Муза естественных наук

Этап урока

Содержание

Слайд

Ремарки

Учитель
химии

Вступительное слово.

Добрый день, уважаемые коллеги и ученики!
Наш урок мы решили посвятить теме, волнующей человечество на протяжении всей истории его существования:«Послушайте!
Ведь, если звезды зажигают — значит — это кому-нибудь нужно?
Значит — кто-то хочет, чтобы они были?». С этим вопросом обратился к читателям в 1914 году поэт  Владимир Маяковский. Почему горят звезды? Как они зажигаются? Сияние звезд  и горение веществ – одной ли природы эти явления? Подумаем и попробуем сегодня ответить на эти вопросы.

Фотографии звездного неба

Владимир Маяковский "ПОСЛУШАЙТЕ!"

Послушайте!
Ведь, если звезды зажигают —
значит — это кому-нибудь нужно?
Значит — кто-то хочет, чтобы они были?
Значит — кто-то называет эти плево́чки жемчужиной?
И, надрываясь
в метелях полу́денной пыли,
врывается к богу,
боится, что опоздал,
плачет,
целует ему жилистую руку,
просит —
чтоб обязательно была звезда! —
клянется —
не перенесет эту беззвездную му́ку!
А после
ходит тревожный,
но спокойный наружно.
Говорит кому-то:
«Ведь теперь тебе ничего?
Не страшно?
Да?!»
Послушайте!
Ведь, если звезды
зажигают —
значит — это кому-нибудь нужно?
Значит — это необходимо,
чтобы каждый вечер
над крышами
загоралась хоть одна звезда?!

Еще в Древнем мире люди задумывались, почему горят звезды. Попросим ученика 10 класса Евгения Панина ответить на этот непростой вопрос.

Почему горят звезды?

Выступает ученик 10-го класса Панин Евгений с сообщением «Звёзды. Их загадочный свет хоть и достаточно яркий, но совершенно не греет».

О «холодном свете звёзд» можно услышать и в литературе. Но такой ли он холодный?Успехи ядерной физики позволили решить этот вопрос ещё в 30-х годах ХХ века. Источником огромного количества излучаемой энергии являются термоядерные реакции синтеза, происходящие в недрах звёзд при господствующей там огромной температуре – около 10 000 000^оС. В результате этих реакций ядра водорода превращаются в ядра гелия, а освобождающаяся энергия медленно истекает через оболочку звезды в космическое пространство. Это исключительно мощный источник. Достаточно сказать, что если один грамм водорода превратить в гелий, энергии этого превращения хватит, чтобы 4 месяца питать Москву и Московскую область.

Запасы водорода в звезде ограничены. Что же будет со звездой, когда весь водород превратится в гелий? Так как выделение энергии прекратится, давление в центре звезды уменьшится, и сила тяготения сожмёт звезду. Вследствие того, что звезда сжимается, температура в центре звезды будет увеличиваться, и после определённого уровня температуры гелий начнёт превращаться в бериллий. Бериллий после определённого момента сможет превратиться в углерод и так далее. Но такая звезда становится очень нестабильной, из-за чего из оболочки в пространство истекает много вещества. Образуются туманности, которые мы можем видеть на звёздном небе. А от звезды остаётся только остывающее ядро, которое называют «карликовой звездой».

Возможен и другой вариант развития событий. Если звезда имеет большую массу, то в определённый момент горения тяжёлых веществ может произойти взрыв огромной мощности. Учёные называют такой процесс «Вспышка сверхновой», т.к. при этом резко в 8 раз увеличивается яркость звезды. Первая документально зафиксированная вспышка была в 185 году н.э. и была видна даже при дневном свете. Подобный взрыв происходит потому, что из-за гравитационного сжатия звезды происходит коллапс ядра. Из-за ударной волны в наружных слоях происходят сложные ядерные реакции, в результате которых получаются все химические элементы, в т.ч. тяжелее железа. После подобного космического фейерверка остаётся невероятно плотный остаток ядра, который астрономы называют нейтронной звездой. У такой «звёздочки» масса хоть и сравнима с солнечной, но радиус составляет всего лишь около 15 км. Холодный голубой свет излучается, в основном, из-за остывания.

