Урок по теме « Магнитное поле Земли» с использованием технологии развития критического мышления

Урок по теме « Магнитное поле Земли» с использованием технологии развития критического мышления

Цель урока: Изучение свойств магнитного поля Земли и его роли в жизнедеятельности живых организмов.

Задачи урока:

Образовательные:

1.Расширить и углубить знания учащихся по теме « Магнитное поле Земли».

2. Продолжить формирование представлений учащихся о единой физической картине мира.

Воспитательные:

1.Показать познаваемость явлений и свойств окружающего нас мира.

2.Продолжить формирование коммуникативных компетенций(толерантности, сотрудничества).

Развивающие:

1.Продолжить работу по формированию навыков критического мышления и исследовательских навыков с помощью самостоятельного поиска информации, фронтального эксперимента.

Оборудование и средства наглядности:

Постоянные магниты (дугообразный и полосовой), магнитные стрелки. ,компасы, глобус, железные опилки, кодоскоп, видеофрагмент, соединительные провода, ключ, гальванический элемент, штатив с муфтой и лапкой.

Ход урока:

Приложение 1.

Новые термины

• Кластер-смысловой блок на основе ключевых слов.

• Синквейн (в переводе с фр.- пять строк):

Первая строка-название темы одним словом (существительным).

Вторая строка-описание темы в двух словах (двумя прилагательными).

Третья строка- описания действия в рамках темы тремя словами (глаголами).

Четвертая строка – фраза из четырех слов, показывающая отношение к теме.

Пятая строка – синоним из одного слова, который повторяет суть темы.

Приложение 2.

По страницам устного журнала.

Первая страница: «Из истории компаса».

Удивительная способность магнита притягивать железо была из­вестна еще в древности. Свойство магнита указывать на юг и север Зем­ли было открыто позже. Но уже в III в. изготавливали особые «югоуказатели» в виде маленького человечка с вытянутой рукой. Эта фигурка — древнейший компас — укреплялась на магните, который мог вращаться. Значительно позже (в VIII—IX вв.) арабы стали применять компас для мореплавания. Европейские море­плаватели пользовались компасом примерно с IX в., но не знали (так же, как китайцы и арабы), почему один конец стрелки указывает на юг, а другой — на север.

Первые компасы представляли со­бой небольшие кусочки намагничен­ного железа, прикрепленные к проб­ке, плавающей в глиняном сосуде с водой. Такие примитивные приборы применяли кочевники при переходах через пески бескрайних пустынь. Эти компасы были настолько ценны для кочевников, что их держали в специ­альных ящичках между горбами верб­людов.

Шло время, менялся внешний вид компаса. Устройство простейшего сегодняш­него компаса такое: в плоской цилин­дрической пластмассовой коробочке на острие стальной иглы находится магнитная стрелка. Один конец стрел­ки окрашен в синий цвет, он указыва­ет направление на север; другой ок­рашен в красный, он указывает на юг; на дне коробочки расположено гра­дусное кольцо.

Компасы бывают разные. Напри­мер, в маршрутах геологов и геогра­фов сопровождает горный компас, у которого есть приспособление для измерения еще углов наклона поверх­ности Земли и горных пластов.

Рассмо­трите внимательно компасы, лежащие на ваших столах.

Задание № 1. Определите: в каком направлении расположена классная доска.

Задание № 2. На столах перед вами три металлических цилиндра (из на­бора калориметрических тел). Опре­делите с помощью компаса: какой из них изготовлен из стали.

Задание №3. Использую искусственный магнит, сориентируйте стрелку компаса в направлении восток-запад, а затем уберите магнит. Почему стрелка вернулась в прежнее положение?

Всем известно, что магнитная стрелка компаса ориентируется в дан­ном месте пространства всегда опре­деленным образом. Как вы думаете: почему?

Как расположены магнитные полюсы Земли относительно географических полюсов?

Вторая страница: «Магнитное поле Земли и его природа».

Сегодня ученые знают, что одна из особенностей Земли как планеты — наличие у нее магнитного поля. Имен­но благодаря ему мы можем пользо­ваться компасом.

Что же является источником этого магнитного поля? Первой причиной являются про­цессы, происходящие в недрах Земли. Ядро Земли является жидким и состо­ящим из железа и никеля; в нем циркулируют круговые токи, которые и порождают земное маг-нитное поле: вокруг токов всегда есть магнитное поле.В 1958 г. при помощи космических аппаратов российские и американские ученые открыли существование вокруг Земли двух «поясов», которые распо­ложены в экваториальной плоскости. Эти «пояса» (их называют радиацион­ными) состоят из движущихся потоков заряженных частиц — протонов и элек­тронов. Таким образом, радиационные пояса — вторая причина существова­ния у Земли магнитного поля. Если представить, что сквозь ядро Земли проходит гигантский намагниченный , то концы этого магнита называются магнитными полюсами. Северный полюс это­го магнита находится в Южном полу­шарии и не на поверхности Земли, а на некоторой глубине, а Южный магнитный полюс — в Северном полуша­рии и тоже в недрах планеты. Если мы мысленно соединим эти полюсы пря­мой, то полученный отрезок диамет­ром Земли не будет. Это — первая осо­бенность магнитных полюсов Земли.

