Учебник Физика 6 класс Шулежко Шулежко часть 2

ОГЛАВЛЕНИЕ Урок 12. Электрические явления..........................3 Урок 13. Электрический ток.............................11 Урок 14. Электричество в нашей жизни...................17 Урок 15. Магнитные явления.............................27 Урок 16. Электромагнитные явления......................36 Урок 17. Звуковые явления..............................40 Урок 18. Способность слышать звук......................49 Урок 19. Световые явления..............................54 Урок 20. Преломление света.............................63 Урок 21. Способность видеть............................70 УРОК 12 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Открытие электрических явлений связывают с именем одного из семи мудрецов Древней Греции — Фалеса, жившего более двух тысячелетий назад. Еще в те времена люди находили на берегу моря камешки, которые обладали любопытным свойством: если их натирали шерстью, то к ним прилипали пушинки, легкие кусочки сухого дерева, травы. Такие камешки, выбрасываемые волнами на берег моря, мы сейчас называем янтарем. Древние греки янтарь называли электроном. Отсюда и пошло слово ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Электрические свойства янтаря были описаны Фалесом. Некоторые тела при трении приобретают способность притягивать мелкие предметы. Такие тела называются электрически заряженными. Говорят, что они получили электрический заряд. Лабораторная работа 2 Электризация различных тел Целы 1. Исследовать свойство, которое приобретает эбонитовая палочка, потертая о шерстяную ткань. Эбонит — это сорт смолы. 2. Исследовать свойство, которое приобретает стеклянная палочка, потертая о бумагу. Приборы и материалы: стеклянная и эбонитовая палочки, лист бумаги, лоскуток шерстяной ткани, металлическая гильза на шелковой нити, мелкие кусочки бумаги. Опыт 1. Потри эбонитовую палочку о шерстяную ткань и дотронься ею до мелких кусочков бумаги. Каким свойством обладает эбонитовая палочка, потертая о шерсть?____________________ Урок 12. Электрические явления Опыт 2. Потри стеклянную палочку о бумагу и дотронься ею до мелких кусочков бумаги. Каким свойством обладает стеклянная палочка, потертая о бумагу?________________________________ Эбонитовая палочка, потертая о шерсть, и стеклянная палочка, потертая о бумагу, заряжаются, то есть приобретают электрический заряд. Заряженные тела притягивают мелкие кусочки бумаги. Зарядить незаряженное тело можно другим способом. Опыт 3. Заряди эбонитовую палочку трением и дотронься ею до металлической гильзы, подвешенной на шелковой нити. Опиши наблюдаемое явление______________________________________ Тело можно зарядить, прикоснувшись к нему другим заряженным телом. Обрати внимание: характер взаимодействия изменился. урок 1 2. Электрические явления Заряженные тела не только притягивают мелкие предметы, но и отталкиваются друг от друга. Опыт 5. Заряди металлическую гильзу заряженной эбонитовой палочкой и опиши характер их взаимодействия_________________ Опыт 6. Заряди металлическую гильзу заряженной стеклянной палочкой и опиши характер их взаимодействия_________________ Опыт 7. Опиши характер взаимодействия металлической гильзы, заряженной от эбонитовой палочки, с металлической гильзой, заряженной от стеклянной палочки______________________________ Одноименно заряженные тела отталкиваются. Разноименно заряженные тела притягиваются. Договорились электрический заряд, который приобретает эбонитовая палочка, потертая о шерсть, называть ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ. А электрический заряд, который приобретает стеклянная палочка, потертая о шелк или бумагу, договорились называть ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ. Урок 12. Электрические явления Эбонит Стекло Шелк Упражнение 26 1) Какой электрический заряд приобретет металлическая гильза после прикосновения к заряженной эбонитовой палочке?