Развитие познавательного интереса учащихся на уроках физики нетрадиционными методами

Учитель: Добрый день, дорогие друзья! Я рада приветствовать вас на нашем уроке, который посвящен одному из разделов физики – электростатике. Цель этого урока – повторить, обобщить знания об электрическом заряде, о взаимодействии заряженных тел, о существовании двух родов электрического заряда. И сделать все это нам предстоит необычным путем, ведь урок у нас тоже необычный.

Сегодня мы с вами поговорим  о роли электростатики в жизни  человека, о проблемах, которые решались учеными разных стран и в различное время. Первую часть урока мы проведем в виде устного журнала, где каждый из вас сможет высказать свое мнение по данному вопросу.

Физика – царица всех наук 
Она же столь важна, как математика,

А разделов в ней, наверное, сто штук,

Один из них – раздел «электростатика».

Рассказывают в нём  и про заряд,

И о Кулоне там упоминают,

Ну, словом, обо всём там  говорят

Хоть школьники не всё и понимают.

Без электричества была б жизнь не мила

Подумайте – ни света, ни тепла,

Пришлось бы людям  всем, по крайней мере,

Подобно предкам жить в глухой пещере.

Но электричество учёные открыли,

И в жизнь его, конечно, воплотили

 А в физику раздел  такой ввели.

 

Обратимся к истории  развития физики и выясним этапы  развития данного раздела.

Ученый	Время	Открытие
Фалес Милетский, греческий философ	VI в. до н.э.	Янтарь, потертый о мех, притягивает пушинки
Гильберт Уильям, английский физик	Около 1600 г.	Электризация  разных тел. Разделил все вещества на “электрики” и “неэлектрики”  Первый электроскоп
Фон Герике Отто, немецкий физик	Около 1660 г.	Первая электростатическая машина. Отталкивание зарядов. Электризация через влияние
Грей Стефан, английский физик	1729 г.	Явление электропроводности. Проводники и непроводники. Распределение  зарядов, но поверхности тел
Дюфе Шарль, французский физик	1733 г.	Два рода электричества (“стекольное” и “смоляное”). Первым получил искру
Франклин Бенджамин, американский физик	1746 - 1754 гг.	Изобрел молниеотвод. Ввел понятие положительного и отрицательного зарядов. Закон сохранения заряда

 

Древние греки любили украшения и мелкие вещи из янтаря, который они за цвет и блеск  называли электрон, то есть солнечный  камень. Именно от этого слова происходит слово «электричество». Янтарь, если его потереть, притягивает к себе мелкие предметы. Впервые это явление исследовал древнегреческий философ Фалес Милетский в 6 веке до нашей эры.

В конце 16 века таинственные свойства янтаря привлекли внимание врача английской королевы Уильяма  Гильберта. Он установил, что не только янтарь, а и другие вещества при натирании приобретают свойства притягивать легкие тела.

В 1672 году Отто фон Герике – бургомистр из немецкого города Магдебурга – изготовил первую машину, которая представляла собой шар, насаженный на ось. С помощью этой электрической машины Герике выполнил много опытов.

31 мая 1729 года Стефан  Грей установил, что электрические  заряды передаются по металлическим  проводам, угольным стержням, конопляному  шнуру, но не передаются по  воску, каучуку, шелковым нитям.  То есть Грей открыл явление  электропроводности. Во время опытов он заметил, что заряженные одинаковым зарядом тела отталкиваются, но объяснить это явление не смог.

Французский физик Шарль  Дюфе допустил, что существуют два  вида электричества. Их вначале назвали  «смоляное» и «стеклянное». Намного меньше известно, что в конце 18 века были и такие названия – «мужское» и «женское». Еще бы: ведь тела, заряженные одноименно, отталкивались, а разноименно – притягивались. К тому же во время соприкосновения первые стремительно разряжались.

Как ни странно, но именно эта «половая» теория нашла тогда практическое применение. Считалось, что ток, пропущенный через человека, проходит только через людей, пригодных к деторождению, а те, кто этого не может, играют роль изолятора. Поэтому в судах Франции электрические машины стали обязательным атрибутом бракоразводного процесса.

В 1781 году герцог д’Артуа  решил проверить эту теорию. Он поставил в круг группу людей, не способных  родить детей, которые держались  за руки. Во время разрядки лейденской банки ток действовал на них также как и на нормальных людей. Поэтому электрические машины были лишены чести присутствовать во время решения дел в суде.

В 1748 году американский физик  и политический деятель Бенджамин  Франклин усовершенствовал теорию электричества, объяснив причину электризации так званым «электрическим огнем». Он первый ввел знаки заряда (+) и (-).

