как выглядит шаровая молния?

5. Как она себя ведет?

6. Сколько энергии содержится в шаровой молнии?

7. Рассмотрим задачу №3 (Приложение №11): Сколько энергии требуется для нагревания на ΔT=600 К участка железной трубы длиной l=5 см? Наружный радиус трубы R=1,5 см, внутренний r=1,2 см. Удельная теплоемкость железа c=0,71 Дж/(г·К), плотность железа ρ=7,8 г/см³.

1. Согласно условию задачи, надо нагреть участок трубы длиной l, т.е. нагреть массу железа: m = ( - ). Используя числовые значения величин, получаем m = 100 г. Отсюда находим искомую энергию: W = cm =4,2 · Дж = 42 кДж.

1. Опасна ли шаровая молния?

2. Как она возникает?

3. Как часто она появляется?

4. О физической природе шаровой молнии.

1. Урок №9. Зачет по теме: «Физические процессы в туче. Природа молнии. Происхождение шаровой молнии» (Приложение №12)

2. Тип урока: урок – зачет.

3. Форма организации занятий:зачет.

4. Цель: диагностика уровня усвоения знаний и умений учащихся.

5. Ход урока

6. Зачет в форме аукциона.

1. На каком этапе развития грозы наряду с восходящими потоками воздуха, нагретого у поверхности земли, возникают нисходящие потоки воздуха, охлажденного в верхней части тучи? (туча созрела)

2. На каком этапе развития грозы наблюдаются мощные восходящие потоки воздуха? (туча развивается)

3. На каком этапе развития грозы, падающие вниз сквозь тучу холодные воздушные массы, вызывая ливень и град, в то же время гасят встречные восходящие потоки воздуха? (туча разрушается)

4. Почему в формирующейся туче возникают мощные восходящие потоки? (При подъеме воздуха от нагретой земной поверхности, он адиабатно расширяется и потому охлаждается, что приводит к конденсации водяных паров, в результате выделяется тепло, которое разогревает воздух в облаке. Воздух становится более легким, в результате и возникают восходящие воздушные потоки)

5. Почему нисходящие потоки в зрелой туче, возникнув, далее уже не прекращаются? (По мере увеличения высоты тучи все более важным становится приток в тучу бокового холодного воздуха)

6. Почему происходит разделение зарядов в туче или облаке? (Нижняя часть тучи и земная поверхность – это пластины своеобразного конденсатора)

7. В каком направлении происходит разрядка - молния? (от Земли к туче)

8. Как выглядит и как ведет себя шаровая молния?

9. Приводить примеры наблюдения шаровой молнии.

10. Объясните природу возникновения грома.

1. Урок №10. Причины возникновения радуги

2. Тип урока: комбинированный.

3. Форма организации занятий:лекция о причинах возникновения радуги, развернутая беседа, решение задач с элементами исследования.

4. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

5. Форма контроля:зачет.

6. Цель: познакомить с радугой, которую видит внимательный наблюдатель; дать понятия «основная радуга», «дополнительная радуга», «александрова полоса»; развить представления о физике возникновения радуги; объяснить ход светового луча в капле дождя, возникновение дополнительной радуги, влияние размеров капель на вид радуги; рассуждение на тему: как выглядела бы радуга на другой планете; решить задачи.

7. Структура урока:

1. Создание проблемной ситуации при постановке темы, цели и задач лекции.

2. Ее разрешение при реализации намеченного плана лекции.

3. Применение полученных знаний в ходе беседы и решения задач.

4. Обобщение и систематизация изученного материала.

1. Ход урока

1. Как выглядит радуга глазами внимательного наблюдателя?

2. Сколько у радуги цветов?

3. «Дополнительная» радуга.

4. «Александрова полоса».

5. Рассмотрим задачу №1 (Приложение №13): Найти углы, под которыми видны вершина и основание радуги, если высота солнца ψ = 20º (рассматривается желтый участок радуги).

1. Угловая высота вершины радуги определяется по формуле Ф + ψ = , Ф – угол, под которым наблюдатель видит вершину радуги: Ф = – ψ = 42° - 20° = 22°. Чтобы найти угол , под которым видно основание радуги, обратимся к рисунку 1.

2. Из треугольника : = . Из треугольника : = . Из треугольника АОD: = . Так как

3. = · = · , то, следовательно, = . Таким образом, = = =0,79

4. Отсюда следует, что = 38.Рис.1

1. Как развивались представления о физике возникновения радуги?

