Цели урока:
- Дидактические: продолжить формирование знаний по теме "Механические волны".
- Развивающие: способствовать дальнейшему расширению кругозора студентов и получению новых естественно-научных знаний.
- Воспитательные: использовать физическую информацию для пробуждения у студентов патриотических и гражданских чувств посредством обращения к истории, архитектуре, литературе и атрибутам древнерусских храмов. Воспитание уверенности, стремления к познанию, стимулирование интереса студентов к данной дисциплине в целом.
Методы проведения: урок-вечер.
Оборудование урока: раздаточный материал, ПК, презентация, доска, интерактивная доска, тестовые задания, кроссворды, музыкальные отрывки с колокольными звонами, музыкальная вставка песни "Малиновый звон".
Межпредметные связи: история, литература.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Ход урока
I. Организационный момент: выявление отсутствующих учащихся, мобилизация внимания.
II. Актуализация познавательной деятельности: проверка домашнего задания : "Доклад на тему "Цунами"". (Приложение № 1)
Раздаются карточки для занесения ответов на тесты. (Приложение № 2)
Письменный опрос с использованием тестовых заданий по теме:
"Механические волны". (Приложения № 3,4)
Учащиеся обмениваются тестовыми заданиями с рядом сидящими товарищами и проверяют друг у друга задания, сравнивая ответы с образцом.
(см. Приложение №5 и презентацию)
III. Изучение нового материала.
См. презентацию.
IV. Вступительное слово преподавателя.
Преподаватель звонит в фарфоровый колокольчик и говорит: Колокол - это один из символов Руси, ее силы, веры в будущее и памяти о прошлом.
V. Исторические сведения.
Колокола занимают особое место в истории России. Первое упоминание о них относится к 1066 году и связано со звонницей Святой Софии Новгородской.
Первое применение колоколов при христианском богослужении, церковное предание относит к святому Павлину, епископу Ноланскому (353-431). В одном из снов он видел ангела с колокольчиками, издававшими дивные звуки. Колокола помещали в звонницах храма, но очень часто - на специальных сооружениях рядом с церковью - колокольнях (с XIX в.).
О русских мастерах колокольного дела впервые упоминается в летописи под 1194 году. Вначале XII в. русские мастера имели свои литейные мастерские в Киеве. Древнейшие русские колокола лились не большими, совершенно гладкими и не имели надписей.
До 1917 года на Руси звонило более 1 млн. бронзовых колоколов, общий вес которых превышал 250 тысяч тонн.
В Москве до революции 1917 г. насчитывалось примерно 4000 храмов. На их звонницах и колокольнях было по 5-10 колоколов, иногда и больше; для разных случаев - праздник, будни, беда - использовались разные колокола.
На колокольне Ивана Великого в Кремле, построенной в 1505-1508 гг. и имеющей высоту 81 м, было 52 колокола (в последствии - 37).
Колоколам часто давали имена: Медведь, Реут, Сысой и др.
Колокола были большие и малые. Масса некоторых больших колоколов такова: Лебедя (сделанного в 1550 г.) - 2200 пудов (36,08 м); Большого Успенского (1654 г.) - 8000 пудов (131,2 м).7. Огромнейший и единственный по своей величине во всем мире считается московский Царь-колокол (1735 г.), его масса свыше 12000 пудов (196,8 м.)
9. Колокольный звон был предметом многократного воспроизведения и воспевания в различных областях искусства - литературе, поэзии, живописи, музыке
VI. Музыкальная вставка.
Прослушивание колокольных звонов Успенского собора в Ростове, Новодевичьего монастыря, Троице-Сергиевой лавры, находящейся в г. Сергиев Посад Московской области и др.
VII. Что такое колокол?
Колокол-это "самозвучащий музыкальный инструмент". Такое научное определение дает Энциклопедический словарь. "Опрокинутая чаша с малиновым звоном" - определение второе, поэтическое; один из древнейших символов православной Руси, а ныне еще и примета ее возрождения - определение третье. Металлическая чаша, перевернутая вверх дном, внутри которой по центру дна подвешен металлический "язык" (см. рис.); при их взаимном перемещении (например, движении "языка" при помощи веревки) происходит удар о стенку чаши, и та издает звук. Это - четвертое определение.
