Метапредметное учебное занятие " Молнии. Мифы и парадоксы"
Submitted by Владимир Семёнович Куканчиков on вс, 08/04/2012 - 01:20
Метапредметное учебное занятие "Молнии. Мифы и парадоксы"
Куканчиков Владимир Семёнович, преподаватель-организатор ОБЖ
Цели урока:
Предметная:
формирование понятий о молнии, развитие знаний природных явлениях, о причине и механизмах возникновения молний, способах предотвращения поражения молнией человека и уменьшения материальных потерь от природного явления.
Методологическая:
развитие мышления учащихся посредством полученных знаний.
Метапредметная:
формирование представлений о процессе зарождения молний их особенностей, истории изучения природного явления.
Планируемые результаты:
Знание:
понятий о видах молний;
процессов их зарождения;
теорий защиты и профилактики поражений молниями.
Умение:
правильно действовать;
анализировать информацию;
классифицировать виды природного явления;
сопоставлять факты и теории.
Понимание:
причин и механизма природного явления;
необходимости соблюдения правил поведения при молниях;
ведущих мировоззренческих идей курса: единство и познаваемость материального мира;
практического значения знаний об опасном природном явлении – молнии.
Приоритетные виды межпредметных связей:
– внутрицикловые содержательно-информационные – с курсом физики и истории на уровне мифов и парадоксов, общепредметных понятий, теоретических знаний
– организационно-методические – на уровне общепредметных умений (наблюдение, анализ и вывод, классифицирование, применение знаний и способов действий);
Ведущие приемы обучения: постановка метапредметных вопросов, постановка и решение теоретической проблемы, организация акцентирования на современные представления о явлении, представление классификации, обращение к жизненному опыту.
В 7 класс вы изучаете раздел курса ОБЖ «Чрезвычайные ситуации природного характера». Сегодня мы познакомимся еще с одним грозным природным явлением.
Молнии - красивое, но опасное явление природы.
Красота облаков завораживает и впечатляет. Внутри грозовых облаков бушуют огромные силы: влага, жара, лёд. Они взаимодействуют и порождают один из главных феноменов на земле - молнию.
Каждый день на земле вспыхивают около 10000000 молний, практически 100 вспышек каждую секунду. Толщиной в несколько миллиметров до нескольких десятков километров в длину. Электрический разряд горячее температуры солнца.
Мифология
Молнии нас окружают довольно часто, тем не менее одно из самых неизученных природных явлений, которое породило множество мифов.
Человеческий ум с глубокой древности пытается постичь загадочную природу молнии.
На первобытных людей гроза производила сильное впечатление, вселяя ужас и священный трепет. В страхе перед грозой люди обожествляли ее или считали орудием своих богов. Греки чтили Зевса – бога неба, грома и молнии. Восточные славяне в древности чтили бога Перуна – громовержца. Позже наши предки гром и молнию приписывали «деятельности» Ильи-пророка, который, «катаясь на колеснице по небу, пускает огненные стрелы». В мифологии разных народов молнии – оружие богов.
Подчинить себе молнию пытались и земные колдуны и ведуньи, так читалось, Чтобы вызвать грозу и молнию, нужно с левой ноги стащить чулок, плюнуть на него три раза (или внутрь него) и столько же раз повернуться вокруг своей оси. Но это всего лишь миф.
Над природой молнии и грома задумывались Аристотель и Лукреций. Но в те далекие времена разгадать эту природу ученым было не под силу.
Многие столетия, включая средние века, молнии порождали в человеческих умах все новые мифы.
История
Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Бенджамин Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В 1750 им опубликована работа, в которой описан эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу.
Аналогично одновременно с Франклином исследованием электрической природы молнии занимались Михаил Васильевич Ломоносов и Георг Вильгельм Рихман (погиб от удара молнии). Через некоторое время стало ясно, что молния представляет собой мощный электрический разряд, возникающий при сильной электризации туч.
Ученые изучают молнию на протяжении сотен лет. Хотя они прекрасно знают, что вызывает молнии, эти загадочные вспышки электричества хранят еще много секретов. Существуют научно обоснованные теории, но тем не менее и существует множество парадоксов
Какие бывают молнии?
По виду молнии различают на линейные, жемчужные, шаровые.
Линейные молнии
Линейная молния - гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно происходит во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом.
Форма линейной молнии обычно похожа на разветвленные корни разросшегося в поднебесье дерева. Длина линейной молнии составляет несколько километров, но может достигать 20 км и более. Основной канал молнии имеет несколько ответвлений длиной 2-3 км. Диаметр канала молнии составляет от 10 до 45 см. Длительность существования молнии составляет десятые доли секунды. Средняя скорость движения молнии 150 км/с. Сила тока внутри канала молнии доходит до 200000 А. Температура плазмы в молнии превышает 10000°С.
