Урок физики в 11-м классе: Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого

«Их любит не только Великобритания, их ценит весь мир!»

Цель урока: в рамках поликультурного образования оценить деятельность ученых-физиков Англии как образец высочайшего творчества разума и величайшего трудолюбия

Задачи урока:

  • Образовательные:
  • через интеграционные связи естественных наук, истории науки показать единую картину мира;
  • повторить и оценить открытия ученых Англии Ньютона, Фарадея, Резерфорда;
  • Воспитывающие:
  • формировать уважение к культурам других стран, в том числе и научным;
  • уметь логично соединять сценическое и научное видение человеческих научных открытий;
  • Развивающие:
  • Развивать критическое мышление;
  • Расширять диапазон взглядов обучающихся на процессы научных открытий;
  • Формировать способность обучающихся решать физические задачи в нестандартных ситуациях;
  • Формирующие компетенции:
  • Умение применять знания в нестандартных ситуациях;

Место урока в программе: повторение курса физики 11 класса (декабрь – март учебного года)

Оборудование урока:

  1. Компьютер, м/м проектор;
  2. Слайдовая программа — презентация (в ходе урока);
  3. Костюмы для актеров
  4. Физическое оборудование для демонстрации опытов, связанных с открытиями ученых:
  5. Раздаточный материал по физике.

Оформление урока:

  • На экране – портреты ученых: И.Ньютона, М.Фарадея, Э.Резерфорда, далее – слайдовая презентация
  • На доске: тема урока, эпиграф.
  • На кафедре – оборудование для экспериментов.

Ход урока

1. (Вместо проблемной ситуации)

Учитель физики: «У Ньютона были две кошки – большая и маленькая. Чтоб они не мешали спать по утрам, Ньютон пропилил в двери два отверстия – большое и маленькое. Увидев это, сосед Ньютона заметил, что можно было бы сделать лишь одно отверстие – большое.

- А ведь и верно! – воскликнул Ньютон.

- Эта замечательная идея не пришла мне в голову!»

Так какие они – великие гении нашей человеческой цивилизации?!

Часть №1

Ведущий: «1966 год… В Англии свирепствует чума…»

Учащийся: читает отрывок из трагедии А.С.Пушкина «Пир во время чумы»

(Слайд – картина «Чума»)

«Царица грозная – Чума
Теперь идет на нас сама
И льстится жатвою богатой;
И к нам в окошко день и ночь
Стучит могильною лопатой…
Что делать нам? И чем помочь?…

Ведущий: Исааку Ньютону – лучшему студенту Тринити – колледжа Кэмбриджа в это время – 23 года. Он ничего не боится! Его деятельность – раскрытие тайн природы!

Сценка №1

Ньютон: Как хорошо, что я здесь — в своей деревне – в Вульсторпе! Никто мне не мешает: ни люди, ни чума!

(Проводит эксперимент: пропускает свет через стеклянную призму и получает на экране цветной спектр.)

(Рассуждает):

Интересно: значит белый луч – вовсе не белый, не простой, а имеет сложный состав. Я получил спектр. Назовем это явление – дисперсия – разложение света.

- Поэтому появляется радуга во время или после дождя! Это – дисперсия света на капельках воды, висящих в воздухе.

- А почему радуга – дуга? Ведь в моем опыте спектр – прямой?

- А из чего состоит сам луч света, раз уж он сложный?

- Вопросы! Вопросы! Вопросы!

Ведущий: Только за три года, проведенных в деревне, отрезанный от всего мира, Исаак Ньютон выполнил следующее:

  • Получил и изучил оптический спектр;
  • Сконструировал микроскоп, телескоп – рефлектор; (слайд)
  • Разработал метод шлифовки и полировки стекол и металлов;
  • Открыл бином, создал дифференциальное и интегральное исчисление; (слайд)
  • Начал размышлять о силах гравитации; (слайд)

Вот почему Ньютон отличался рассеянностью. Ведь рассеянность ученого – это признак глубокой сосредоточенности над каким – то одним вопросом!