__ 2) Какой электрический заряд приобретет металлическая гильза после прикосновения к заряженной стеклянной палочке? ______ 3) Как взаимодействуют между собой две одинаково заряженные металлические гильзы? урок 12. Электрические явления 4) Как взаимодействуют между собой две металлические гильзы, заряженные от разных палочек: эбонитовой и стеклянной? _ Электрон Электрическим зарядом могут обладать не только большие тела, но и очень маленькие частицы. Первую такую элементарную частицу открыл в конце XIX века английский физик Джозеф Джон Томсон. Она оказалась намного меньше самых крошечных атомов и имела отрицательный заряд. Эту частицу назвали ЭЛЕКТРОН. Некоторое время спустя другой английский физик, Эрнест Резерфорд, установил, что электроны «живут» в каждом атоме — они непрерывно обращаются вокруг его сердцевины, которая называется ядром. АТОМНОЕ ЯДРО — это главная часть атома, в нем сосредоточена вся его масса. Состоит ядро из элементарных частиц двух сортов: положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов. Ядро — это прочное образование, разрушить его очень трудно. Урок 12. Электрические явления Вопрос: внутри атома находятся разные элементарные частицы: положительные и отрицательные. Однако атом в целом не проявляет электрических свойств. Почему? Если количество электронов, обращающихся вокруг ядра, совпадает с количеством протонов в ядре, то атом не проявляет электрических свойств. О таком атоме говорят, что он электрически нейтрален. Чем дальше электроны расположены от ядра, тем слабее они с ним взаимодействуют. При нагревании, трении или под воздействием света некоторые электроны могут покидать свои атомы и становиться свободными. В атоме, который потерял один или несколько электронов, преобладает положительный заряд. Такой атом называется ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ИОНОМ. Он стремится притянуть к себе оказавшиеся поблизости свободные электроны или «отобрать» их у соседних атомов, чтобы восполнить потерю и снова стать электрически нейтральным (см. рисунок). 8 Урок 1 2. Электрические явления Если атом приобрел лишний электрон, он будет проявлять свойства отрицательного заряда. Такой атом называется ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ИОНОМ. При первой же возможности он вытолкнет лишний электрон, чтобы вновь стать электрически нейтральным. Упражнение 27 1) Почему при трении эбонитовой палочки о шерсть она приобретает отрицательный заряд?_________________________________ 2) Почему при трении стеклянной палочки о бумагу она приобретает положительный заряд? ___________________________ 3) Почему заряженная палочка через некоторое время теряет свой заряд? _____________________________________________ Домашнее задание 1. Проведи пластмассовым гребнем по чистым волосам. Почему после этого к нему притягиваются легкие бумажки? 2. Возьми небольшой кусочек органического стекла и помести его на двух книгах. Пусть лежит над столом на высоте примерно 3 см. Из тонкой бумаги вырежи маленьких человечков высотой 1,5-2 см. В основание каждого человечка воткни булавку и помести их - под лист оргстекла. Если потереть оргстекло комком бумаги, человечки начнут танцевать. Почему это происходит? Урок 12. Электрические явления 3. Волосы других человечков сделаны из обычной газеты, нарезанной тонкими полосками. Как с помощью заряженных палочек можно изменять прически человечков? Попробуй повторить этот опыт самостоятельно. Электроны движутся вокруг ядра с огромной скоростью, подобно тому как планеты движутся вокруг Солнца. Почему отрицательные электроны не падают на положительное ядро? Электроны движутся вокруг ядра с огромной скоростью. Они не могут упасть на ядро так же, как не может упасть Луна на Землю при очень большой силе их взаимного притяжения 10 УРОК 13 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Слово «ток» означает движение частиц вещества. По трубам текут жидкости и газы: вода, нефть, воздух, горючий газ. А что и куда движется, если по проводу идет электрический ток? Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц. Вещества, которые проводят электрический ток, называются проводниками. О существовании электрического тока можно судить по его действиям. Вопрос; какие действия электрического тока тебе известны?