Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Базковская средняя общеобразовательная школа»

ст-ца Базковская, Шолоховского района, Ростовской области

Статья по физике для учащихся 8 – 11 классов

Вопросы экологии на уроках физики.

подготовила учитель физики

Бирюлина Наталья Ивановна

ст-ца Базковская

2013

Введение

Поскольку охрана природы должна трактоваться как охрана единого целого, а не отдельных компонентов (воды, почвы, воздуха, растительности, животного мира, космоса), основы экологии должны изучаться не в курсе специального предмета, а в курсах разных школьных учебных дисциплин - биологии, физики, химии, географии и т.д. в основе экологического образования и воспитания должен лежать возрастной принцип: детям 6 - 10-летнего возраста сообщаются общие и элементарные знания по экологии; школьники 11-15 лет изучают разнообразные отношения между человеком и окружающей средой, вопросы сохранения и рационального использования природных ресурсов; у учащихся 15-17 лет формируются обобщенные представления об экологических проблемах, сознательное отношение к природе

Физика - эта наука о природе, поэтому в связи с возрастающим потенциалом технического прогресса и развитием технологии несущих экологическую катастрофу, необходимо рассматривать проблему охраны окружающей среды на уроках именно этого предмета.

1.Экологические проблемы

1.1 Экологические проблемы, существующие на сегодняшний день.

Необходимость охраны окружающей среды обусловлено действием ряда факторов. Остановимся на важнейших из них.

1. Численность населения очень быстро увеличивается. Если около 200 тыс. лет назад на Земле было приблизительно 1 млн. человек, то сейчас уже 6-7 млрд. Такой быстрый рост населения, безусловно, усиливает воздействие человека на природу, особенно в крупных городах. А процесс сосредоточения промышленности и населения в крупных городах (урбанизация) характерен для развития общества (с 1920 по 1960 гг. городское население в мире увеличилось втрое).

2. В связи с развитием производства резко возрастает потребление топлива и энергии. Так, только за последние 100 лет выработка энергии на душу населения увеличилось в 20 раз. Значительно возросла добыча полезных ископаемых. Многие запасы, ранее казавшиеся неисчерпаемыми, теперь истощились. Ведь ежегодно добывается почти 100 млрд. т. руды, горючих и строительных материалов. Общество вынужденно переходить к использованию менее богатых запасов, расширять территории разработок.

3. Значительно увеличивается распашка земель. Раньше большие площади земли находились в природном обороте, все воспроизводство на них регулировалось самой природой. Теперь таких земель остается все меньше, они вовлекаются в хозяйственный оборот. Большое влияние оказывает человек и на водные ресурсы: создает многочисленные крупные водохранилища, каналы, выемки горных пород в связи с расширением добычи полезных ископаемых.

4. Реальной стала угроза повышение температуры поверхности Земли на 2 - 3 °С . В первой четверти XXI в. вследствие усиления парникового эффекта, создаваемого атмосферой планеты и зависящего от содержания в ней углекислого газа и других веществ. Ухудшается прозрачность воздушной оболочки Земли, а также чистота вод. Например, около 1/5 поверхности Мирового океана покрыто нефтяной пленкой, в воздух ежегодно выбрасывается около 1 млрд. т. различных смесей, среди которых есть не встречающиеся в природе канцерогенные вещества. Главное же, человечество столкнулось с возможностью потери равновесия в природе: темп увеличения безвозвратного забора воды на промышленные и бытовые нужды достиг 4 - 5 % в год; каждые 15 лет удваивается площадь отчуждаемых 1.2

2. Экологическое воспитание на уроках физики.

2.1 Примеры рассмотрения на уроках физики экологических проблем.

№

Тема урока

Экологические проблемы и рассмотрение их на уроках

7 кл.

Диффузия

Проникновение вредных веществ в почву. Распространение вредных газов.

Способы уменьшения и увеличения давления

Разрушение почвенного покрова колёсами и гусеницами автомашин и тракторов.

Сообщающиеся сосуды

При объяснении работы шлюзов рассказать о вредном воздействии плотин. Плотины создают непреодолимое препятствие на путях миграции рыб, поднимающихся на нерест. Повышается уровень грунтовых вод. Застаивается вода (загрязняется, цветет)

Воздушная оболочка земли

Чистота атмосферы, вредные выбросы.