Наиболее часто молния возникает в кучево-дождевых облаках, тогда они называются грозовыми; иногда молния образуется в слоисто-дождевых облаках, а также при вулканических извержениях, торнадо и пылевых бурях.
Самые мощные молнии вызывают рождение фульгуритов.
Фульгури́т - (от лат. fulgur - удар молнии + греч. -eidēs - подобный) - спёкшийся от удара молнии песок, кварц, кремнезём. В нашей местности такие образования называют «чёртовым камнем», которому приписывают лечебное свойство (порошок из фульгурита якобы использовалось как заживляющее средство).
Жемчужные и шаровые молнии довольно редкое явление.
Жемчужные молнии
Жемчужная молния — это видимый распавшийся след электрического разряда в атмосфере в виде светящихся гранул («жемчужин»).
Жемчужная (четочная) молния очень редкое и красивое явление. Появляется сразу после линейной молнии и исчезает постепенно. Преимущественно разряд жемчужной молнии следует по пути линейной. Молния имеет вид светящихся шаров, расположенных на расстоянии 7-12 м друг от друга, напоминая собой жемчуг, нанизанный на нитку.
Жемчужная молния может сопровождаться значительными звуковыми эффектами.
Гром возникает вследствие резкого расширения воздуха при быстром повышении температуры в канале разряда молнии. Вспышку молнии мы видим практически как мгновенную вспышку и в тот же момент, когда происходит разряд. Что же касается звука, то он распространяется значительно медленнее. В воздухе его скорость равна 330 м/с. Поэтому мы слышим гром уже после того как сверкнула молния. Чем дальше от нас молния, тем длиннее пауза между вспышкой света и громом и слабее гром. Гром от очень далеких молний вообще не доходит – звуковая энергия расходится и поглощается по пути. Такие молнии называются зарницами.
Шаровые молнии
Шарова́я мо́лния — феномен природного электричества.
По сей день феномен остаётся малоизученным и представляет повод для возникновения мифов, различных теорий и парадоксов. На данный момент существует около 200 теорий происхождения.
Шаровая молния - одиночная светящаяся стабильная и сравнительно небольшая масса воздуха, наблюдаемая в атмосфере, связанная с грозовыми явлениями и естественной молнией.
Чаще всего шаровая молния движется горизонтально, приблизительно в метре над землёй, довольно хаотично. Имеет тенденцию «заходить» в помещения, протискиваясь при этом сквозь маленькие отверстия. Часто шаровая молния сопровождается звуковыми эффектами - треском, писком, шумами. Наводит радиопомехи. Нередки случаи, когда наблюдаемая шаровая молния аккуратно облетает находящиеся на пути предметы.
Шаровая молния в среднем живёт от 10 секунд до нескольких часов, после чего обычно взрывается. Изредка она медленно гаснет или распадается на отдельные части.
Размер (диаметр) шаровых молний варьируется от нескольких сантиметров до метра. Форма в подавляющем большинстве случаев сферическая, однако были сообщения о наблюдении вытянутых, дискообразных шаровых молний.
Цветовая гамма довольно разнообразна - молния может быть желтая, оранжевая, красная, белая, голубоватая, зеленая, от серого до черного. Кстати, есть много документальных подтверждений, что она бывает неоднородного цвета или способна его менять.
Гроза имеет сокрушительную силу и представляет опасность для человека и среды его обитания, которую не следует недооценивать.
От прямых ударов молнии в здания и сооружения, убытки ежегодно исчисляются огромными суммами. Молнии - серьезная угроза и для жизни людей и животных.
В то же время уберечься от молнии и избежать больших потерь вполне возможно.
Как защищать свой дом от молнии?
Эффективным средством являются молниеотводы. Еще древние греки для защиты от молний возводили опоры с позолоченными штырями, хотя и не понимали механизм их действия. Деревья являются естественными громоотводами, и, как известно, обеспечивают защиту от удара молнии для близлежащих зданий. Посаженные возле здания, высокие деревья улавливают молнии, а высокая биомасса корневой системы помогает заземлять разряд молнии.
Приоритет изобретения молниеотвода принадлежит американцу Бенджамину Франклину и М.В. Ломоносову.
Защита молниеотводом основана на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. И на сегодня других систем защиты нет. Только соблюдение определённых правил может спасти вашу жизнь.
Как защищать себя от молнии?
Если вы находитесь дома
Закройте двери и окна, так как сквозняк может привлечь шаровую молнию.
Не касайтесь ничего, что имеет контакт с внешним миром: антенна, телефон, металлические детали на балконе, лоджии, окнах и т.п.