___ 11 Урок 13. Электрический ток Хорошими проводниками электрического тока являются металлы. Электрический ток в металлах создают движущиеся электроны. Провода, как известно, изготавливают из разных металлов: меди, алюминия, стали. Соединяясь между собой, атомы металла теряют несколько электронов и становятся положительными ионами. В любом металлическом проводнике свободных электронов великое множество. Они беспорядочно перемещаются, пока не появится сила, которая заставит их двигаться в одном направлении. Эти электроны такие непоседливые — они даже во время направленного движения продолжают метаться из стороны в сторону Электроны похожи на рой мошек, который сдувается ветерком Каждая мошка мечется туда-сюда, а в целом рой движется направленно Энергия, необходимая для движения свободных электронов, накапливается ИСТОЧНИКОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА. Часто для бытовых приборов мы используем батарейки. Батарейка представляет собой настоящую кладовую химической энергии. Эта энергия превращается в электрическую энергию, благодаря которой создается усилие, заставляющее электроны двигаться по проводам. 12 Урок 1 3. Электрический ток Батарейки [Tlf^ ^ Электрическая энергия источника тока передается разным устройствам, которые называются ПОТРЕБИТЕЛЯМИ. Электричество необходимо лампочке фонарика, компьютеру и телевизору, пылесосу и холодильнику. Чтобы доставить электрическую энергию потребителям, используют ПРОВОДА. Источники тока, потребители электричества и провода составляют электрическую цепь. Если в каком-нибудь месте электрической цепи провод оборвется, ток прекратится. Двигаться через разорванный провод электронам мешает воздух. 13 Урок 1 3. Электрический ток Вещества, которые не проводят электрический ток, называются изоляторами. К хорошим изоляторам относятся стекло, пластмасса и резина. Эти вещества не содержат свободных электронов, поэтому в них не возникает электрический ток. Воздух в обычных условиях является изолятором — через воздушный участок ток идти не может. Лабораторная работа 3 Изучение элементов электрической цепи Цель: 1. Собрать электрическую цепь по рисунку и проверить ее в работе. 2. Перечислить элементы электрической цепи, по которым идет электрический ток. 3. Выяснить назначение ключа и описать принцип его работы. 4. Перечислить действия электрического тока. Приборы и материалы:______________ Собери электрические цепи по рисункам на следующей странице и заполни таблицу. 14 Урок 1 3. Электрический ток Электрическая цепь Перечисли элементы цепи, по которым течет ток Действия электрического тока Вывод: 15 Урок 13. Электрический ток Домашнее задание 1. Что представляет собой электрический ток? 2. Что представляет собой электрический ток в металлах? 3. Почему в металлах содержится большое количество свободных электронов? _________________________________________________ 4. Зачем нужны источники тока? 5. Что представляет собой электрическая цепь? 6. Что такое изоляторы? 7. Перечисли условия, необходимые для возникновения электрического тока; 8. Перечисли известные тебе действия электрического тока 16 у рок 1 4. Электричество в нашей жизни УРОК 14 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В НАШЕЙ ЖИЗНИ Электричество прочно вошло в нашу жизнь. Мы используем электрический ток, не задумываясь о причинах его возникновения: нажали на клавишу выключателя — и комнату заливают потоки света, набрали номер телефона — и разговариваем с собеседником на другом конце страны, повернули ручку радиоприемника — и наслаждаемся интересной передачей. Звук, тепло и холод, свет, изображение на экране телевизора можно получить с помощью электричества. Это кажется почти невероятным. Задание 1: 1) Для работы многих полезных вещей используют электроэнергию, хранящуюся в батарейках. Перечисли известные тебе приборы, которые работают от батареек________________ 2) Другие приборы работают от сети. Перечисли такие приборы Электричество в наши дома, на улицы, заводы и фабрики приходит с электростанций. На электростанциях происходит преобразование разных видов энергии в энергию электрическую. лектростанция лэп 17 Урок 14. Электричество в нашей жизни На тепловой электростанции (ТЭС) перерабатывается энергия сгорающего топлива: угля, нефти, природного газа. Гидроэлектростанция (ГЭС) перерабатывает энергию быстрых и бурных рек. Атомная электростанция (АЭС) для получения электрической энергии использует энергию атома. От электростанций в города электричество поступает по толстым проводам — кабелям, которые подвешены высоко над землей на опорах. В городах кабель проходит под землей к каждому дому. Задание 2: 1) Электричество и тепло. Протекая по проводам, ток нагревает их. Перечисли известные тебе приборы, которые