Если масса звезды очень велика, то вместо нейтронной звезды может остаться так называемая чёрная дыра. Известно, что это некий объект достаточно большой массы и плотности. Также знаменательно, что чёрная дыра была математически описана до её реального обнаружения. Напрямую визуально наблюдать чёрную дыру невозможно, т.к. даже свету не хватает скорости для того, чтобы преодолеть силу притяжения чёрной дыры.

Итак, после смерти звезды ряд тяжелых элементов выбрасывается назад в межзвездную среду, становясь сырьем для формирования следующего поколения звезд. Солнце таким образом - звезда второго или третьего поколения, т.е. состоит из веществ, которые побывали в недрах каких-то других звёзд. Большая часть газа из того облака пошла на формирование самого Солнца, либо была выброшена вовне, но небольшая часть тяжелых элементов смогла собраться вместе и образовать подобные Земле планеты, которые теперь обращаются вокруг Солнца. И золото в наших украшениях, и уран в наших ядерных реакторах – все это остатки сверхновых звезд, которые вспыхнули еще до рождения Солнечной системы! Смело можно сказать спасибо звёздам за жизнь на нашей планете.»

Презентация автора доклада

Выступление Панина Е.,10 класс

Является ли звезда физическим телом?

Из какого вещества она состоит?

В Древнем Египте считали, что на свете существует семь металлов. Аргументировали это мнение  просто: «семь металлов создал свет по числу семи планет». Действительно, древние египтяне знали только семь планет. Дошло до конфуза: вновь открытый   металл сурьму египтяне отказывались принимать. Нет же восьмой планеты!

Внимание на экран! Найдите древнеегипетское соответствие металла планете.

Итак, благодаря горению звезд  на Земле появились  химические элементы, из них вещества, а затем растительные и животные организмы. В соединениях  с азотом и водородом углерод обнаружен в атмосфере Солнца, планет, он найден в каменных и железных метеоритах.

Назовите соединения углерода с азотом и водородом. (аммиак, метан)
Вы знаете о круговороте химических элементов в природе. Химический элемент углерод – царь жизни, образовал органические вещества на нашей планете. В результате разложения органических веществ образуется уголь.

До чего окисляется уголь? (углекислый газ)

В каком процессе у растений участвует потом этот газ? (фотосинтез)
Растения разлагаются в почве и опять образуется уголь. Пожалуй, нет на нашей планете человека, незнакомого с процессом горения угля.

Учитель химии

Ребята, где вы наблюдали этот процесс? Приведите примеры.

Горение угля описано Мариной Цветаевой в стихотворении «Угольки»

Марина Цветаева "Угольки"

В эту ночь он спать не лег,
Все писал при свечке.
Это видел в печке
Красный уголек.
Мальчик плакал и вздыхал
О другом сердечке.
Это в темной печке
Уголек слыхал.
Все чужие… Бог далек…
Не было б осечки!
Гаснет, гаснет в печке
Красный уголек.

Работа с залом

Музыка

Почему погас уголек? (варианты ответа: кончился уголь, кислород, скопился угарный газ, температура в печи опустилась ниже температуры воспламенения)

Можно ли утверждать, что сгорание звезды и угля – одно и то же явление?

Обсудите вопрос с соседями  по ряду и аргументируйте свой ответ.

Проверим ваши ответы. Дискуссия с залом

Жизнь и смерть – две главные загадки природы, разгадать их пытаются и учёные, и художники.
Поэт Валерий Брюсов одушевляет звезду, переживая вместе с ней драматические моменты бытия.

Валерий Брюсов "Звезды закрыли ресницы..."

***
Звезды закрыли ресницы,
Ночь завернулась в туман;
Тянутся грез вереницы,
В сердце любовь и обман.
Кто-то во мраке тоскует,
Чьи-то рыданья звучат;
Память былое рисует,
В сердце - насмешки и яд.
Тени забытой упреки...
Ласки недавней обман...
Звезды немые далеки,
Ночь завернулась в туман.

Звездная ночь – немой свидетель переживаний героя стихотворения. Горячие, наполненные энергией жизненные процессы мы с вами сегодня уже обсудили.

Как вы думаете, почему в стихотворении Брюсова «звезды закрыли ресницы»? Как могут астрономы объяснить это наблюдение поэта?

