Интегрированный урок физики с участием учителей истории, биологии, географии и истории.
Задачи урока.
Образовательные:
1. Формирование интеграционно - познавательной деятельности учеников на уроке по изучению сейсмических волн.
Развивающие:
2. Показать учащимся методы научного познания, способствовать развитию интеллектуальных и практических умений.
Воспитательные:
3. Формирование научного мировозрения.
Используемые материалы: картина Брюлова "Последний день Помпеи", карта Марий Эл, таблица интенсивности землетрясений, рисунок сейсмографа.
Цель.
Объяснение природных явлений на основе полученных знаний о волновых явлениях.
1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ.
Актуализация темы. Показать картину Брюлова (Рис.1). На земле происходят такие катастрофы. Как вы думаете, почему они возникают? (Происходит землетрясение). Так как землетрясение - это волна, то сначала нужно повторить волновые процессы.
2. КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ.
Повторение ранее пройденной темы "Колебания и волны".
- Дайте определение механической волны.
- Какие волны изучаются в механике?
- В чем причина возникновения волн?
- В каких средах распространяются волны?
- Как движутся частицы в различных видах волн?
- Что такое скорость волны, как ее определить?
- Что такое длина волны, как ее определить?
Для закрепления двух последних вопросов два ученика вызываются к доске решать задачи. Остальным ученикам на время решения задач раздаются перфорированные карточки для повторения основных формул. Карточки учитывают уровень подготовленности учеников (Рис.2).
После выполнения задания ученики меняются карточками и проверяют правильность решения друг у друга.
После ответа учеников разбираются решенные задачи и проверяются карточки.
В завершение повторения ученики заполняют кроссворд, в который включены повторенные понятия. Кроссворд заполняется на доске с помощью всех учеников.
1
2
3
4
5
6
Вопросы:
1. В каких средах могут распространяться поперечные волны? (Твердых)
2. Какую характеристику волны мы найдем, если умножим длину волны на частоту колебаний? (Скорость)
3. Как называют волну, в которой частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны? (Продольная)
4. Как называют волну, в которой частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны? (Поперечная)
5. Какая характеристика волны измеряется в герцах? (Частота)
6. Возмущение среды называется... (Волна)
3. РАБОТА ПО ИЗУЧЕНИЮ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
Слово учителя истории:
Везувий зев открыл – дым хлынул клубом – пламя
Широко развилось, как боевое знамя.
Земля волнуется – с шатнувшихся колонн
Кумиры? Падают! Народ, гонимый (страхом),
Под каменным дождем, (под воспаленным прахом),
Толпами, стар и млад бежит из града вон.
Вопрос классу:
– В какой строчке этого стихотворения мы видим волновые явления? (Третья)
– Действительно, ребята. Землетрясение, которое погубило город Помпеи, было вызвано извержением вулкана. Этот же вулкан похоронил город под толстым слоем пепла и сохранил его нетронутым для будущих исследователей. Город, погибший 24 августа 79 года н. э. был похоронен под пеплом и лавой до наших дней в первозданном виде. Археологи в XIX веке раскопали его и обнаружили остатки еды и вина, а также людей, которые сидят за столом, продавца с товаром и т.д. Помпеи выглядел, как музей под открытым небом, который застыл в веках. На фотографии (Рис.3) изображен слепок ребенка, найденный на развалинах Помпеи.
Слово учителя физики:
Волны, которые разрушили этот город, называются сейсмическими, они были вызваны землетрясением, которое последовало за извержением вулкана. Но не всегда такие волны связаны с извержением вулкана. В истории известно множество разрушительных землетрясений, которые возникали по другим причинам. Историки подсчитали, что человечество отдало в жертву землетрясениям около 75 млн. человеческих жизней. Чтобы противостоять этой силе, необходимо ее изучать.
Давайте запишем, какие типы волн возникают при землетрясении.
1)Первичные (Р- типа) - это продольные, они давят и растягивают земную поверхность, их скорость 10 км/с,
2) Вторичные (S-типа) – это поперечные, они сдвигают частицы вещества вверх и вниз, их скорость 5 км/с.
Сейсмические волны регистрируются прибором под названием сейсмограф (Рис. 4). Он состоит из вращающего барабана и самописца на пружине. Сделать рисунок сейсмографа в тетради.
