В 7 классе мы начали изучать новый предмет- физику. Я узнал, что большую роль в понимании явлений природы и сохранении устойчивого окружающего мира играет физика, так как в основе большинства природных процессов лежат физические явления. Если мы будем знать причины опасных явлений в окружающей среде, то сумеем найти способы их устранения или использования.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Список литературы ..................................................................стр.12
Введение
В 7 классе мы начали изучать новый предмет- физику. Я узнал, что большую роль в понимании явлений природы и сохранении устойчивого окружающего мира играет физика, так как в основе большинства природных процессов лежат физические явления. Если мы будем знать причины опасных явлений в окружающей среде, то сумеем найти способы их устранения или использования.
Каждый из нас, снимая свитер или расчесывая волосы пластмассовым гребнем, наверняка обращал внимание на появляющиеся при этом крохотные искры. И эти искры, и могучий разряд молнии относятся к одним и тем же электромагнитным явлениям и, соответственно, подчиняются одним и тем же законам. Поэтому для изучения электромагнитных явлений не стоит дожидаться грозы, достаточно изучить, как ведут себя безопасные искорки, чтобы понять, чего следует ждать от молний и как избежать возможной опасности.
Цель моей работы: изучение природных электрических явлений – грозы и молнии.
Задачи:
объяснить физическую природу электрических явлений: грозы и молнии;
привести примеры фактов и событий, связанных с грозой и молнией, используя различные источники информации;
рассказать о правилах безопасного поведения во время
выпустить стенгазету, посвящённую грозе и молнии
Продукт проекта: стенгазета
Теоретическая часть
1.1.Физика и физические явления
Физика изучает всё, что происходит в природе.
Физические тела-определённая часть пространства, занятая веществом, т.е. всё, что нас окружает.
Вещество-это и металлы, и пластик, и дерево, и воздух
Материя все, что можно ощутить, т.е. вещество
Поле-особый вид материи, который нельзя ощутить -невидимые электромагнитные волны. Мы имеем возможность связываться со своими собеседниками по мобильному телефону, капитан корабля-запросить спутник о координатах своего судна. С помощью таких волн работает радио и телевидение. Еще одним примером электромагнитного поля является свет. К примеру: на судне без приборов обойтись практически невозможно.
Благодаря GPS всегда известны местонахождения и курс кораблей, сонар-устройство зондирования морского дна предупредит капитана о подводных скалах и рифах, а радар-о надводных опасностях (айсбергах и других судах) в условиях плохой видимости. В случае аварии капитан всегда может вызвать помощь с помощью разных радиоприборов.
Материя вокруг нас постоянно изменяется. Некоторые тела перемещается относительно друг друга, часть из них сталкивается и, возможно, разрушаются, из одних тел образуются другие…Перечень таких изменений можно продолжать и продолжать-недаром еще в глубокой древности, философ Гераклит заметил: «Все течет, все меняется». Изменения в окружающем нас мире, т.е. в природе ученые называют специальным термином- явления.
Физические явления подразделяются на:
-Механические (полёт ракеты, падение камня)
-Оптические (вспышка молнии, свечение лампы)
-Тепловые (нагрев пищи, таяние снега)
-Звуковые (птичье пение, грохот грома)
-Электромагнитные (разряд молнии)
Эти явления связаны между собой. Впервые такие исследования провёл ученый Б. Франклин (1706-1790), который изобрел эффективное средство защиты от грозового разряда -молниеотвод. Изучив физические явления по отдельности, ученые устанавливают их взаимосвязь. Так разряд молнии (электромагнитное явление) обязательно сопровождается значительным повышением температуры в канале молнии (тепловое явление). Исследование явлений в их взаимосвязи позволило лучше понять природу природных явлений, и найти путь практического применения электромагнитных и тепловых явлений. Каждый из вас, проходя мимо строительной площадки, видел рабочих в защитных масках, и ослепительные вспышки электросварки (электросварка способ соединения металлических деталей с помощью электрического разряда) -это и есть пример практического применения научных исследований.
1.2.Гроза и молния- природные электрические явления
Рассмотрим одно из сложных природных явлений-грозу. Гроза -это атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаками и земной поверхностью возникают электрические разряды молнии, сопровождаемые громом. Одновременно на Земле действует около полутора тысяч гроз, средняя интенсивность разрядов оценивается как 100 разрядов молний в секунду. По поверхности планеты грозы распространяются неравномерно. Над океаном гроз наблюдается приблизительно в 10 раз меньше, чем над континентами. В тропической и экваториальной зоне от 30°с.ш до 30°ю.ш сосредоточено около 78% всех молниевых разрядов. Максимум грозовой активности приходится на центральную Африку. В полярных районах Арктики и Антарктики гроз практически не бывает. Интенсивность гроз следует за солнцем, максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы. Минимум зарегистрированных гроз приходится на время перед восходом солнца.