(вариант ответа: уменьшилась светимость звезды, термоядерное топливо-водородпостепенно исчерпывается, звезда «стареет», меняется ее температура, светимость, химический состав.)

Итак, мы с вами обсудили горение звезд и веществ, отражение этих процессов в стихотворениях поэтов.

Ребята, подумайте и вставьте пропущенные звенья в цепочке превращений:
Звезда – физические процессы – химические процессы – биологические процессы – психологические процессы – процесс творчества в культуре

Работа с залом

Цепочка на слайде

А сейчас творческое задание залу: прослушайте и проиллюстрируйте стихотворение Самуила Яковлевича Маршака.

Самуил Маршак "Звезды в окне"

***
Так много звезд теснится в раме
Меж переплетами окна.
Они сверкают вечерами,
Как золотые письмена.
В оконном тесном полукруге,
Припоминая, узнаешь
Многоугольники и дуги -
Вселенной огненный чертеж.

Текст на слайде

Текст на слайде

Читают дети

музыка

Творческое задание залу

На огненное черчение у вас 3 минуты (раздать листы ватмана, маркеры или мелки). Рисунки показываем всем, просим авторов объяснить своё художественное решение.

Учитель химии

Перейдем от наблюдения и анализа природы к синтезу её законов. Прослушайте стихотворение Марины Цветаевой.

Марина Цветаева "Стихи растут, как звезды и как розы"

***
Стихи растут, как звезды и как розы,
Как красота — ненужная в семье.
А на венцы и на апофеозы —
Один ответ: — Откуда мне сие́?
Мы спим — и вот, сквозь каменные плиты,
Небесный гость в четыре лепестка.
О мир, пойми! Певцом — во сне — открыты
Закон звезды и формула цветка.

Ребята, попробуйте и вы сформулировать закон звезды и записать  формулу цветка.

Это могут быть цифры, графики, уравнения, слова, цитаты или  рисунки.

У вас 3 минуты (раздать бумагу и карандаши)
Обсуждаем и комментируем ответы.

закон звезды

формула цветка

Названия звезд и созвездий имеют интересную историю. Наблюдатели неба давали им имена мифических героев и животных: Геркулес, Телец, Райская птица…

Определены 88 групп звезд – созвездий, но не все они яркие и заметные. Послушаем стихотворение Александра Блока, в котором поэт называет некоторые звезды.

Александр Блок "О край небес — звезда омега..."

***
О край небес — звезда омега,
Весь в искрах, Сириус цветной,
Над головой — немая Вега
Из царства сумрака и снега
Оледенела над землей.
Так ты, холодная богиня,
Над вечно пламенной душой
Царишь и властвуешь поныне,
Как та холодная святыня
Над вечно пламенной звездой!

Какое созвездие не являетсязодиакальным? (варианты ответа: Лев, Орион, Скорпион, Козерог)

Сириус является одной самых ярких звезд на небе. В каком созвездии он находится? (ответ: Большой Пес)

Портрет Блока,  музыка

Читают дети

Учитель физики

Внимательно прослушайте стихотворение Сергея Есенина и назовите СИЛУ, о которой идет речь в этом произведении.

Сергей Есенин "Звёздочки ясные, звёзды высокие..."

***
Звёздочки ясные, звёзды высокие!
Что вы храните в себе, что скрываете?
Звёзды, таящие мысли глубокие,
Силой какою вы душу пленяете?
Частые звёздочки, звёздочки тесные!
Что в вас прекрасного, что в вас могучего?
Чем увлекаете, звёзды небесные,
Силу великую знания жгучего?
И почему так, когда вы сияете,
Маните в небо, в объятья широкие?
Смотрите нежно так, сердце ласкаете,
Звёзды небесные, звёзды далекие!
(великая, по мнению Есенина, сила жгучего знания)
Почему человек так интересуется космосом? Что мы ищем во Вселенной? (жизнь)

Портрет Есенина

Читают дети

Учитель физики

Разгадайте ребусы

Cозвездие Змееносец

Созвездие Кассиопея

ребусы

Учитель химии

«Звёзды, таящие мысли глубокие», пленяют души, и люди дают им  прекрасные имена, сравнивают с ними своих возлюбленных и прекрасных женщин. Отрывок из стихотворения Иннокентия Анненского прочитает …

Анненский Иннокентий "Среди миров, в мерцании светил..."