VIII. Акустика и законы изготовление колоколов.
Попробуем разобраться, каким образом создается колокольный звон, как мелодия звона связана с размерами и формой колокола. У каждого колокола есть основной тон, соответствующий высоте его звучания, и богатый, характерный только для него набор добавочных тонов - более низких и более высоких. Рассмотрим физический механизм звучания. При ударе языком колокола о стенку бронзовой чаши возникает ее упругое дрожание, которое представляет собой сумму многих собственных колебаний звуковой частоты. Cтена колеблющегося колокола разделена "меридианами покоя", число которых может быть 4 или 6, или 8, или 10. В те моменты, когда в данном из секторов стенка "всучивается", в соседних - она в покое. Но есть и другие виды колебаний колокола. На поверхности пластины образуются песчаные узоры - фигуры Хладни (название дано по имени изучавшего их немецкого ученого Э. Ф. Хладни).
Причина их образования - собственные колебания пластины: колеблющиеся секторы пластины, вспучиваясь, стряхивают с себя песок, и он собирается вдоль линий покоя. Хладниевые фигуры, таким образом, свидетельствуют о том, что пластина разделена, не только меридианами, но и параллелями покоя. Каждому сочетанию меридианов и параллелей покоя соответствует своя частота колебаний: более высоким частотам соответствует более дробная сетка линий покоя. О колебаниях стенок колокола дают представление следующие иллюстрации:
На протяжении многих веков литейщики колоколов искали решение вопросов, какими должны быть пропорции между размерами и массой, толщиной стенок в разных сечениях, какой быть форме колокола, чтобы получить гармоническое звучание.
Все практические находки тщательно
записывались, составлялись таблицы
размеров, масс, состава металла. Эти сведения
часто хранились в секрете. Основные таблицы были
сделаны в XVI в.
Но только в XVIII в. удалось найти такую "правильную" форму колокола, при которой он звучал особенно гармонично: было значительно расширено основание и наращена нижняя часть ей придан вид заостренной массивной "губы". Выработался тип русского колокола. В нем диаметр нижней части равен высоте колокола, а диаметр верхней части - половине диаметра нижней. (Отметим для сравнения: китайский колокол более сжат внизу и дает глухой звук.)
Несколько слов о "языке" колокола. "Язык" изготавливают из железа. Масса его обычно составляет 1/25 от массы колокола (для больших колоколов - это отношение меньше). Форма может быть различной: она зависит от способа возбуждения звука - раскачивают ли "язык" или раскачивают колокол; первый способ - русский, второй - западноевропейский.
В начале XX в. по количеству, качеству и величине колоколов, гармонии даваемых ими звуков Россия занимала в мире первое место.
Обратим теперь внимание на явление резонанса. Устройство колокола таково, что его звучание - это дуэт металла и столба воздуха в нем, который приходит в колебательное движение с частотой, равной частоте колебаний стенок совершая вынужденные колебания. Чтобы собственная частота колебаний столба воздуха совпадала с частотой колебаний стенок колокола, столб должен иметь определенные параметры и ударять по нему надо в определенные моменты. Благодаря резонансу возрастает амплитуда и энергия звуковой волны и, как следствие, - грамотность звука.
В звоне (звуке) колокола, т. е. в его звуковом спектре, присутствуют неслышные звуки - ультразвук и инфразвук. Наше ухо не воспринимает их, но человек - биологическая система, и поэтому, так или иначе, отзывается на их воздействие.
В настоящее время цветное литье колоколов с открытием новых технологий, материалов, электричества и т.д., получило дальнейшее развитие. Внешний вид стал гораздо
лучше. Появилась возможность изготавливать формы быстро. Эти то открытия и используют большинство современных заводов при отливке колоколов. Однако колокола, отливаемые по современным технологиям, уступают старинным по благозвучию.
IX. Колокольни.
Колокола, как мы уже говорили, размещают на колокольнях - специальных башнях с открытым верхним ярусом, стоящим рядом с храмом, или на звонницах - особых надстройках с проемами на самом храме.