Плавание судов

Нефтеперевозки . Чистота воды.

8

кл.

Примеры теплопередачи в природе и технике

Тепловое загрязнение.

Энергия топлива

Выбросы в атмосферу. Парниковый эффект.

Испарение

Испарение аммиака, формальдегидов, бензина.

Двигатель внутреннего сгорания

Различные выбросы в атмосферу шум, вибрация, разрушение почвы.

Паровая турбина

Выбросы, вибрация.

Электризация веществ

Электризация одежды, ковров, линолеумов. Статическое электричество.

Источники электрического тока

Выделение вредных газов из аккумуляторов.

Действия электрического тока

Вредные действия тока на живой организм.

Магнитное поле

Вредное действие магнитного поля.

Электрический двигатель

Вибрация, шум, магнитное поле.

8 кл.

Источники света

Вредное действие мощного или высокочастотного света на глаза.

9

кл.

Глаз

Вредное действие на глаза химических веществ, ультрафиолетового излучения.

Резонанс

Вредность вибрации.

Источники звука, звуковые колебания

Вредность шума.

Ультразвук и инфразвук

Действие инфразвука на человеческий организм.

Электромагнитное поле

Вредное действие электромагнитных полей на организм.

Радиоактивность

Вредность радиоактивности.

Ядерный реактор. Атомная энергетика

Радиоактивные выбросы.

7-й класс.

• Инерция.

Очистка воздуха при помощи инерционного газового фильтра: при резком изменении направления движения воздуха в таком устройстве более массивные, чем молекулы воздуха, частицы мыли, обладающие, большей инертностью, движутся н прежнем направлении и оседают на дно фильтра; газ же выходит без твердых примесей.

8-й класс.

Теплопроводность. Конвекция. Водяное отопление.

7-й класс.

• Инерция.

Очистка воздуха при помощи инерционного газового фильтра: при резком изменении направления движения воздуха в таком устройстве более массивные, чем молекулы воздуха, частицы мыли, обладающие, большей инертностью, движутся н прежнем направлении и оседают на дно фильтра; газ же выходит без твердых примесей.

8-й класс.

• Теплопроводность. Конвекция. Водяное отопление.

Зольную пыль используют в качестве добавки к цементам и бетонам. Экологически чистым жильем являются деревянные дома. Но опять-таки прессованные строительные материалы (ДСП) является источником естественной радиации, т.к. в них применяется лак и смола. Среди других промышленных отходов с высокой радиоактивностью, применяющихся в строительстве, следует назвать кирпич из красной глины, отходы производства алюминия.

Оказывается можно заболеть от домашнего воздуха! Городской житель проводит в помещении 80 % своего времени. Воздух в комнатах в 4 - 6 раз грязнее и в 8 - 10 раз токсичнее, чем наружный. Любая постройка накапливает радиоактивный газ радон, особенно много - кирпичные и крупнопанельные дома. Его выделяют стены, перекрытия и даже водопровод, не говоря уже о бытовом газе. Не следует забывать о постоянном проветривании, создании хороших сквозняков, стараться больше находиться на природе.

9-й класс.

• Механические колебания. Звуковые явления. Резонанс.

Звуковой шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно, нарушения в организме обнаруживаются не сразу. К тому же организм человека против шума практически беззащитен. Врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума с преимущественным поражением слуха и нервной системы.

Шумовое загрязнение, по данным австрийских ученых, укорачивает жизнь жителей больших городов па 10 - 12 лет. Ведь в городах промышленность и транспорт, бытовые приборы, радио, и телевидение порождают сильную «шумовую атаку» на человека.

Вредное действие шума при одинаковой громкости и длительности зависит не только от частоты звука (в быту высокие звуки опаснее низких), но и от расстояния до его источника, причем «чистый» звук намного опаснее шума такой же громкости.

Опасен не только шум, но и музыка, если она «потребляется» н недопустимых количествах. Слабоуправляемые звуковые потоки, окружающие человека, по своей негативной силе превышают роль курения, неблагополучной наследственности и нездоровых природно-климатических условий. Их воздействие сопоставимо лишь с разрушительным действием алкоголизма, а число жертв - с последствиями всех катастроф, от автомобильных до профессиональных..