Выключите все электроприборы и электронную аппаратуру. Помните: молния способна поразить человека на расстоянии 2-3 метров от электропроводки. Обычный грозовой разряд опасен для телевизионных и радиоантенн расположенных на крышах высотных зданий, а также для сетевого оборудования.
Не отключайте приборы непосредственно во время грозы, есть шанс подвергнуться удару тока, поэтому это нужно делать до начала грозы.
Во время молнии не разговаривайте по проводному телефону.
Старайтесь находиться подальше от воды: не мойте посуду, не принимайте душ, ванну.
Перекройте заслонку печи, исключив тем самым привлекательный для молнии тепловой поток; старайтесь находиться подальше от печи.
Если вы оказались на улице (в поле)
Спрячьтесь в здании (укрытии), желательно защищенном молниеотводом или в машине.
Не находитесь вблизи металлических или сетчатых оград, крупных металлических объектов, влажных стен, заземления молниеотвода.
Если Вы находитесь вне помещения, и молния ударила рядом с вами, присядьте на корточки, поставьте ноги вместе и обхватите их руками пригнув голову, убедитесь, что все металлические предметы находятся дальше 5 м.
Не пытайтесь прятаться под высокими или отдельно стоящими деревьями или в ненадежных укрытиях.
Держитесь подальше от воды - она хорошо проводит ток.
Не ложитесь на землю - это увеличит площадь контакта, ведь если неподалеку от вас в землю ударит молния - то чем меньше площадь контакта, тем меньше тока перетечет в вас
Виды спорта на открытом воздухе и грозы - весьма опасное сочетание.
На стадионе отойдите подальше от флагов, столбов, уберите зонтики; в горах держитесь вдали от вершин, не касайтесь мокрых скал.
Держитесь подальше от воды (удар молнии в воду может быть смертелен на расстоянии 100 м).
Специалисты рекомендуют не пользоваться сотовыми телефонами, чтобы не получить звукового удара, опасного для барабанных перепонок и для самой жизни.
Вы и транспортные средства
Прекратите движение на велосипеде или мотоцикле и переждите грозу на расстоянии примерно 30 м от них.
Полностью закрытый автомобиль (включая окна) обеспечивает безопасность. Здесь срабатывает эффект клетки Фарадея. Кле́тка Фараде́я (или «щит Фарадея») - устройство, изобретённое английским физиком и химиком Майклом Фарадеем в 1836 году для экранирования аппаратуры от внешних электромагнитных полей. Обычно представляет собой заземлённую клетку, выполненную из хорошо проводящего материала.
Заглушите двигатель.
Вы и транспортные средства
Самолёт можно тоже рассматривать как клетку Фарадея, но показания приборов могут искажаться.
В реальности, молния регулярно попадает в самолеты, но редко приводит к крушению. В среднем, по меньшей мере, раз в год в каждый самолет попадает молния. Большинство самолетов сделаны из алюминия, который является хорошим проводником электричества, поэтому для самолетов предусмотрены строгие правила техники безопасности.
На судне:
Уйдите с палубы.
Не касайтесь металлических частей.
Не бегайте, т.к. потная кожа и быстрое движение «притягивают» молнию.
При встрече с шаровой молнией:
Не проявляйте никакой агрессии.
По возможности сохраняйте спокойствие и не двигайтесь.
Не приближайтесь к ней, не касайтесь ничем, чтобы не вызвать взрыва, не убегайте, потому что она может увлечься потоком воздуха.
Первая доврачебная помощь.
Если человека ударило молнией, вызовете «Скорую помощь». В случае остановки сердцебиения или дыхания пораженного молнией, немедленно выполните первичные реанимационные действия в полевых условиях.
Молнии – одно из непредсказуемых и малоизученных явлений природы. Это явление породило немало мифов, гипотез. Парадоксальные факты заставляли человеческие умы создавать теории, которые со временем опровергались и создавались новые. Возможно, кто-то из вас прольёт свет на неизученные стороны этого загадочного явления природы, на основе имеющихся современных знаний.
Пусть знания полученные на данном занятии пригодятся вам в жизни, помогут вам устоять пред стихией. Берегите себя. Будьте здоровы.
Источники:
Смирнов Б.М. Проблема шаровой молнии. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 208 с.
Стекольников И. С. Физика молнии и грозозащита. - М.: Изд-во АН СССР, 1943, с. 145.
Стилвелл А. Техника выживания в экстремальных условиях /Александр Стилвелл. – Пер. с англ. Н.Григорьевой. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001. С. 176-177.
Сядро В., Иовлева Т., Очкурова О."100 знаменитых загадок природы"