Молния-электрический искровой разряд в атмосфере, возникает обычно во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой и сопровождающийся громом. Молнии также были зафиксированы на Венере, Юпитере, Сатурне, Уране и др.
Сила тока в разряде молнии достигает 10000-500000 ампер, а напряжение 10 000 000-1 000 000 000вольт. Самая длинная молния была зафиксирована в Оклахоме в 2007году, ее протяженность составила 321км. Самая продолжительная молния была зафиксирована в Альпах. Ее длительность составила 7.74сек. Согласно ранним оценкам частота ударов молний на Земле составляет 100ударов в секунду.
По современным данным, полученным с помощью спутников, которые могут обнаруживать молнии в местах, где не ведется наблюдение с земли, ее частота составляет 44±5 раз/секунду, что соответствует: 1.4 миллиарда молний в год 75% этих молний ударяет между облаками, или внутри облаков, а 25% в землю.
Чем дальше тучи, тем больше молния, чем ближе тучи, тем меньше молния.
Разряд молнии является электрическим взрывом и в некоторых аспектах похож на детонацию взрывчатого вещества. Он вызывает появление ударной волны, опасной в непосредственной близости. Скорость нарастания тока 30 000ампер за 0.1миллисекунду.
На расстоянии от центра канала молнии-0.93Мпа, что соответствует ударной волне создаваемой тактичным ядерным оружием.
На расстоянии 0,5м-0,025 Мпа, что сопоставимо с ударной волны артиллерийской мины, разрушения строений.
На расстоянии 3-5м-0.005-0.002 Мпа выбивание стекол и временное оглушение человека.
На больших расстояниях ударная волны вырождается в гром. Ударная волна молнии вызывает выключение приборов, сгорание приборов от перенапряжения. Для защиты от молний ученые изобрели разрядник. Егофункция разряжать молнии, т.е. теперь от ударной волны угрозы не страшны.
Учёные подразделяют молнии на линейные, горизонтальные, ленточные, пунктирные, шторовые, объёмные, вулканические, шаровые и др.
1.3.Шаровая молния как разновидность молнии
Шаровая молния- редкое природное явление, выглядящее как плавающий, светящийся, пылающий шар в воздухе. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено, также существуют научные теории, которые сводят феномен к галлюцинациям. Шаровая молния по многим годам наблюдений происходит обычно в грозовую и штормовую погоду, зачастую наряду с обычными молниями. Чаще всего она как бы выходит с проводника или поражается обычными молниями, иногда спускается с облаков, в редких случаях неожиданно появляется в воздухе или может выйти из какого-либо предмета например: столб.
Никола Тесла (1856-1943) - изобретатель в области электроники и радиотехники, инженер, физик, который посвятил свои труды изучению шаровой молнии.
Современники- биографы считают Теслу «Человеком, который изобрел ХХ век» и «Святым заступником» современного электричества. Никола Тесла достиг великих достижений в области электроники и радиотехники. Ему удалось сделать то, что не под силу ученым-современникам. Тесла создал в условиях своей лаборатории шаровую молнию. Он говорил: «Я никогда не видел явления как такового». Если Тесле удалось накачать импульс энергией так называемого эфира (Гипотетическая среда, которой, по научным исследованиям прошлых столетий, приписывалась роль переносчика электромагнитных взаимодействий) и эффектом резонанса «раскачать» волну, то согласно данному предположению, должен был возникнуть разряд мощностью, сопоставимой с ядерным взрывом... Многие ученые считаю Теслу гением электричества и радиотехники, а некоторые вовсе называют его пришельцем. Однажды, провожая друзей с вечеринки, он уговорил их не садиться в проходивший поезд, тем самым спас им жизнь-поезд действительно сошел с рельсов, и, многие люди погибли или получили увечья. Хоть Тесла и был гением электричества и радиотехники, но он панически боялся микробов. Фобии и навязчивые состояния сочетались у Теслы с поразительной энергией.