• Электрический ток в газах. Ионизация атмосферного воздуха.
Биологическое действие легких и тяжелых ионов. Понятие об
электрофильтрах. Экологические преобразователи энергии.
Плазменный МГД — генератор.

При приложении высокого напряжения между проволокой, натянутой по оси вытяжной трубы, и стенкой трубы возникает коронный разряд, газ сильно ионизируется, и часть ионов оседает на частицах аэрозоли. Заряженные частицы движутся к внутренней поверхности трубы, где оседают. При периодических ударах по трубе осадок отделяется и в виде крупных хлопьев падает в специальный сборник.

11-й класс.

• Отражение и поглощение света. Различие в отражательной
способности разных поверхностей с экологической точки зрения.

Эксперимент. Покажем, что различные поверхности обладают разной' отражательной способностью, причем, чем больше доля отраженного света по сравнению с поглощенной, тем меньше поверхность нагревается. Например, зеркальная поверхность водоема, прибрежный светлый песок и расположенный рядом свежевспаханный чернозем нагреваются солнцем по-разному. В общепланетном масштабе отражательная способность лесов, степей, пустынь, морей и океанов, ледников определяет баланс энергии Солнца, поглощаемой земной поверхностью и отражаемой ею в космическое пространство, что и определяет климат Земли.

Располагая исследуемую поверхность на демонстрационном столе неподалеку от окна, используем естественное освещение, В качестве измерителя используем чувствительный фотоэлемент, соединенный с демонстрационным гальванометром. Сначала кладем на стол плоское зеркало и обводим мелом его контур, чтобы в дальнейшем другие исследуемые тела помещать на то же место. Штатив с фотоэлементом располагаем так, чтобы тень от него не падала на зеркало, записываем на доске показания гальванометра. Делаем вывод о меньшей отражательной способности всех поверхностей по сравнению с зеркальной. (В зимнее время можно продемонстрировать отражательную способность чистого и загрязненного снега, льда).

В результате поглощения солнечной энергии воздухом с содержащимися в нем водяными парами, а также водой рек, озер, морей и океанов воздушная и водная оболочки Земли нагреваются. Изменение прозрачности этих сред вследствие загрязнения существенно влияет на их прогревание, так что техногенное уменьшение прозрачности может принести к необратимым тепловым изменениям на Земле, едва ли благоприятные для жизни на нашей планете.

Заключение

В школьный курс физики необходимо включить изучение следующих вопросов:

• Загрязнение и самоочищение атмосферы.

• Глобальным потеплением атмосферы Земли в результате повышения в ней содержания углекислого газа (парниковый эффект).

• Поведением озонового слоя Земли, защищающего от ультрафиолетового излучения биологические объекты па Земле.

• Вредное или раздражающее влияние различных шумов на организм человека, снижающих работоспособность, укорачивающих жизнь жителей больших городов на 10-12 лет.

• Влияние музыки на порог слышимости.

• Влияние неслышимых звуков на здорового человека. (Например, инфразвуков на психологическую сферу человека).

• Влияние электромагнитных полей на организм человека. (Например, влияние компьютера на организм человека и соблюдение экологических норм).

• Выброс вредных веществ, образующихся при сгорании топлива, загрязнение вод нефтью, повышение средней температуры планеты за счет выделения тепла в окружающую среду.

• Естественные источники радиоактивности. (Например, применение радиохимического контроля строительных материалов, повышение эффективности вентиляционных систем и др..).

Пути реализации экологического обучения на уроках физики таковы:

• объяснение учителем физических закономерностей, лежащих it основе глобальных атмосферных явлений,

• демонстрация приборов, позволяющих осуществлять экологический мониторинг в месте проживания;

• проведение экскурсий с целью показа результатов производственной деятельности человека;

• демонстрация фрагментов фильмов, показывающих влияние человеческой деятельности на экологическую систему;

• организация самостоятельной деятельности учащихся по подготовке рефератов, презентаций для уроков-конференций, сюжетно-ролевых игр

Список используемой литературы:

1. Кац Ц. Б., Биофизика на уроках физики. - М.: Просвещение, 1988.

2.Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П., Экология, 9 кл. - М.: "Дрофа", 1995.

3.Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В.М., Основы экологии. Уч. 9 кл. - М.: Просвещение, 1995.

4..Шахмаев Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш., Физика 10 кл - М : Просвещени