***
Среди миров, в мерцании светил
Одной Звезды я повторяю имя...
Не потому, чтоб я Ее любил,
А потому, что я томлюсь с другими.
И если мне сомненье тяжело,
Я у Нее одной ищу ответа,
Не потому, что от Нее светло,
А потому, что с Ней не надо света.

Портрет И.Анненского

Читают дети

Звёзды вдохновляют не только влюбленных, но и освещают лучшие человеческие поступки. 

Звезда – слово многозначное.
Звезда стала символом подвига.

Высоцкий

Золотая Звезда героя – высшая награда страны. Герой Советского Союза, а сейчас – Звезда героя Российской Федерации — высшая степень отличия, Высшее звание, которого удостаивали за совершение подвига или выдающиеся заслуги во время боевых действий, а также и в мирное время. Первыми, кто был удостоен звания Героя Советского Союза, стали 20 апреля 1934 года полярные лётчики Николай Каманин, Михаил Водопьянов и другие за спасение терпящих бедствие пассажиров и членов экипажа парохода «Челюскин». Первое присвоение звания Героя Советского Союза за воинские подвиги состоялось 31 декабря 1936 года, когда награды удостоились семнадцать командиров Красной Армии — участников гражданской войны в Испании. Примечательно, что почти все они были  лётчиками.

Прошу зал встать.

Владимир Высоцкий "Песня о звёздах"

***
Мне этот бой не забыть нипочём, -
Смертью пропитан воздух.
А с небосвода бесшумным дождём
Падали звёзды.
Вот снова упала, и я загадал -
Выйти живым из боя!
Так свою жизнь я поспешно связал
С глупой звездою.
Нам говорили: "Нужна высота!"
И "Не жалеть патроны!"
Вон покатилась вторая звезда -
Вам на погоны.
Я уж решил - миновала беда,
И удалось отвертеться...
С неба скатилась шальная звезда
Прямо под сердце.
Звезд этих в небе - как рыбы в прудах,
Хватит на всех с лихвою.
Если б не насмерть, - ходил бы тогда
Тоже героем.
Я бы звезду эту сыну отдал,
Просто на память...
В небе висит, пропадает звезда -
Некуда падать.

 Презентация с фотографиями лётчиков ВОВ, исполнение песни автором

Заключение.

Что же можно назвать Музой естественных наук? (природу)
Что значат для человека огонь, горение, пламя, о которых постоянно упоминают вдохновленные природой поэты? Как вы понимаете эти явления? Что вы чувствуете?

Послушаем и мнение Михаила Лермонтова.

Михаил Лермонтов "Небо и звёзды"

***
Чисто вечернее небо,
Ясны далёкие звёзды,
Ясны, как счастье ребёнка.
О! для чего мне нельзя и подумать:
Звёзды, вы ясны, как счастье моё!
«Чем ты несчастлив?» —
Скажут мне люди.
Тем я несчастлив,
Добрые люди, что звёзды и небо —
Звёзды и небо! — а я человек!..
Люди друг к другу
Зависть питают:
Я же, напротив,
Только завидую звёздам прекрасным,
Только их место занять бы желал.

И мнение Николая Гумилева

Николай Гумилёв "Природа"

***
Так вот и вся она, природа,
Которой дух не признает,
Вот луг, где сладкий запах меда
Смешался с запахом болот,
Я вижу тени и обличья,
Я вижу, гневом обуян,
Лишь скудное многоразличье
Творцом просыпанных семян.
Земля, к чему шутить со мною:
Одежды нищенские сбрось
И стань, как ты и есть, звездою,
Огнем пронизанной насквозь!

Вот так энергия ядерных звездных реакций становится энергией творчества, энергией созидания, которая преобразуется в прекрасные образы в искусстве поэтического слова!
Благодаря ядерным реакциям в звездах на нашей планете появилась химические элементы, появилась  жизнь.

Внимание на экран!

Желаем  вам, ребята, успешного синтеза прекрасных идей в дальнейшей жизни, освещаемой звездой по имени Солнце!
ВСЁ!

Видеофрагмент из фильма «Люди в черном»