Расстояние до эпицентра определяется по разности хода первичной и вторичной волны.
Главной характеристикой сейсмических волн является амплитуда. Величина амплитуды во всем мире измеряется в баллах. Эта шкала была создана в 1935г. сейсмологом Ч.Рихтером и определялась по ощущениям людей. Перенесем эту таблицу в тетрадь.
| Балл | Название | Характеристика |
| 1 – 4 | Слабые |
|
| 5 – 7 | Сильные |
|
| 8 – 12 | Сильнейшие |
Ученики самостоятельно заполняют 3 графу (на основании домашнего задания).
Для описания землетрясения введем основные термины и запишем их в тетради.
1)Эпицентр – место на поверхности земли под очагом.
2) Гипоцентр – фокус, источник энергии в недрах Земли, глубина от 5 до 700 км.
3)Форшоки – предварительные толчки,
Афтершоки – последующие слабые толчки.
4) Интенсивность – величина сотрясений грунта, измеряется в баллах.
Слово учителя биологии:
Но, оказывается, ребята, существуют и другие способы предсказания землетрясений. Оказавшись в зоне землетрясений, вы можете предвидеть его начало, если будете внимательно наблюдать за поведением различных живых существ. Если в обычное время они ведут себя спокойно, то перед началом землетрясения они будут вести себя очень необычно. Рыбы всплывают и беспокоятся, наблюдаются массовые перелеты птиц, собаки и кошки бегут из домов, змеи и муравьи покидают свои жилища. Даже цветы возле эпицентра реагируют на начало землетрясения. В Казахстане создан специальный полигон для изучения поведения животных перед землетрясением.
Слово учителя географии:
Геофизик Б. Б. Голицин писал в своей книге “Лекции о сейсмологии”:
“Можно уподобить всякое землетрясение фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренность Земли, позволяя тем самым рассмотреть то, что там происходит. Свет от этого фонаря пока еще очень тусклый, но не подлежит сомнению, что со временем он станет гораздо ярче и позволит нам разобраться в этих сложных явлениях природы... “
Строением Земли люди интересуются очень давно. Но только совсем недавно ученым удалось исследовать внутренности нашей планеты, и они узнали, что ядро Земли покрыто снаружи жидкостью. Это выяснилось с помощью изучения распространения продольных и поперечных волн.
Скажите, пожалуйста, в чем разница в распространении этих волн? Правильно, жидкость поперечные волны не пропускает. Таким образом, мы с вами видим, что даже элементарные знания позволяют нам сделать серьезные выводы:
1. Сейсмические волны возникают при резком смещении тектонических плит или при извержении вулкана.
2. Сейсмические волны используются для исследования глубоких слоев Земли.
3. Геологи применяют искусственные сейсмические волны для поиска полезных ископаемых.
4. Метеорологи исследуют связь погоды и землетрясений.
5. Биологи изучают поведение животных перед землетрясением.
6. Астрономы изучают сейсмические волны на других планетах.
7. С помощью методов сейсмологии проводятся наблюдения за ядерными испытаниями.
Скажите, ребята, может у нас в республике тоже где-нибудь встречаются сейсмические волны?
– А я видел в учебнике географии карту Марий Эл [1], на которой разрисованы сейсмические зоны. Это значит, что и в нашей республике бывают землетрясения.
– В моем районе геологи с помощью сейсмических волн искали нефть, после их исследований даже стали бурить скважины, но почему-то прекратили.
– А в Козьмодемьянске, говорят, в конце ХIХ в. было землетрясение около 8 баллов. Баржи с Волги выбрасывало на 25 метров.
4. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ПРОЙДЕННОГО МАТЕРИАЛА.
Предлагается практическое задание по определению эпицентра землетрясения, которое реально произошло в Новой Зеландии 13 февраля 1973г.
Станция 1 в Веллингтоне дала расстояние R1=225 км, станция 2 в Нейпире R2=120 км, станция 3 в Таранаке R3=215 км (Рис.5).
( Эпицентр, влк. Руапеку, находится в точке пересечения трех окружностей с центрами в соответствующих станциях, ученикам раздаются карты с заданием, и они проделывают соответствующее построение. )
Список литературы:
1. Д.П. Васильева “Ландшафтная география Марий Эл”,1979 г., Йошкар-Ола, (с.11).