2. Ход светового луча в капле дождя.

3. Рассмотрим задачу №2(Приложение №13): При каких значениях прицельного параметра световой луч выйдет из капли строго назад?

1. Итак, требуется найти значения параметра , при которых = 0. Полагая в выражении

2. = 4 ) – 2 =0, получаем 2 ) = или, иначе,

3. = ξ. Учитывая, что = 2 , находим отсюда

4. 2 = ξ (1). Уравнение (1) имеет два корня. Первый корень = 0; второй корень есть = n (2). Подставляя в (2) n= , получаем = 0,994. Заметим, что обычно используемое для воды значение показателя преломления соответствует лучам, попадающим в желтую часть спектра.

1. Объяснение возникновения дополнительной радуги.

2. Чередования цветов в основной и дополнительной радугах.

3. Влияние размеров капель на вид радуги.

4. Радуга на других планетах.

1. Зачет(см. Приложение №14)

2. Урок №11. Природа возникновения гало. Понятие полярного сияния

3. Тип урока: комбинированный.

4. Форма организации занятий: лекция о природе возникновения гало и о полярном сиянии, семинар по решению задач и обсуждение результатов познавательной деятельности, работа в группах.

5. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

6. Форма контроля: зачет.

7. Цель:объяснить структуру гало, возникновение малого и большого гало; рассмотреть примеры гало, наблюдаемые в действительности, формы полярных сияний; дать понятия «полярное сияние», «геомагнитное поле», «люминесценция», «магнитные бури».

8. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач урока.

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Проведение дискуссии о природе возникновения гало и о понятии полярного сияния.

4. Проведение развернутой беседы.

5. Решение задач с элементами исследования.

1. Ход урока

1. Структура гало.

2. Гало, наблюдаемые в действительности.

3. Физическое объяснение гало.

4. Объяснение возникновения малого гало.

5. Большое гало.

6. Горизонтальный круг, светящиеся столбы и кресты.

7. Ложные солнца и парантелии.

8. Полярное сияние.

9. Формы полярных сияний.

10. Где и когда наблюдаются полярные сияния?

11. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле.

12. Рассмотрим задачу (Приложение №15): В рассматриваемом случае = = , где υ – модуль скорости частицы. Радиус спиральной траектории частицы R = = ()/ = . Чтобы найти шаг спирали, надо определить период T обращения частицы вокруг силовой линии. Он определяется по формуле T = . Учитывая, что R = , находим T = . Подставляя этот результат в формулу для шага спирали (L = T), получаем L = .

1. Итак, радиус и шаг спиральной траектории частицы описываются в данном случае выражениями: R= , L = . Cучетом того, что =5 м, находим отсюда R = 3,5 м, L= 22 м.

1. Особенности движения заряженной частицы в неоднородном магнитном поле.

2. Магнитное поле Земли.

1. Приложение №16. Зачет: «Конвейер знаний»

2. Работа в группах

3. Iгруппа:

1. Малое гало.

2. Люминесценция.

3. Электронные полярные сияния.

1. II группа:

1. Большое гало.

2. Протонные полярные сияния.

3. Магнитные бури.

1. Урок№ 12. Особенности свечения моря и живых организмов. Особенности звуковых явлений. Удивительные свойства природных сонаров

2. Тип урока: урок – дискуссия.

3. Форма организации занятий: развернутая беседа, решение задач с элементами исследования, дискуссия.

4. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

5. Форма контроля:зачет.

6. Цель:Сформировать понятия: «свечение моря», «светящиеся организмы», «хемилюминесценция», «биолюминесценция», «эффект Доплера», «сонары».Объяснить: особенности свечения живых организмов, возникновение эхо. Рассмотреть примеры сонаров, встречающихся в природе.

7. Структура урока:

1. Создание проблемной ситуации при постановке темы, цели и задач урока.

2. Ее разрешение при реализации намеченного плана.

3. Применение полученных знаний в ходе беседы и решения задач.

4. Дискуссия об особенностях свечения моря и живых организмов, об особенностях звуковых явлений, о свойствах природных сонаров.

5. Обобщение и систематизация изученного материала.

1. Ход урока

1. Свечение моря.

2. Светящиеся организмы.

