GSA. Предисловие

Характерной чертой нашего времени является образование комплексных отраслей знания и их бурное развитие. Поэтому важной задачей является ознакомление школьников с основными тенденциями развития современной науки.

С изучением физики у многих учащихся возникают немалые проблемы, поскольку физика – труднейшая учебная дисциплина и для преподавания и для усвоения. Поэтому главной задачей учителя на начальном этапе изучения физики является развитие интереса к изучению предмета, используя конкретные примеры из повседневной жизни. Произойдя от греческого слова «physis» – природа, термин «физика» давно приобрел самостоятельный смысл. И обычно физика изучается в отрыве от природных явлений. Для подтверждения и демонстрации физических законов обычно обращаются не к природе, а к специально придуманным опытам, а также к примерам, взятым из техники. Однако, если приглядеться к явлениям живой природы, то становится ясным, что наши хитро выдуманные приборы и приспособления служат для наблюдения явлений в упрощенной форме. Поэтому из поля зрения школьной физики не должны выпадать явления, происходящие в естественной среде. Тем более что на страницах учебников рассматриваются в основном «искусственные» явления, а иллюстративный материал базируется на придуманных опытах и примерах, взятых в основном из техники. В результате образуется определенный отрыв учебного процесса от природных явлений. И этот разрыв можно устранить, организуя наблюдение явлений в природе.

По словам М.Минарта, автора книги «Свет и цвет в природе», умение наблюдать природу «утончает наше ощущение красоты; богатый красками мир делается еще ярче… становится ясней взаимосвязь явлений, понятнее причины и следствия происходящих в природе событий». Поэтому наблюдения в лесу, в поле, у реки и т. д. – доставляют ученикам удовольствие и, вместе с тем, помогают им применить полученные знания, убедится в единстве человека и среды его обитания. В предлагаемом пособии рассматривается физика различных природных явлений. Некоторые из них наблюдались вами и не раз. Природа разнообразна и поистине безгранична, поэтому рассмотреть эту тему исчерпывающе просто невозможно. В пособии рассматриваются лишь некоторые явления природы – те, которые показались наиболее интересными и согласуются с соответствующими разделами школьного курса физики.

Изучение физики природных явлений имеет огромную познавательную ценность. Именно природа демонстрирует условность разделения физики на отдельные самостоятельные разделы, взаимосвязь физических явлений. Например, если рассматривать грозу, то здесь мы встречаемся с проявлением одновременно законов механики, гидродинамики, термодинамики, молекулярной физики, электростатики, электродинамики, акустики, оптики. Современный человек знает, хотя бы в общих чертах, как работает двигатель автомобиля. Однако далеко не каждый знает, почему небо голубое, как образуется и разрушается грозовая туча, почему бывает двойная радуга, что такое зеленый луч, гало…

Важно также понимать, что изучение физики природных явлений позволяет успешно решать различные технические проблемы. Человек издавна учился у природы. Однако в живой природе многие из этих законов не проявляются в открытом виде, поэтому подметить их может только внимательный и опытный наблюдатель. Также не нужно забывать, что понимание процессов, происходящих в природе, является залогом бережного отношения к природе, что особенно важно в настоящее время, когда вооруженный мощной техникой человек в состоянии не только искалечить, но и вообще погубить земную природу. Предлагаемые вопросы могут быть использованы учителем, как для тематического контроля, так и для наполнения материалом викторин, конкурсов, вечеров. Содержание вопросов не выходит за рамки программы по физике средней школы. Однако для понимания некоторых из них требуется глубокое усвоение школьной программы, умение применять полученные знания на практике.

Пособие будет полезно учителям (особенно начинающим), в плане подбора занимательного материала к соответствующим темам урока, способствующего развитию интереса к изучению предмета, а также как иллюстрация проявления физических законов в окружающей обстановке. Кроме того, пособие носит собирательный характер, в котором сконцентрированы материалы многих авторов, начиная с 1877 года (Тисандье Гастон, Дебо Эмиль, Фэдо, К. Краевич, А.В. Цингер, Е. Соломин) и до изданий последних лет.

Пособие состоит из четырех отдельных книг.

В первой книге «Механика» сконцентрирован материал, используя который можно проиллюстрировать такие программные темы раздела как: измерение физических величин; измерение длин, площадей, объемов; относительность покоя и движения; инерция; явление тяготения; действие и противодействие; деформирующая сила и сила упругости; невесомость; сила трения и способы ее изменения; давление; гидростатическое давление; аэростатическое давление; закон Архимеда; сообщающиеся сосуды; реактивное движение; закон сохранения энергии и другие.

Во второй книге «Молекулярная физика и теплота» сконцентрирован материал, используя который можно проиллюстрировать такие программные темы раздела как: тепловое движение частиц и температура тела; агрегатные состояния вещества и их связь с тепловым движением и взаимодействием частиц; тепловое расширение тел; термометр; внутренняя энергия; работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии; виды теплопередачи; фазовые переходы: плавление и кристаллизация, испарение и конденсация; влажность воздуха; поверхностное натяжение и другие.

В третьей книге «Электричество и магнетизм» сконцентрирован материал, используя который можно проиллюстрировать такие программные темы раздела как: электризация тел; электрические заряды; взаимодействие электрических зарядов; электризация через влияние; условия существования электрического тока; источники электрической энергии; вида электрических разрядов и другие.

В четвертой книге «Оптика» сконцентрирован материал, используя который можно проиллюстрировать такие программные темы раздела как: прямолинейность распространения света; отражение света; зеркала; преломление света; линза; ход лучей в линзе; глаз как оптическая система; дисперсия; интерференция; фотосинтез и другие.

Автор выражает благодарность рецензентам рукописи Шепелевичу В.В. и Токарской В.В. за ряд полезных замечаний, которые поспособствовали улучшению содержания пособия.