В их устройстве тоже используются явление резонанса, причем с древних времен. Так, в верхней части колоколен и звонниц, их шатрах (см. рис.) располагаются "слухи" (2) - отверстия (окошечки, убывающие по величине к вершине) для резонанса звука. Размеры отверстий делаются такими, чтобы частота колебаний столба воздуха в них совпадала с частотой звучания колокола, ("звона") (3). Кроме того, в толщу стен барабанов (4) иногда встраивают пустые глиняные кувшины или горшки - "голосники", которые выполняют такую же роль, как и "слухи".В роли резонатора выступает также просторное и пустое пространство первого этажа звонниц, а в колокольне - весь внушительный по высоте (не в один десяток метров) столб воздуха в ней.
На звонницах и колокольнях размещали обычно сразу несколько колоколов, на пример на звоннице Ростовской соборной церкви их было 13. Звон каждого дополняет звучание других, создавая согласие и гармонию звука, неповторимую мелодичность и выразительность. Такая музыкальность обеспечивается еще и тем, что профили колоколов (их форма) несколько отличались друг от друга; как именно - это мастера обыкновенно держали в секрете.
X. Из чего льют колокола.
Многовековой опыт русских мастеров показал, что из всех материалов наилучший для изготовления колоколов - бронза, состав которой: 4 части меди и 1 часть олова (80 и 20% соответственно). Этот сплав слабо рассеивает механическую энергию за период колебания: у бронзы доля рассеяния наименьшая -0,005, в то время как у меди - 0,03, латуни - 0,015, стали - 0,035.
Другие характеристики бронзы таковы:
- плотность д=8800 кг/м3;
- модуль Юнга Е - 1,0 . 10" Н/м2;
- температура плавления tM - 880 °С;
- твердость по Бринеллю 7,5 . 108 Н/м2
Медь и олово - мягкие материалы, но в сплаве делаются твердыми. Цвет сплава - серовато-стальной, вид - однородный. В сплаве присутствуют и примеси (этого просто не избежать): наибольшее количество свинца (около 2 %), цинка (1,2 %), железа (1,2 %); но это вредные примеси: так, наличие свинца снижает звонкость и твердость. При литье колоколов важно соблюдать процентное соотношение олова и меди в материале, поскольку избыток олова придает колоколу звонкость, но делает бронзу более хрупкой.
XI. Целебный колокольный звон.
Колокольная звонница - это миниоркестр, который по православной традиции условно делится на 3 группы колоколов: малые (зазвонные), средние (подзвонные) и большие (благовестники). Используя в композиции звона преимущественно колокола той или другой группы можно создавать соответствующие эмоциональные настроения (известно, что более низкие тона действую успокаивающе, в то время как высокие тона - возбуждают), что отчасти и делают церковные звонари в зависимости от характера праздника и Богослужения.В раздаче 10 треков классических колокольных звонниц - разнонаправленные по звучанию.
В православной традиции колокольный звон имеет не только значение сигнала, призывающего к молитве, но и настраивающего человека на определенный лад, вызывающий глубокие переживания контакта с Высшими силами. Не зря колокол называют "звуковым солнцем", благовестом. Колокольные звоны применяли в лечении психосоматических заболеваний, таких как гипертоническая, язвенная болезни, бронхиальная астма и другие. Звоны использовали также при невротических реакциях.Сегодня уже доказано: акустическая волна при звоне колоколов распространяется в форме креста. Звук, спускаясь с небес на землю, словно крестит округу.
Недаром говориться: "Если икона - это молитва в красках, храм - молитва в камне, то колокол - это молитва в звуке, икона звучащая. Это тот отлитый из бронзы звук, который русское ухо православного человека выбрало для себя как идеал".
Православный человек рождался, жил и умирал со звоном. Известны многочисленные случаи, когда внезапно раздавшийся удар колокола предотвращал преступление и самоубийство, приводил к раскаянию, призывал в храм отчаявшегося человека, который получал в нем успокоение и обретал жизненные силы и смысл существования.
XII. Колокола в искусстве.
Издревле на Руси с особым благоговением и почитанием относились к колоколам.