3. Рассмотрим задачу №1 (Приложение №17): В верхнем слое морской воды толщиной 100 м концентрация светящихся бактерий достигает 5·10⁴ 1/л. Каждая бактерия испускает ежесекундно 10⁴ фотонов; длина волны испускаемого света 0,5 мкм. Какова суммарная световая мощность, испускаемая бактериями, находящимися в слое воды, имеющем площадь 1 км² и толщину 100 м?

1. Рассматриваемый объем воды равен 10⁸ м³ или, иначе 10¹¹ л. Значит, полное число высвечивающихся бактерий составляет 5 · 10¹⁵. Эти бактерии испускают ежесекундно

2. 5 · 10¹⁵ · 10⁴ = 5 · 10¹⁹ фотонов. Энергию каждого фотона = , где λ = 0,5 мкм = 5 · 10^-7 м, h = 6,6 · 10^-34 Дж · с (постоянная Планка), с = 3 · 10⁸ (скорость света в вакууме). Легко подсчитать, что = 4 · 10^-19 Дж. Умножив эту величину на число фотонов, испускаемых всеми бактериями в секунду (5 · 10¹⁹), находим искомую световую мощность; она составляет 20 Вт.

1. Особенности свечения живых организмов.

2. Хемилюминесценция.

3. Биолюминесценция как особый вид хемилюминесценции.

4. Зачем они светятся?

5. Удивительное эхо.

6. Мир звуков.

7. Эхо однократное и многократное.

8. Искривление звукового луча в акустически неоднородной среде.

9. Эффект Доплера.

10. Рассмотрим задачу №2 (Приложение №17): Источник звука частоты ѵ₀ движется равномерно и прямолинейно со скоростью v. На расстоянии d от траектории источника звука находится наблюдатель. Как будет изменяться со временем частота звука, который слышит наблюдатель? Считать, что v

1. Рис 1

2. На рисунке 1 наблюдатель находится в точке А, а источник звука движется вдоль прямой ОО'. Пусть в момент t = 0 источник звука проходит через точку О. Рассмотрим некоторый момент времени t. Ясно, что s = vtи s = d. Разложим вектор скорости vв момент времени tна две составляющие: вдоль направления АО₁ (составляющая v₁ = v) и перпендикулярно к АО₁ (составляющая v₂ = v). С точки зрения эффекта Доплера важно, с какой скоростью источник звука удаляется от наблюдателя или к нему, т.е. важна составляющая v. Используя соотношение

3. v = v₀(с заменой v на v) и учитывая, что vc, находим, что в рассматриваемый момент времени наблюдатель будет слышать звук частоты ν = ν₀ (1 – v/с). (1)

4. = , = = . В результате соотношение (1) примет вид

5. ν = (1 - ). В момент t = 0 получаем ν = . При t получаем ν = = (1 - ).

1. Дискуссия:Природные сонары

• Летучих мышей.

• Дельфина.

• Кашалотов, гуахаро, стрижей-саланганов.

1. Зачет(см. Приложение №18)

2. Урок №13. Эндогенные процессы в земной коре

3. Тип урока: урок – семинар.

4. Форма организации занятий: семинарское занятие.

5. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

6. Цель:дать понятия: «ветровые волны», «рифели», «цунами», «тропические циклоны», «штормовые приливы», «вулканы», «гейзеры»; объяснить: движение частиц в волне, закономерности цунами, концепцию тектоники литосферных плит, характер вулканических извержений, роль вулканических газов; показать различие профилей ветровых волн (волны вдали от берега при свежем ветре; волны вдали от берега, устанавливающиеся на некоторое время после того, как ветер стихнет – мертвая зыбь; волны, набегающие на отлогий берег; одиночная волна – солитон); рассмотреть бедствия, причиняемые волнами цунами и тропическими циклонами

7. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач семинара.

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Проведение развернутой беседы.

4. Решение задач с элементами исследования.

1. Ход урока

1. Такие разные волны.

2. Скорость волн на глубокой и мелкой воде.

3. Рассмотрим задачу №1 (Приложение №19): Исходя из размерности физических величин, показать, что скорость волны на глубокой воде должна быть пропорциональна .