Есть ученые на свете.

Имена их знать должны

Люди взрослые и дети

Из любой, любой страны.

Знать должны и Пети, Ани,

Что открыл для них  Гальвани

И что сделал Фарадей.

Что Кулон, Ампер, и Вольта

Нам раскрыли жизни суть,

Опираясь на законы,

Можно мир перевернуть.

Александр Попов и  Максвелл,

Георг Ом и Ганс Эрстед -

Вот кто положил начало.

Нас избавили от бед.

Один из первых  ученых изучающих электростатику был Кавендиш. Он занимался наукой исключительно из любви к ней и   не  публиковал свои результаты, считая, что это не надо делать. Все работы завещал обнародовать после смерти, в день его столетия. Выяснилось, что сила  взаимодействия электрических зарядов была  описана им  более подробно и значительно раньше, чем был открыт закон Кулоном.

Кавендиш был  очень богатым и таким же оригинальным. В своем замке жил один и  очень боялся женщин. Со слугами  общался с помощью записок. Всегда молчал и разговаривал только тогда, когда надо было сообщить о чем–то важном. Был человеком совсем непредсказуемым. После его смерти остался миллион фунтов стерлингов и несколько пачек неопубликованных рукописей.

Один из основных законов электростатики был открыт французским ученым Шарлем Кулоном. Его именем названа единица электрического заряда.

Шарль Огюстен де Кулон  родился 14 июня 1736 г. в Ангулеме (Южная  Франция) в зажиточной дворянской семье (его отец был крупным королевским  чиновником). Учился в престижном колледже Катр-Насьон,  где увлекся математикой и написал несколько работ, за которые был избран членом научного общества в Монпелье.

В 1758 г. Кулон поступил учиться в военное училище  в Мезьере по специальности военного инженера и блестяще окончил училище  в 1761 г. Ему, единственному из всего выпуска присвоили воинское звание первого лейтенанта. Но с военной карьерой не заладилось. Молодого офицера отправили в далекую заморскую колонию, на остров Мартинику, где он в течение 9 лет строил мосты, дороги, укрепления.

Конечно, прежде всего, его интересовали проблемы механики. За научный труд, посвященный расчету архитектурных конструкций, Кулон в 1774 г. был избран членом корреспондентом Академии наук Франции. Он занимался исследованием сил трения, и та формула определения силы трения, которую сейчас изучают в школах, предложена Кулоном.

В 80-е годы ХVIII ст. Кулон  заинтересовался электрическими силами притяжения и отталкивания. Можно  ли измерить столь малые силы? Кулон  проявил изумительную изобретательность  и в 1784 г. построил прибор для измерения сверхмалых сил - крутильные весы. Благодаря крутильным весам Кулон поставил серию экспериментов и в 1785 г. сформулировал свой знаменитый закон: сила притяжения (или отталкивания) между зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

            Уже после смерти Кулона, в  1810 г. умер английский физик  Генри Кавендиш. Разбирая его  бумаги, исследователи установили, что закон электростатики Кавендиш  открыл еще в 1771 г., но не  напечатал. Наука, как и история, не знает сослагательного наклонения. Не напечатал - сам виноват. Поэтому закон по праву носит имя Шарля Кулона.

Умер Кулон 23 августа 1806 г.

Электростатику обвиняют в том, что по ее вине возникают  взрывы и пожары, нарушаются некоторые  процессы.

Факты:

1. Моя бабушка работала  на заводе химволокна и рассказывала, как нитки отталкивались друг  от друга и прилипали к гребням  чесальных машин, путались, разрывались  и кошлатились. В результате  этого получался брак, и бабушке  из-за этой электризации не платили премию.

2. А мой дедушка  рассказывал, что при переливании  бензина из одной цистерны  в другую он может загореться. Неужели и это электростатические  явления?

3. Мой отец работает  в типографии и говорит, что  у них часто случается разрыв  бумажной ленты, которая быстро движется. Это происходит в результате электризации ленты во время ее трения о валики. А такая электризация очень опасна, так как может стать причиной пожара.

4. Недавно я собиралась  на дискотеку, но так туда  и не попала. Помыла голову, начала расчесываться, а волосы встали дыбом, так за щеткой и тянутся. Я стала похожа на дикобраза, и настроение было испорчено.