Очень часто встречаются изображения колоколов на русских иконах и фресках. На фресках храмов Ярославля, Новгорода, Суздаля, Углича перед нами предстают не только сюжеты Священной истории, но и неповторимое зодчество этих городов.В более позднее время художники не менее часто обращались к сюжетам, связанным с колоколами и колокольным звоном. Точнейшие рисунки-реконструкции Апполинария Васнецова, выполненные в конце XIX - первой половине XX века, сохранили для нас облик исчезнувших московских улиц, двориков и монастырей с их старинными храмами и колокольнями. Многие картины Левитана, Саврасова, Нестерова пленяют нас какой-то особенной задушевной красотой. Тема колокольного звона была любима не только художниками, но и музыкантами XIX века. Пожалуй, ни в одной из музыкальных культур нет столь частого и поэтичного воспроизведения колокольного звона.
Здесь можно вспомнить сцены венчания на царство и смерти Бориса Годунова в опере М.П. Мусоргского; колокольный гул Китеж-града в опере Н. Римского-Корсакова, торжественный колокольный звон в его "Псковитянке", трезвон в опере "Жизнь за царя" М.И. Глинки.
Колокольный звон, особенно пасхальный, часто становился темой для народных преданий, песен, сказок и легенд. Не столь часто этот образ использовался в художественной литературе. Однако и в ней, как и в народном творчестве, неизменно звучит тема благодатного действия колокольного звона на душу человека. Праздничный благовест вспоминает в одном из своих рассказов А.И. Куприн. Всеволод Гаранин в своем рассказе "Ночь" очень точно рассказывает о спасительном действии колокольного звона на смятенную человеческую душу.
М.Ю. Лермонтов в своем рассказе "Панорама Москвы" восторженно вспоминает о красоте старой Москвы, открывшейся перед ним с одной из галерей яруса звона Ивана Великого. И везде колокольный звон звучит как напоминание о чем-то светлом и радостном.
Советский кинематограф с первых лет своего существования включил образ колокола в разноплановый арсенал своих художественных средств. У Сергея Эйзенштейна в его "Александре Невском" и "Иване Грозном" колокольные звоны, как незримые актеры, исполняют свои кинороли. В фильмах Эйзенштейна использованы записи церковных колоколов, которые были собраны тогда в Большом Театре...
В 1963 году, по просьбе кинорежиссера Сергея Бондарчука, были проведены масштабные записи настоящего колокольного звона. Исторические колокольные звоны Ростова Великого, записанные тогда специально для киностудии "Мосфильм", оказались спасенными от забвения именно благодаря этой звукозаписи. С тех пор мосфильмовская фонограмма Ростовских звонов стала излюбленным звуковым сопровождением для нескольких десятков прославленных кинофильмов, в числе которых - "Война и Мир", "Жестокий романс", "Россия Молодая", "Собачье сердце"... Все без исключения зрители, видевшие фильм Андрея Тарковского "Андрей Рублев", запомнили новеллу "Колокол". Кстати, у Тарковского в сцене долгожданного звона в большой колокол использована все та же запись 1963 года: искушенный слушатель без труда узнает голос Ростовского "Сысоя"...
В фильме Павла Лунгина "Остров" использовано звучание некоего большого западноевропейского колокола, также в одном эпизоде фильма угадываются современные Ростовские звоны. Трогательный финал фильма "Остров" связан с колоколами: отец Иов отказывается от греха наушничества, являя свой отказ тем, что звонит во все колокола во время кончины старца...
Заключение.
Для нас, сегодняшних россиян, в российском колоколе и его звонах воедино слиты и история, и наука, и любовь к Родине, и знания мастеров колокольного дела, и песни, и душа народа.
Музыкальная вставка: песня "Малиновый звон" в исполнении Н.Гнатюка.
XIII. Закрепление материала.
Студенты отгадывают кроссворд. (Приложение № 6)
Обмениваются кроссвордами с рядом сидящими товарищами и проверяют друг у друга задания сравнивая ответы с образцом.
(см. Приложение №7 и презентацию)
XIV. Подведение итогов урока.
Анализ и выставление оценок. Объяснение домашнего задания.
XV. Домашнее задание.
Стр.137-141, 47, учебник Г.Я .Мякишев, Б.Б. Буховцев.