1. Прежде всего, сообразим, какие величины могут входить в формулу для скорости волны. Таких величин четыре: длина волны λ, глубина водоема Н, плотность воды , ускорение свободного паденияg (величину g следует принимать во внимание по той причине, что сила тяжести играет роль возвращающей силы для колебаний водной поверхности). Учитывая, что рассматривается глубокая вода, сразу исключим глубину Н; ведь в данном случае волна не «чувствует» дна, так что величина Н не может влиять на ее скорость. Их трех оставшихся величин, надо образовать величину, имеющую размерность скорости. В размерность плотности входит масса; размерности же остальных величин, включая и скорость, массы не содержат. Следовательно, величину тоже надо исключить. В итоге остаются две величины: λ и g. Единственная комбинация из этих величин, имеющая размерность скорости, есть, очевидно, . Итак, исходя только из общих физических соображений и учитывая размерности величин, получили формулу υ= (скорость волны на глубокой воде) с точностью до безразмерного множителя.

1. Движение частиц в волне.

2. Ветер и волны.

3. Волны на мелководье.

4. Рифели.

5. Бедствия, причиняемые волнами цунами.

6. Закономерности цунами.

7. Рассмотрим задачу №2 (Приложение №19): Как будут отличаться моменты прихода волны цунами в пункты В и С, отстоящие от очага цунами А на 1000 км, если к северу от А глубина океана Н₁ = 4 км, а к югу Н₂ = 1 км?

1. Обозначим расстояние и через L. В пункт В волна придет через время =, а в пункт С через время =. Используя численные значения величин, находим: =5000 с=83,5 мин; = с = 167 мин. Таким образом, в пункт С цунами придет на - = 83,5 мин позже, чем в пункт В.

1. Рассмотрим задачу №3 (Приложение №19): Во сколько раз изменятся скорость, длина и высота волны цунами при ее перемещении от линии, где глубина Н₁ = 5 км, к линии, где глубина Н₂ = 50 м?

1. Обозначим параметры волны для глубины через , , а для глубины через , , . В данном случае = 100 и поэтому согласно = =

2. 3, 16. Исходя из того, что υ = , находим = 10. Аналогично для длин волн:

3. = 10. Предположим, что вдали от берега волна цунами имела скорость 1000 км/ч, длину 10 км, высоту 2 м. При приближении к берегу, на глубине 50 м, ее скорость уменьшится до 100 км/ч, длина сократится до 1 км, а высота увеличится до 6,3 м.

1. Бедствия, причиняемые тропическими циклонами.

2. Как возникает тропический циклон?

3. Штормовые приливы.

4. Некоторые вулканические катастрофы.

5. Концепция тектоники литосферных плит.

6. Вулканы.

7. Характер вулканических извержений.

8. Роль вулканических газов.

9. Гейзеры и обычные термальные источники.

1. Урок №14. Практическая работа «Путешествие в недра земли».

2. Тип урока: урок – практикум.

3. Форма организации занятий: практическая работа «Построение моделей гейзера, фонтана и вулкана», работа по группам.

4. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

5. Форма контроля: зачет.

6. Цель: Расширить знания по работе приборов сейсмологических лабораторий; объяснить физическую природу вулканизмаи физику гейзера; дать понятия: «литосфера», «астеносфера», «магма», «лава»; построить модели фонтана, гейзера, вулкана и показать их действие.

7. Ход урока

8. Работа по группам:

1. Модель фонтана.

2. Модель гейзера.

3. Модель вулкана.

1. Зачет – практикум.(Приложение № 20)

2. Каждая группа демонстрирует свои модели и показывает их действие.

3. Урок №15. Физические явления в очаге землетрясения

4. Тип урока: урок – дискуссия.

5. Форма организации занятий: дискуссия о физических явлениях в очаге землетрясения.

6. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

7. Форма контроля: участие в дискуссии

8. Цель: рассмотреть: бедствия, причиняемые землетрясениями, типы землетрясений (обвальные, вулканические, тектонические), физические явления в очаге землетрясения; дать понятия: «сейсмические волны», «очаг землетрясения», «фокус или гипоцентр землетрясения», «эпицентр», «объемные и поверхностные сейсмические волны»; ответить на вопрос: можно ли предсказать землетрясения?; проверить умение участвовать в дискуссии, отстаивая свою точку зрения;

9. Структура урока:

1. Сообщение темы, цели и задач урока..

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Проведение развернутой беседы.

4. Решение задач с элементами исследования.

1. Ход урока

1. Бедствия, причиняемые землетрясениями.

2. Основные понятия и характеристики.

3. Три типа землетрясений

• Обвальные

• Вулканические

• Тектонические

1. Дискуссия

1. Что происходит в очаге землетрясения?

2. Можно ли предсказать землетрясения?