5. Вы не представляете,  что произошло зимой в нашем  универмаге. Посетители были напуганы  женщиной, которая, по словам потерпевших, колола людей хитро спрятанным шприцем. Правда при расследовании выяснилось, что никакого шприца нет: колола синтетическая шубка. Она наэлектризовалась при соприкосновении с окружающими предметами, а сухой морозный воздух – диэлектрик, поэтому заряды на шубке накапливались, она стала искрить, и эти искры вызывали ощущение укола. А как часто приходится стирать одежду из синтетических тканей. Она хорошо электризуется и поэтому притягивает к себе частицы грязи, очень быстро загрязняется. Просто кошмар какой-то. Никакой Tide не поможет, порошка не напасешься.

6. Мы купили в квартиру  новый синтетический палас, но  к нему все прилипает, а когда  по нему ходить в тапочках  на полимерной подошве, даже  видно искрение.

7. А я обратила внимание, что больше всего пыли собирается на экране телевизора – это потому, что там сосредоточено много статического электричества. Решила проверить. Взяла нитку и подошла к экрану, нитка стала прилипать. А раньше я читала, что статика накапливается на поверхности и практически все разряды негативно влияют на человека, вызывая необратимые изменения в организме, особенно влияют на психику.

8. А я обратила внимание: зимой, когда снимаешь в темной  комнате свитер, он      потрескивает и искрится

9. А сколько жертв  и горя принесли человечеству молнии, сколько пожаров они вызвали и сколько  принесли материальных потерь. Так, в 1773 г в Британии была полностью разрушена колокольня, а в 1769 г молния попала в Сен-Назерскую башню в Италии, где хранились все пороховые запасы республики – 1003 тонны!  Взрыв был ужасным - башня поднялась в воздух, разделившись на тысячи мелких кусков, которые каменным дождем упали на город. Шестая часть городских построек была полностью разрушена, другие оказались в аварийном  состоянии. Погибло более 3-х тысяч людей. За что?

10. Это было  в 18 столетии, а вот совсем недавно  по телевизору показывали, как  взорвался современный склад  боеприпасов. Эксперты считают,  что туда тоже попала молния. Ежегодно из-за молний на планете  происходят  до 10 тысяч больших  лесных пожаров, в которых гибнут редкие деревья, обитатели лесов, красивые пейзажи превращаются на выжженное безжизненное пространство.

Обвинение очень  серьезное. Но у меня есть причина  считать, что все это возникает  из-за непонимания. Ученые веками пытались разобраться в данном процессе, строили гипотезы, проводили опыты, пытались объяснить явления, связанные с действием электричества.

11. Действительно,  взаимодействие наэлектризованных  тел усложняет выполнение многих  технологических операций связи.  Заряженную ткань трудно раскроить, она сильно загрязняется в результате притяжения частиц пыли, но, чтобы избавиться от вредных последствий электризации тел,  в технике используются  разные методы борьбы с этими явлениями.

Основной метод  уменьшения электризации - заземление оборудования. Уменьшить электризацию на  поверхности можно путем увеличения влажности воздуха.

12.В быту при  стирке одежды применяются разные  антистатики. Электризация снимается,  если в воду, которой протирают  искусственные         поверхности, добавить хлористый кальций. Также для уменьшения электризации поверхности можно протереть глицерином.

13. Надо сказать,  что электризация синтетического  во время носки оказывается  даже полезной. Например, известно, что поливинилхлоридное белье  даже помогает при лечении некоторых заболеваний.

14. Предгрозовые  симптомы известны врачам издавна.  На поверхности Земли существует  электрическое поле. Во время  гроз, бурь электрическое поле  увеличивается в 10 и более раз.  Именно во время подобных колебаний  напряжения электрического поля земли и ухудшается самочувствие  приступы астмы. Биологи считают, что при действии большего, чем всегда, количества электрических частиц, в организме нарушаются процессы обмена, причем положительные и отрицательные  электрические заряды по-разному влияют на эти процессы. Подобные факты просто надо знать и не паниковать.

15. В воздухе  всегда находится определенное  число ионов. Большое скопление  положительных ионов вызывает  чувство утомления, раздражения,  головокружения, ухудшения дыхания,  раздражение слизистой оболочки носа, хриплость голоса, сердечные приступы, осложнения после операций. Отрицательные  же ионы действуют на человеческий организм положительно, стимулируют биологические процессы, улучшают настроение. Города обычно являются настоящими генераторами лишних положительных ионов. В результате накопления выхлопных газов автомобилей дыма и пыли положительные ионы объединяются и образуют аэрофон. Отрицательные же ионы защищают здоровье человека от вредного загрязнения атмосфер. Таким образом, людям, болеющим гриппом, достаточно побыть в помещении перенасыщенным отрицательными ионами и они быстро выздоравливают. Поэтому надо шире использовать аэроионизаторы.