Есть еще одна интересная особен­ность этих полюсов: они постепенно смещаются. На основе изучения намаг­ниченности извергнутых из глубин Земли и осадочных пород на морском дне получены данные, говорящие о том, что магнитное поле Земли неког­да имело почти противоположное на­правление по сравнению с нынешним магнитным полем.

Итак, Земля обладает свойствами, поз­воляющими считать нашу планету маг­нитом с двумя полюсами — Северным и Южным. Магнитные полюса не совпа­дают с географическими: Южный маг­нитный полюс находится в Северном полушарии, Северный — в Южном. Если соединить магнитные полюса линией по поверхности Земли, то по­лучится магнитный меридиан. Магнит­ные меридианы — это силовые линии, идущие от одного магнитного полюса к другому. Магнитные меридианы не совпадают с географическими.

Магнитное поле Земли образует магнитосферу нашей планеты. Она простирается на рассто­яние 70-80 тыс. км в направлении на Солнце и на многие миллионы ки­лометров — в противоположную сторону.

В некоторых районах Земли величина, характери­зующая ее магнитное поле (напряжен­ность), всегда резко отличается от средних значений. Эта ненормаль­ность (аномалия) может охватывать большие региональные площади или малые. Большинство аномалий объяс­няется залеганием под поверхностью Земли горных пород, содержащих железные руды. Примерами могут слу­жить такие места, как Криворожский бассейн, Горная Шория. В районе Курской магнитной аномалии напря­женность магнитного поля в 5 раз больше средней.

Кратковременные изменения маг­нитного поля Земли, называемые маг­нитными бурями, вызывают вспышки на Солнце и сопровождающие их вы-

бросы потоков заряженных частиц. Особенно сильные магнитные бури возникают в том случае, когда такой поток охватывает всю Землю, менее сильные порождаются потоками час­тиц, проходящих мимо Земли.

Магнитное поле Земли оказывает влияние на процессы, происходящие в атмосфере, например, на возникно­вение Полярных сияний, которые наблюдаются в высоких широтах на высотах до 1000 км. Сияние вызыва­ют потоки заряженных частиц, иду­щих из космоса; в магнитном поле Земли в условиях разреженного воз­духа так светятся обычно атомы кис­лорода и молекулы азота.

Почему у Земли есть магнитное поле?

Вообще-то, за счет того, что металлы находятся в расплавленном состоянии по оценкам ученых магнитное поле Земли должно исчезнуть за несколько тысяч лет. Однако у нашей планеты, возраст которой 5 миллиардов лет, все еще существует сильное магнитное поле. Загадка до сих пор не раскрыта. Но ученые предполагают, что по мере того как внешняя оболочка ядра охлаждается ( т.е .та которая находиться в жидком состоянии), некоторая ее часть падает внутрь. Океаны магмы, богатой железом, поднимается вверх в спиральном движении под действием вращения Земли. Геологи полагают, что именно это движение поддерживает земной магнетизм.

Третья страница: «Магнитное поле Земли и климат».

В последние годы в исследовании изменений зем­ного климата большую роль играют физические методы. С их помощью была, в частности, установлена связь серьезных климатических измене­ний, происходивших на Земле в те­чение миллионов лет. Климат зависит, прежде всего, от притока лучистой солнечной энергии и от со­става газов в земной атмосфере. Но это — поверхностное мнение. Про­цессы, происходящие в недрах Зем­ли, порождают земное магнитное поле; оно изменяется от эпохи к эпохе. Это поле препятствует про­никновению заряженных частиц и космических лучей в атмосферу. Чем оно сильнее, тем препятствия зна­чительнее.

Ученые обратили внимание на то, что в последние миллионы лет маг­нитное поле Земли возрастало. В то время когда на Земле случались круп­ные оледенения, оно было наиболее сильным. Первые признаки оледене­ния Гренландии и Антарктиды про­явились практически вместе с прояв­лением магнитного поля Земли: око­ло 3—4 млн лет назад. С тех пор магнитное поле Земли возросло в 6—10 раз; особенно его величина была высо­кой примерно 380 тыс. лет назад, тогда и происходил активный процесс оледенения континентов и океана, шло понижение температуры Мирового океана.

Интересны такие данные: конец последнего оледенения (около 12 тыс. лет назад) совпал с периодом резкого усиления магнитного поля Земли; пе­риод же очень теплого климата (быв­ший 608 тыс. лет назад) совпал с пе­риодом очень слабого магнитного поля Земли (оно было в 2—3 раза сла­бее современного, хотя последнее от­носят к полям относительно слабым).Эти совпадения не случайны, а сви­детельствуют о том, что процессы, происходящие на Земле, связаны с космическими процессами.

Сейчас считают, что изменения климата нашей планеты, по-видимому, связаны с изменениями магнитно­го поля Земли. Дальнейшие исследо­вания океана, атмосферы и особенно космического пространства помогут специалистам более полно выявить связь магнитного поля Земли и кли­мата на ней.

Четвертая страница: « Влияние магнитного поля

Земли на человека и животных».

Магнитное поле Земли (геомагнетизм) — еще один фактор воздействия среды оби­тания на человека и живые существа; его относят к геофизическим факто­рам. Действие геомагнетизма на здо­ровье человека может быть благопри­ятным и неблагоприятным в зависи­мости от силы воздействия.

У истоков изучения этого явления стоял наш выдающийся соотечествен­ник биолог А.Л.Чижевский . Свою книгу «Физические факторы исторического процесса» он издал в 1924 г. на собственные деньги, которых хватило лишь на 300 экземп­ляров. В ней молодой ученый утверж­дал, что происходящие на Земле природные «буйства» (землетрясения, извержения вулканов и др.) и многие социальные события (эпидемии, вой­ны, голодные моры) в значительной степени зависят от 11-летнего цикла солнечной активности и солнечных бурь, вызывающих на Земле бури маг­нитные. В беседах с К.Э.Циолковским он доказывал, что магнитные бури влияют на состояние нервной систе­мы, которая является их своеобраз­ным «приемником». И нервы, и голо­вной мозг — очень чувствительные «приемники» и реагируют с большой быстротой. Нет никого, кто был бы свободен от воздействия геомагнитно­го поля. Открытия ученого опередили науку почти на столетие.

В наше время все знают о неблаго­приятных днях (когда сильны магнит­ные возмущения), о том, что кровать или диван, на котором спят, надо ста­вить изголовьем на север, чтобы маг­нитные силовые линии геомагнитно­го поля шли параллельно телу, тогда мозг и нервная система отдыхают бо­лее продуктивно.

Влияние магнитных бурь на орга­низм человека, и особенно на боль­ных сердечно-сосудистыми заболева­ниями, было выявлено французскими медиками в 1915—1919 гг. Они устано­вили, что во время таких бурь боль­ных охватывают продолжительные приступы болей, длящиеся 2-3 дня.

Исследования показали, что реак­ция организма человека на магнитные бури зависит от его возраста, пола и реактивности нервной системы, со­стояния здоровья. У людей пожилого возраста в эти дни учащается пульс и повышается артериальное давление.

Было отмечено также, что мужчи­ны более подвержены воздействию магнитных бурь, чем женщины. В магнитоактивные дни инфаркты миокарда случаются на 4,5 % чаще, чем в магнитоспокойные дни.

Приложение №3

Синквейн по теме « Магнитное поле Земли»

1. Магнитное поле

2. Материальное, безграничное

3. Порождает, действует, проникает.

4. Действует на живые организмы.

5. Материя.

Приложение №4

Приложение №5

Таблица « Знаю-Хочу узнать - Узнал»

Знаю Хочу узнать Узнал

1.форма материи 1.магнитное поле Земли

2.источник магнитного поля 2. влияние магнитного поля на:

3.магнитная стрелка - климат

4.постоянные магниты - на живые организмы

5. линии магнитного поля 3.магнитная аномалия

6.магнитный полюс 4.магнитная буря

8.индикаторы магнитного поля 5. защита от космического излучения

Используемые понятия Источники информации:

1.поле энциклопедии:

2.излучение «География»

3.аномалия «Космонавтика»

4.влияние « Медицинская»

5.защита « Физика»

4.магнитная буря Интернет-сайты

7.круговой ток журнал « Физика в школе»

8.радиационный пояс

Литература:

1.Энциклопедия для детей. Физика. – Аванта +, 2007.

2. Энциклопедия для детей. География.- Аванта+,2007.

3. Энциклопедия для детей. Космонавтика.- Аванта+,2007.

4. Кугер Т.В., Колпощикова И.Медицинская география .- М.: Просвещение,1996.

5. Дубинин Э.М., Подгорный И.М.Магнитное поле небесных тел.- М.: Знание,1980.

6. Гальперин Ю.И.Полярные сияния в магнитосфере.- М.: Знание,1985.

7. Журнал « Физика в школе».-1999.-№6.-с.14

8. Журнал « Физика в школе».- 2003.-№7.-с.30-39