Учитель физики: Закон всемирного тяготения и три закона Ньютона, изложенные в книге «Математические начала натуральной философии» (1687 год) – выдающиеся и сложные труды ученого. (слайд)

Не случайно «некоторые из профессоров университета, получив экземпляр «Начал…» и перелистав его страницы, хмуро заявляли, что надо лет семь еще учиться, прежде чем что-нибудь понять в этой книге» (3, стр. 44).

А мы с вами уже что-то понимаем! Покажем это!

  1. Перечислите цвета в радуге! А какой цвет – во внутренней части радуги? (фронтально)
  2. Найдите 3 пары сил, равных по третьему закону Ньютона (слайд – груз на нити) (работа с доской)
  3. Найдите точку равновесия между Землей и Луной (все данные предложите сами) (слайд – «Земля – Луна»).

(Решение учащимися расчетной задачи – на доске и в тетрадях).

Ведущий: Исаак Ньютон прожил 84 года (слайд – портрет и годы жизни: 1643-1727 г.г.)

На надгробной плите в Вестминстерском аббатстве – пантеоне великих людей Англии – высечены слова (3, стр.52): «Здесь покоится то, что было смертного в Исааке Ньютоне» (на англ. яз.)

Надпись на памятнике гласит: «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, прилежный, мудрый и верный истолкователь природы, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливов океанов. Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого».

Творения великого англичанина вдохновляют на всей Земле творческую физическую мысль!

Часть №2

Ведущий: 1831 год, Англия, Лондон; семейный разговор.

Сценка №2:

(Сарра Бернард – жена Фарадея, Майкл Фарадей).

Сарра Бернард: Милый Майкл! Доброе утро! Я вижу – ты спешишь к себе в лабораторию.

Но что у тебя в карманах сюртука? Катушка с проволокой, какой-то магнит… Ты же не мальчишка!

Фарадей: Милая Сарра! Вот уже 10 лет мы с тобой муж и жена! А ты все никак не привыкнешь к тому, что я вышел из уличных мальчишек – простого ремесленника – переплетчика книг.

Сарра Бернард: Для меня неважно, какой ты был раньше. Важно, что я тебя люблю такого: доброго и умного. Что же за железки ты носишь в кармане?

Фарадей: В год нашей свадьбы меня полностью захватила загадка электромагнитных явлений. В тот год известный тебе сэр Эрстед превратил электричество в магнетизм.

(Слайд – анимация или видеокадр опыта Эрстеда по повороту магнитной стрелки около проводника с током).

Я поставил себе в дневнике задачу: «Превратить магнетизм в электричество».

Вчера, 29 августа 1831 года, я ее решил. Ты только представь: в катушке я получил электрический ток, но при условии, что магнитное поле должно быть переменным.

(Слайды презентации)

  • или создается переменный ток в первичной катушке;
  • или движется магнит.

Я назвал этот электрический ток – «индукцией от магнитного поля».

Мои открытия «найдут впоследствии свое полное развитие»…

Ведущий: «Никогда со времен Галилея свет не видел столь поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея»…

(Александр Григорьевич Столетов – русский ученый начала 20 века).

(Слайды):

  • Электрический двигатель;
  • Генератор электрического тока;
  • Химическое покрытие металлами поверхностей твердых тел;
  • Электромагнитные волны….

Учитель физики: В истории науки 19 век называют электромагнитным веком. Вот мы и вспомним электромагнитные явления.

  1. Покажите опыты Фарадея по явлению электромагнитной индукции и прокомментируйте их (фронтальная беседа с демонстрацией опытов Фарадея самими обучающимися).
  2. Перед вами — рисунок опыта, выполненный самим Фарадеем (1), (стр.37, рис.7). При перевороте катушки на другую сторону в цепи возникает индукционный ток.