1. (оцениваются выступления, участие в дискуссии)

2. Урок №16. Структура снежных покровов. Физика возникновения лавин

3. Тип урока:урок – практикум.

4. Форма организации занятий: развернутая беседа, решение задач.

5. Технологии: технология проблемного обучения, информационно – коммуникационные технологии, исследовательские технологии.

6. Цель:дать понятия: «наука – гляциология», «снежные хлопья», «снежная крупа», «режеляция», «ледник», «метель», «лавина», «метелевое электричество»; рассмотреть: формы снежинок (снежинки-столбики, снежинки-иглы, снежинки в виде шестиугольных пластинок или шестиугольных звездочек, снежинки неправильной формы), слоистую структуру снежных покровов, движение ледника, виды метели (поземок, низовая метель, общая метель), сходство и различия между пылевыми бурями и метелью, физику возникновения лавин; ответить на вопросы.

7. Структура урока

1. Сообщение темы, цели и задач урока.

2. Актуализация опорных знаний и умений учащихся.

3. Проведение развернутой беседы.

4. Решение задач с элементами исследования.

5. Ответить на вопросы:

1. 1) чему равна масса снежинки и масса всего снега?

2. 2)почему свежевыпавший снег белый?

3. 3) почему снег со временем темнеет?

4. 4) почему зимой холодно?

5. 5) почему снег в мороз скрепит под ногами?

6. 6) как образуется сосулька?

7. 7) почему снег задерживается на ветвях деревьев?

8. 8) почему положенная на снег деревянная доска оказывается при оттепели как бы на снежном столбике, тогда как металлическая пластина еще глубже уходит в снег?

9. 9) почему образуется лунка в снегу у подножия дерева?

10. 10) как слепить прочный снежок?;

11. Ход урока

1. Снежинки в воздухе.

2. Снежинки на земле.

3. Слоистая структура снежных покровов.

4. Что такое режеляция?

5. Лед на Земле.

6. Задача: Площадь столообразного айсберга 5·10⁵ м², высота надводной части 20 м. Считая, что плотность льда 910 кг/м³, а плотность морской воды 1030 кг/м³, определить объем и массу айсберга.

1. Обозначим через и объемы надводной и подводной частей айсберга соответственно; его полный объем V=+.

2. Условие плавания тела (айсберга) запишем в виде: = ( + ) (1)

3. Отсюда находим, что = и, следовательно

4. V = V₁ + V₁= V₁ (2)

5. Объем надводной части айсберга равен, согласно условию задачи, 10⁷ м³. Используя формулу (2) и значения плотностей воды и льда, получаем V = 8,6; V₁ = 8,6 · 10⁷ м³. Умножив этот объем на плотность льда, находим массу айсберга: она равна 7,8 · 10¹⁰ кг, т.е. почти ста миллионам тонн.

1. Горный ледник.

2. Движение ледника.

3. Какие бывают метели.

4. Волны на снегу.

5. Как далеко переносится снег метелью.

6. Горные метели.

7. Пылевые бури и метели: сходство и различия.

8. Метелевое электричество.

9. Лавины.

1. Экскурсия «Наблюдение за структурой снега и льда».

2. Тип урока: урок - экскурсия.

3. Форма организации занятий: экскурсия «Наблюдение за структурой снега и льда» и кино-экскурсия «Метели. Лавины», дискуссия.

4. Технологии: исследовательские технологии.

5. Форма контроля: дневник наблюдений.

6. Цель: провести наблюдения за структурой снега и льда; познакомиться с процессами, происходящими внутри снежного покрова; доказать, что плотность снежного покрова повышается в направлении снизу вверх –от рыхлого глубинного инея к уплотненной снежной доске (возникающий у поверхности), прикрытой сверху коркой наста; заполнить дневник наблюдений; проверить правильность ведения дневников наблюдений, умение представлять полученные результаты, участвовать в дискуссии, отстаивая свою точку зрения.

7. Ход урока

8. Дневник наблюдения (см. Приложение №22)

9. Защита результатов наблюдений за структурой снега и льда.

10. Урок №17. Конференция.

11. Тип урока: урок – практикум

12. Форма организации занятий: зачет – практикум, круглый стол, конференция.

13. Форма контроля: зачет,защита рефератов.

14. Цель: защита рефератов; подведение итогов.

15. I. Итоговый зачет (см. Приложение №23)

16. II. Примерная тематика рефератов(см. Приложение №24)