«Тесла изобрел вечный двигатель» -говорят одни, другие же противоречат этому высказыванию, доказывая правоту материалами из архива, но мы это вряд ли узнаем, ведь Тесла сжег весь свой архив, под предлогом «Человечество пока не готово к этому»
2.Практическая часть
Примеры фактов и событий, связанных с грозой и молнией
-Жертвами молнии ежегодно становятся около 2500 человек (причем 84% из них – лица мужского пола в возрасте от 10 до 35 лет). Приблизительно каждый двадцатый из пораженных молнией погибает
-Самое грозовое место на Земле -Тороро в Уганде, где в году 251 грозовой день.
-Молния повсеместно считалась предсказанием (злым или добрым). В Риме это было достаточно существенным основанием, чтобы отложить на день общественные мероприятия или заседания сената.
-Молния - разряд тока энергией до 3 млрд. Дж., движущаяся из облака вниз со скоростью 160-1600 км/с по ионизированному каналу воздуха с температурой плазмы до 30 000 градусов (в 5 раз выше, чем на поверхности Солнца). Молния сопровождается звуковой ударной волной (громом), слышимой иногда на расстоянии до 29 км.
-Одной из загадок молний являются так называемое «гнездо» молнии. Так называют место, куда грозовые разряды бьют с завидным постоянством. Ученые объясняют тайну «гнёзд молний» пониженным электрическим сопротивление таких мест. Это возможно, когда в земле есть залежи металла.
-Несколько лет назад в Стране восходящего солнца группа школьников отправилась в горы. Разразилась гроза. Учитель велел детям обвязаться веревкой, как обычно поступают альпинисты. В эту связку и угодил грозовой разряд, убив… каждого третьего. Понятно, что намокшая веревка стала хорошим проводником тока. Но почему погиб каждый третий?
-В 1963г. от удара молнии потерпел аварию самолет «Боинг-707», погиб весь экипаж.
-Один из трагических случаев русской науки связан с появлением шаровой молнии. Для изучения атмосферного электричества Ломоносов и профессор Рихман оборудовали в своих квартирах специальные «громовые машины», которые цепями соединялись с высокими шестам, выставленными на крышах. В 1753г. во время грозы над Санкт- Петербургом из железного прута в квартире Рихмана внезапно появилась голубоватая шаровая молния и ученый погиб.
2.2. Правила поведения во время грозы
Если появились признаки приближения грозы, нужно переждать ее в помещении.
Держитесь дальше от электропроводки, антенны, окон, дверей.
Если гроза застала вас в парке, лесу, не укрывайтесь вблизи высоких деревьев, особенно таких, как дуб, тополь.
Если вы находитесь на возвышении, скале, в горах, немедленно спускайтесь вниз или ищите убежища в углублениях среди нагромождения камней.
Нельзя находиться на открытых незащищенных местах, вблизи металлических оград, крупных металлических объектов, влажных стен, заземления молниеотвода.
Если гроза застала вас в водоеме, немедленно выбирайтесь на берег и отходите от воды.
Почувствовав щекотание кожи, а также то, что у вас волосы поднимаются дыбом, знайте, что молния ударит поблизости от вас. Не раздумывая, бросайтесь ничком на землю – это уменьшит риск вашего поражения.
Если вы застигнуты грозой, будучи на велосипеде или мотоцикле, прекратите движение, покиньте их и переждите грозу на расстоянии примерно 30 метров от них.
Если вы едете в машине, оставайтесь в ней. Закройте окна, опустите автомобильную антенну и остановитесь.
При отсутствии укрытия нужно лечь на землю, лучше на сухом песчаном грунте, удаленном от водоема. Если вам удобнее сидеть, то постарайтесь сжать колени вместе, обхватите их руками, опустите голову пониже.
Во время грозы не бегайте.
При встрече с шаровой молнией сохраняйте спокойствие и не двигайтесь. Не приближайтесь к ней, не касайтесь ее чем-либо, не убегайте от нее.
3. Заключение
В своей работе мы рассказали лишь об одном природном явлении. Мы объяснили природу возникновения грозы и молнии с физической точки зрения, привели примеры фактов и событий, связанных с грозой и молнией.
Таким образом, мы видим, что нас окружают разнообразные природные явления и процессы, которые уносят тысячи жизней. Именно изучение таких явлений, следованиям правилам безопасности поможет сохранить как собственную жизнь и здоровье, так и здоровье и жизнь окружающих.
4.Список литературы
Тарасов Л. В. Физика в природе: Кн. для учащихся. М., 1988.
Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия, 2006, 10 СD.
animalworld.com.ua/news/Kakie_byvajut_vidy_molnij
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Молния
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Шаровая_молния
«Загадки Николы Тесла»,2009, Яуза. Изд-во «Эксмо»
Никола Тесла. Мои изобретения.1919//library.raikevich.com/tesla/01.htm