Задача: Проводящее кольцо лежит на столе. Его переворачивают с одной стороны на другую. Радиус кольца 15 см, сопротивление – 2 Ома. Вертикальная составляющая магнитного поля Земли В= 0,5 х 10-4 Тл. Какой заряд протечет по кольцу?

(Решение задачи с доской).

3. Тесты по теме «Явление электромагнитной индукции», комбинированные с другими темами (с последующей взаимопроверкой).

(Подбор на усмотрение самого учителя).

(Музыка, Портрет Фарадея, даты жизни 1791-1867)

Ведущий: «…Быть светочем для окружающих, и чтобы во всех ваших действиях вы подражали красоте пламени, честно и производительно выполняя свой долг перед человечеством…» — так завещал Майкл Фарадей. (2)

Прах великого Фарадея покоится в Лондоне на Хайгетском кладбище (в Вестминстерском аббатстве) под надписью: «Имя и дела его бессмертны».

Часть №3

Но уже через 4 года после смерти Фарадея Великобритания подарила человечеству нового гения — «отца экспериментальной физики» — лауреата Нобелевской премии – Эрнста Резерфорда.

Сценка №3. «В научной лаборатории»

Молодые ученые Марсден и Гейгер: Молодец наш «папа»! Хорошо придумал – «бомбить» альфа – лучами металлическую фольгу. Мы видим в микроскоп, как они отклоняются на некоторые углы. (Слайд)

Но что это – некоторые частицы отброшены назад!

Учитель! Резерфорд!

Резерфорд (входит): Такое – невозможно! Это «неправдоподобно так же, как если бы вы выстрелили пятнадцатифунтовым снарядом в папиросную бумагу, а снаряд отскочил бы обратно и убил бы вас самих!»

Ведущий: А через год в майском номере «Философского журнала», органа Королевского общества, появилась статья профессора Резерфорда «Рассеяние альфа — и бета-радиаций в веществе и структура атома».

Резерфорд: (рассуждает о структуре атома) «Атом подобен Солнечной системе: (слайд). Но его размеры очень малы. В центре атома – ядро. Оно имеет размеры – 10-12 – 10-13 см, а размеры самого атома в 10 000 раз больше. Вокруг ядра движутся электроны, как планеты вокруг Солнца.»

Ведущий: Ученики окружали Резерфорда в течение всей его жизни. Из его научной школы в Англии, в Канаде выросли сотни выдающихся ученых, в том числе и русские ученые – Лев Ландау, Петр Леонидович Капица и многие другие.

(Музыка, портрет Резерфорда, даты жизни 1871-1937)

П.Л.Капица – лауреат Нобелевской премии – вспоминал: «В Резерфорде было что-то непреодолимо привлекательное, как в Шаляпине. Кто хоть раз слышал Шаляпина, тот стремился вновь и вновь услышать его; всякий, кому посчастливилось говорить с Резерфордом, искал новых встреч с ним».

«Безграничный энтузиазм и неутешимое дерзание Резерфорда вели его от открытия к открытию» (Нильс Бор).

Саркофаг Резерфорда установлен рядом с могилами И.Ньютона, М. Фарадея.

Учитель физики:

  1. Запишите первую искусственную ядерную реакцию, которую получил Резерфорд: Прокомментируйте ее!
  2. Напишите полностью уравнения ядерных реакций и выполните необходимые расчеты.

(Учащиеся выполняют самостоятельную работу по вариантам, по карточкам по теме «Ядерная физика», индивидуально готовит сам учитель).

Часть №4

Учитель подводит итоги урока, делает выводы о значении великой научной культуры Великобритании.

Используемая литература:

  1. П.С.Кудрявцев «Фарадей» «Просвещение», М., 1969 г.
  2. Майкл Фарадей «История свечи» М, «Детская литература», 1982 г.
  3. Ф.М.Дягилев «Из истории физики и жизни ее творцов» М., «Просвещение», 1982 г.
  4. Хрестоматия по физике (под ред. проф. Б.И.Спасского) М., «Просвещение», 1982 г.

Презентацию вы можете получить у автора статьи.

Следующий: