Проект творческо-исследовательской деятельности «Волшебное электричество»

Проект

творческо-исследовательской деятельности

«Волшебное электричество»

Занимательные опыты

со статическим электричеством

Актуальность.

Однажды,придя домой с улицы после лыжной прогулки ,я снимал шапку перед зеркалом, и заметил, что мои волосы притягиваются к ней.

Посмотрев фотографии в интернете, понял, что такая проблема возникает не только у меня. Когда я снимал свитер в темноте, то увидел, как между мной и свитером проскакивают искры, и слышал тихий треск.

Мне стало интересно, отчего это происходит?

Оказалось причина этого явления - статическое электричество.

 У меня возникло очень много вопросов: «Что такое электричество?», «Где живет электричество и как можно его увидеть?», «Как получить электричество в домашних условиях?», «Опасно ли электричество для жизни человека?». С помощью взрослых решил найти ответы на эти вопросы.

Цель исследования.

Изучить причину образования статического электричества.

Объект исследования: статическое электричество.

Предмет исследования: образование статического электричества в окружающей среде.

Гипотеза исследования.

1. Статическое электричество образуется в результате трения некоторых предметов.

2. Все ли вещества электризуются.

3. Допустим, что оно очень вредно для человека;

4. Возможно, оно приносит некоторую пользу;

Задачи исследования.

• Узнать, что собой представляет статическое электричество.

• Выяснить причину возникновениястатического электричества.

• Узнайте о положительно и отрицательно заряженных частицах, используя несколько основных предметов, которые мы часто используем в быту.

Методы исследования:

1. Подумал сам.

2. Просмотр мультипликационных фильмов «Фиксики», «Смешарики», «Уроки тетушки Совы».

3. Просмотр научно-познавательных передач «Профессор Почемучкин», «Галилео», «Забавная наука».

4. Просмотр книг, энциклопедий, научных журналов для детей.

5. Спросил у родителей иучителя.

6. Провел исследование, эксперименты, опыты.

7. Освоил «занимательные» фокусы.

Этапы исследования.

Этапы	Цель	Методы
1 этап Теоретическое исследование проблемы	Выяснить: - что такое статическое электричество; - причины возникновение статического электричества.	- подумать самому; - просмотр мультфильмов «Фиксики», «Смешарики», «Уроки тетушки Совы»; - просмотр научно-познава-тельных передач «Профессор Почемучкин», «Галилео», «Забавная наука»; - просмотр книг, энциклопедий, научных журналов для детей; - спросил у родителей и учителя
2 этап Практическое исследование проблемы	Выяснить: - какой материал, при трении может электризоваться; - причины возникновение статического электричества; - все ли вещества электризуются; -	- опыты, эксперименты; - моделирование; - наблюдение; - анализ; - сравнение.
3 этап Практическое использование результатов исследования.	- выступление перед одноклассниками «Занимательные фокусы» - с наэлектризованными предметами – «Волшебный шар», «Притягивание бумаги» и др. - показ компьютерной презентации «Электричество…»	- демонстрация фокусов.

1 этап. Теоретическое исследование проблемы.

Для того чтобы все выяснить я пошел с мамой в библиотеку. Там я выбрал книги и энциклопедии для изучения своей проблемы. И вот, что я выяснил.

Статическое электричество – это нарушение баланса положительных и отрицательных зарядов. Заряд – это свойство частиц. Заряды бывают положительными и отрицательными. Из положительных и отрицательных частиц состоят атомы. Предметы, имеющие противоположные заряды (положительный и отрицательный), притягиваются, а одноименные заряды – отталкиваются.

Вода, воздух, металлы, дерево состоят из различных атомов. Атомы этих веществ состоят из положительных и отрицательных частиц. В каждом атоме число положительных частиц равно числу отрицательных частиц. В атомах разных веществ находится больше или меньше заряженных частиц, поэтому при соприкосновении, при натирании стеклянной палочки о шелк или пластмассовой трубочки о шерстяную ткань они заряжаются. При этом отрицательные частицы (электроны) переходят от тела с большим числом электронов к телу, где их меньше. Впервые, подметили налипание ниток на янтарный челнок древние греки. В начале 17 века явление прилипания одних предметов к другим при соприкосновении назвали электризацией. А в 1897 году появился термин электрон. Отсюда и произошло выражение « электрический ток».

Молния - это сильный электрический разряд, который исходит из облака в направлении другого облака или в направлении земли, в результате образования статического электричества в этих облаках.

В жаркую погоду с поверхности земли испаряется много воды, и влажный тёплый воздух поднимается вверх и образует дождевые облака. Капли воды и кристаллики льда внутри облака постоянно сталкиваются друг с другом и приобретают положительный и отрицательный электрический заряды. Вверху облака собирается положительные заряды. Тяжелые частицы внизу облака заряжаются отрицательно. Oт тучи к туче пробегает электрический разряд, и в небе вспыхивает молния. Из-за того, что Земля имеет положительный заряд, поток отрицательных частиц устремляется к Земле. Происходит «обратный удар» и вспышка.

2 этап. Практическое исследование проблемы.

Итак, я узнал, что такое статическое электричество и причины его возникновения. А сейчас я хочу проверить это на практике, при помощи некоторых опытов.И в этом мне помогла мой учитель. Она подобрала опыты и необходимый материал. И мы приступили к интересным исследованиям.

Для начала я провел опрос, знают ли мои сверстники о явлении статическое электричество. В опросе приняли участие 5 человек. Результаты опроса приведены в таблице 1.

Таблица 1 «Анкета № 1»

Вопрос	Да	Нет
Знаете ли Вы, что такое статическое электричество?	2	3
Знаете, где оно возникает?	1	4
Можете привести пример?	2	3

Из результатов опроса я понял, что большинство моих сверстников не имеют представления о статическом электричестве. Поэтому, мы с учителем решили рассказать об этом явлении, как оно возникает, где его можно увидеть и даже ощутить на себе. Для этого мы провели несколько удивительных опытов.

Опыт №1. Волшебный шар

Цель: узнать, как статическое электричество действует па волосы.

Подготовка:

Нам понадобятся:

- воздушный шарик

- ассистент

Для проведения опыта я встал перед своими друзьями, чтобы все могли увидеть ре­зультат опыта.

Начинаем научное волшебство!

1. Я взял воздушный шарик и потер о свои волосы.

2. Поднес шарик над головой одноклассника на расстоянии 5-7 сантиметров.

Результат:

3. Волосы Кости поднимаются в сторону шарика.

Объяснение:

Отрицательные частицы с волос при трении перешли на шарик и прида­ли ему отрицательный заряд. А Костины волосы зарядились положительным зарядом, и отрицательно заряженный шарик притянул его волосы к себе.

Моим друзьям очень понравился мой опыт, и они начали делать эксперименты друг на друге. Было очень весело. Потом я рассказал ребятам еще о нескольких опытах.

Опыт № 2. Притягивание бумаги

Цель: узнать, как статическое электричество действует на бумагу.

Подготовка:

Нам понадобятся:

• Бумага мелко нарезанная

• Воздушный шар

Начинаем научное волшебство!

1. Я взял шар и потер его о шарф.

2. Поднес шарик к разорванной бумаге на расстоянии 2-3 сантиметров.

Результат:

3. Кусочки бумаги прилипли к моему шарику.

Объяснение:

Отрицательные частицы при трении воздушного шарика прида­ли ему отрицательный заряд. Бумага ,имела положительный заряд и отрицательно заряженный шарик притянул к себе бумагу.

Опыт №3. «Танцующая фольга»

Цель:узнать, что разноименные статические заряды притягиваются друг к другу, а одноименные отталкиваются.

Материал и оборудование:

Тонкая алюминиевая фольга (обертка от шоколада).

Ножницы.

Пластмассовая расческа.

Бумажное полотенце.

Начинаем эксперимент:

Нарежем алюминиевую фольгу (блестящую обертку от шоколада или конфет) очень узкими и длинными полосками. Высыпаем полоски фольги на бумажное полотенце. Проведем несколько раз пластмассовой расческой по своим волосам, а затем поднесем ее вплотную к полоскам фольги. Полоски начнут «танцевать». Почему так происходит?

Волосы, о которые мы потерли пластмассовую расческу, очень легко теряют свои электроны. Их часть перешла на расческу, и она приобрела отрицательный статический заряд. Когда мы приблизили расческу к полоскам фольги, электроны в ней начали отталкиваться от электронов расчески и перемещаться на противоположную сторону полоски. Таким образом, одна сторона полоски оказалась заряжена положительно, и расческа начала притягивать ее к себе. Другая сторона полоски приобрела отрицательный заряд.легкая полоска фольги, притягиваясь, поднимается в воздух, переворачивается и оказывается повернутой к расческе другой стороной, с отрицательным зарядом. В этот момент она отталкивается от расчески. Процесс притягивания и отталкивания полосок идет непрерывно, создается впечатление, что «фольга танцует».

Вывод: Разноименные статические заряды притягиваются друг к другу, а одноименные отталкиваются.

Опыт №4 «Волшебная палочка».

- Порвите полоску бумаги на мелкие кусочки.

- Поднесите ручку к бумаге.

- С бумагой что-то происходит? (Нет).

- Как заставить бумагу притянутся к ручке? (Предположения детей)

- Сейчас мы сделаем эти обычные ручки волшебными, электрическими. Возьмите кусочек шерстяного материала и натрите им ручку. Медленно поднесите ее к кусочкам бумаги.

- Что происходит с бумагой? (Бумага притянулась к ручке).

- Как ручка стала электрической? (Её натерли шерстяной тканью.)

Вывод: Электричество живет не только в волосах, но и в одежде.

Мы опять поймали электричество.

Проведя эти опыты, я выяснил, что электрические заряды возникают на поверхности материалов из-за трения.

Итак, мы увидели действие статического электричества. Но самое силь­ное и разрушительное действие статического электричества, можно увидеть во время молнии.

Дальше я решил выяснить: знают ли мои друзья о молнии, как она образуется и чем опасна. Для этого я провел еще один опрос.

Таблица №2 «Анкета №2»

Вопрос	Да	Нет
Видел ли ты молнию?	5	0
Знаешь, ли ты из-за чего она появляется?	2	3
Как ты думаешь, опасна ли молния?	5	0

Многие ребята, конечно, видели молнию и догадываются, что она опасна. Но, не все знают, как уберечься от молнии, как себя вести во время грозы. Я ре­шил сделать памятку о том, как вести себя во время грозы в разных ситуациях Материал по данному вопросу я нашел в интернете. Памятка получилась про­стой и попятной для моих сверстников, поэтому я размножил ее и раздал ребятам.

Этап 3. Практическое использование результатов

Потом нам учительница показала презентацию о положительных и отрицательных качествах статического электричества. И вот что я узнал:

Вред и польза статического электричества

Польза

Окраска деталей автомобиля.

На автомобильных заводах, для лучшей покраски используют электризацию. Корпус машины заряжают отрицательно, а краску положительно, это делает покраску более прочной и равномерной.

С таким же успехом электризацию используют и в копчении. Рыбу заряжают отрицательно, а дым положительно (рис14), тогда частички дыма будут устремляться к отрицательно заряженной тушке рыбы, тем самым ускоряя процесс копчения.

Очистка промышленных газов стала необходимостью любого производства. Практика показала, что с этим хорошо справляется электрическое поле.. Газ, содержащий, например, частицы сажи, поднимаясь вверх (синие стрелки), проходит через отрицательно заряженную металлическую сетку (1), в результате чего эти частицы приобретают отрицательный заряд (2). Продолжая подниматься вверх, частицы оказываются в электрическом поле положительно заряженных пластин (3), к которым они притягиваются (4), после чего частицы падают в специальные ёмкости (5), откуда их периодически удаляют.

Ксероксы – аппараты для копирования документов устроены с использованием законов электростатики.На бумаге создается невидимый электростатический рельеф того рисунка, который надо отобразить. Частицы краски прилипают только к заряженной области на бумаге. Получается точная копия документа.

Можно привести много других примеров полезного применения статической электризации.

О вреде статического электричества

 

   Вообще, о вреде статического электричества известно давно.
Эта напасть особенно опасна для человеческого организма еще потому, что она ему в новинку. И природа за период эволюции не выработала защитного механизма от статического электричества.

Люди научились защищать от вредного воздействия статического электричества здания, промышленную технику и бытовые приборы. Даже об одежде подумали, изобретя специальный аэрозоль, чтобы к ней ничего не липло.
Позаботились обо всем, кроме… себя. И, как итог — статическое электричество превратилось едва ли не в главную угрозу организму современного человека. Оно накапливаться не только на предметах, и воздухе, но и на самом человеке, особенно на одежде и волосяном покрове. Оно наносит вред функционированию нервной системы, всячески раздражает.

Действие статического электричества выражается в непосредственном раздражении чувствительных нервных окончаний кожи, либо раздражение возникает вторично, за счет поляризации клеточных элементов и изменения ионных отношений в тканях. Бесконечные «щелчки» от соприкосновений раздражают.

Жалобы:
Люди, подвергающиеся длительному воздействию статического электричества,  жалуются на повышенную утомляемость, раздражительность, плохой сон и т.п. 
Исследования показывают, что наиболее чувствительны к электростатическим полям центральная нервная система и сердечно-сосудистая система организма.
Кроме того синтетическая ткань не даёт телу дышать: в процессе движений тело нагревается, нарушается нормальный теплообмен, увеличивается потоотделение.
Такая одежда не пропускает влагу - она водонепроницаема: пот, который выделяется телом, не испаряется из ткани одежды, а задерживается между телом и одеждой. Возникает эффект паровой бани, только при этом занимающийся парится в собственном поте, щёлочи, жирах и кислотах которые выделяются вместе с ним.

Выводы.

Данное исследование позволило мне развить свои навыки работы с дополнительной литературой, умение проводить эксперименты, проводить анализ полученных результатов, обосновывать итоги исследований. Я узнал, что такое статическое электричество, с помощью опытов проверил некоторые его свойства, познакомился с интересными фактами использования статического электричества. Узнал, что молния это заряд статического электричества, который ударяет в более высокий предмет. Работая над своей темой, мне удалось достичь поставленных целей, выдвинутые мною гипотезы подтвердились.

Я убедился в том, что можно предупредить вредные последствия этого явления и использовать его в положительных целях, но для этого нужно хорошо изучить это явление. При правильном использовании статическое электричество может приносить немало пользы. Свою работу я считаю актуальной и перспективной. Человечество уже не одно десятилетие ищет новые источники энергии. В числе таких источников рассматривается и статическое электричество. Вот почему необходимо хорошо знать его свойства и возможности. Моя работа может быть полезна ученикам на уроках окружающего мира.

Приложение

ПАМЯТКА
как вести себя во время грозы

Если вы находитесь дома

1. Закройте двери и окна, так как сквозняк может привлечь молнию.

2. Не касайтесь ничего, что имеет контакт с внешним миром: антенна, телефон, металлические детали на балконе, лоджии, окнах и т.п.

3. Выключите все электроприборы и электронную аппаратуру. Помните: молния способна поразить человека на расстоянии двух-трех метров от электропроводки.

4. Старайтесь находиться подальше от воды: не мойте посуду, не принимайте душ, ванну.

5. Перекройте заслонку печи, исключив тем самым привлекательный для молнии тепловой поток; старайтесь находиться подальше от печи.

Если вы оказались на улице (в поле)

1. Спрячьтесь в здании (укрытии), желательно защищенном молниеотводом.

2. Не находитесь вблизи металлических или сетчатых оград, крупных металлических объектов, влажных стен, заземления молниеотвода.

3. Оказавшись на открытой местности, присядьте, пригните голову к коленям, так как эта поза менее опасная.

Если вы в лесу (на отдыхе)

1. Не стойте под деревьями, одиноко растущими на берегу водоёма, и, прежде всего: под тополем, дубом, елью, вязом, орешником.

2. Не купайтесь в открытых водоёмах, не переходите вброд реку, отойдите подальше от ручья, болота, берега реки, родника. Наиболее безопасное место – сухая ложбина между холмами.

3. Потушите костер, помня привлекательность для молнии теплового потока.

4. Внутри палатки лучше располагаться на раскладушке или надувном матраце; при этом не следует касаться опорных столбов и мокрого полотна палатки.

5. Во время грозы не занимайтесь спортом на открытом воздухе, прекратите движение на велосипеде или мотоцикле и переждите грозу на расстоянии не менее 30 метров от них.

В автомобиле

1. Заглушите двигатель.

2. Не дотрагивайтесь до металлических деталей: ручек, дверей и др. Специалисты ещё рекомендуют не пользоваться сотовыми телефонами, чтобы не получить звукового удара, опасного для барабанных перепонок и для самой жизни.