используют тепловое действие тока_____________________________ 2) Электричество и свет. В лампочке накаливания находится тонкий проволочный волосок. Когда по нему течет электрический ток, он раскаляется добела и начинает излучать свет. Перечисли известные тебе приборы, которые используют световое действие тока ___________________________ 3) Электрические машины. Английский физик Майкл Фарадей изобрел в 1821 г. первый электромотор. Сейчас в домах и на предприятиях работают электромеханизмы, которые выполняют тяжелую работу, заменяя труд многих людей. Перечисли известные тебе электромеханизмы, которые работают в твоем доме____________________________________ 18 Урок 14. Электричество в нашей жизни Слишком сильный электрический ток способен разрушать вещество, в котором он возникает. Поэтому при использовании электричества необходимо соблюдать ОСТОРОЖНОСТЬ. Каждый человек должен знать следующее 1. Проводники электричества. Электрический ток может возникнуть только в проводнике. Однако металлы — это не единственные хорошие проводники. Тела животных и людей и даже земля хорошо проводят электрический ток. Не прикасайся к проводникам электричества во время работы электроприбора — ты можешь получить смертельный удар током! Вода из-под крана тоже хороший проводник. Если ты дотронешься мокрыми руками до работающего электрического прибора, то можешь получить ощутимый УДАР (см. рисунок)! Вода с мокрой руки может просочиться к оголенному проводу. Между проводом и рукой появится участок, проводящий электрический ток. Таким образом, рука будет включена в электрическую цепь. Не прикасайся к работающим электрическим приборам мокрыми руками. 19 Урок 14. Электричество в нашей жизни Если загорелся какой-нибудь электроприбор, необходимо немедленно выключить его из сети. Для тушения горящих электроприборов следует использовать порошковые или газовые огнетушители. Водой нельзя тушить горящие электроприборы, потому что она проводит электрический ток. 2. Заземление. В электрических кабелях обычно два провода, по которым одновременно идет электрический ток. В некоторых кабелях имеется третий провод для заземления. В случае, когда электрическая цепь прибора неожиданно прерывается, этот заземляющий провод безопасно для окружающих отводит электрический ток в землю. Если в инструкции к данному прибору содержится требование заземления, не пренебрегай им — это избавит тебя от электротравм и увеличит срок эксплуатации прибора. 3. Изоляторы. Для защиты людей от удара током электрические провода покрывают пластиком. В специальные изоляторы «одеты» электрические вилки и розетки. Не прикасайся к кабелям или проводам, пластмассовая изоляция которых поврежденаГ 20 Урок 14. Электричество в нашей жизни В современной технике используют нагревостойкие провода с гибкой стеклоэмалевой изоляцией, выдерживающие температуру 600-700 °С. Провода линий связи в сельской местности и линий электропередач (ЛЭП) не имеют изолирующего покрытия, но они тщательно отделены от опор, чтобы ток не прошел в землю. Провода ЛЭП подвешивают на гирляндах из фарфоровых изоляторов (см. рисунок). Изоляторам придается такая форма, чтобы на них не задерживались ни пыль, ни влага, которые могли бы образовать проводящий слой. 4. Выключатели. На электротехнической выставке в Париже в 1881 г. был показан только что изобретенный прибор — выключатель электрической лампочки. Посетители были в восторге — этот простой прибор способен легко управлять электрическим током. Выключатели замыкают и размыкают контакты электрической цепи. Это позволяет легко включать и выключать разные электрические механизмы. Задание: опиши устройство простейшего выключателя В технике используются разные выключатели: рубильники, штепсельные розетки и вилки, кнопки звонков и ламп. Одно нажатие кнопки приводит в движение целую линию станков. На следующем рисунке показаны школьные приборы — выключатели, которые используются во время лабораторных работ. 21 Урок 14. Электричество в нашей жизни Выключатели Предохранитель В домах и на заводах работают специальные автоматические выключатели, которые прерывают электрическую цепь, когда по ней течет слишком сильный ток, способный повредить работающие приборы. 5. Предохранитель. Наиболее распространенным видом прерывающего выключателя является предохранитель. Он представляет собой кусочек специальной проволоки, которая плавится, если по ней течет слишком большой ток, и прерывает электрическую цепь. Домашнее задание 1. В каждую клетку кроссворда вставь букву так, чтобы слова по горизонтали означали следующее: 1) вещество, из которого изготавливают гирлянды ЛЭП; 2) составная часть молекулы; 3) положительно заряженная элементарная частица; 4) хороший изолятор, применяемый для изготовления корпусов электрических вилок и розеток; 5) центральная часть атома; 6) отрицательно заряженная элементарная частица; 7) незаряженная элементарная частица. 22 Урок 14. Электричество в нашей жизни Если все слова записаны правильно, то по вертикали в выделенных клетках ты прочитаешь имя английского физика, знаменитого своими исследованиями в области электричества. 2. В каждую клетку кроссворда вставь букву так, чтобы слова по горизонтали означали следующее: 1) свойство, которое приобретают некоторые тела после трения; 2) толстый проводник, по которому электричество поступает в город от электростанции; 3) вещество, которое не проводит электрический ток; 4) заряженный атом; 5) электростанция вырабатывает ...; 6) мельчайшая частица вещества; 7) направленное движение заряженных частиц; 8) вещество, которое проводит электрический ток. По вертикали в выделенных клетках ты прочитаешь фамилию русского изобретателя лампочки. 3. Прочитай тексты и выполни задания. Электричество в природе Без электричества наш мир выглядел бы совсем иначе. В наши дни существует много полезных приборов и механизмов, которые работают благодаря электричеству. Однако и сама природа способна порождать удивительные электрические явления. Они бывают безобидными и очень опасными, необыкновенно красивыми и просто полезными. 23 Урок 14. Электричество в нашей жизни Молнии. От поколения к поколению передавался страх перед «небесным» огнем. Люди верили, что это орудие богов. У древних греков им владел Зевс, у славян — Перун, у германских племен — бог Один. Первые разгадки этого опасного природного явления принес XVIII век. Исследованием молнии занимались американский ученый Бенджамин Франклин и российские ученые Михаил Васильевич Ломоносов и Георг Рихман. Для Рихмана эта работа закончилась печально — он погиб от удара молнии в 1753 г. Многолетнее изучение молнии помогло доказать, что облако способно накапливать значительный электрический заряд. Когда заряд становится слишком большим, он прорывается к земле. Уже в древнем мире люди догадались использовать громоотвод для улавливания молний. Громоотвод — это длинный металлический стержень, который устанавливался у дома и отводил электрический разряд — молнию — в землю. Известно, что молнии чаш;е поражают высокие, одиноко стоящие деревья. Искать под ними укрытия во время грозы - значит подвергать себя реальной опасности. Любопытно, что некоторые породы деревьев как бы притягивают к себе молнию. Оказывается, молния чаще всего ударяет в дуб — 54 раза из 100, в тополь она попадает 24 раза, в ель — 10, в сосну — 6 раз. В одиноко стоящие березу и клен молния совсем не ударяет. Почему! Это для нас еще остается загадкой. Вопрос: как люди догадались использовать громоотвод для улавливания молний?____________________________________ 24 Урок 14. Электричество в нашей жизни Огни Святого Эльма — это близкие родственники опасных молний. Названы по имени церкви в Италии, где они появлялись. Это было в Средиземном море, у Болеарских островов, в конце XVII века во время грозы. Опасаясь бури, капитан приказал спустить все паруса. И тут моряки увидели на концах мачт корабля больше 30 огней Эльма (см. рисунок )... Капитан послал матроса снять его. Поднявшись наверх, тот крикнул, что огонь шипит, как ракета из сырого пороха. Ему приказали снять его вместе с флюгером, но, как только матрос снял флюгер, огонь перескочил на конец мачты, откуда снять его было невозможно. Появление огней Эльма моряки считают предвестником хорошей погоды. В декабре 1957 г. в одном из северных районов планеты во время метели огни Эльма наблюдали рыбаки на концах своих удочек. Очень часто в предгрозовой атмосфере огни Эльма наблюдают альпинисты: светятся вершины гор, искрятся ледорубы. Электричество в живых организмах В конце XVIII века знаменитые ученые Гальва-ни и Вольта обнаружили электричество у животных. Первыми животными, на которых ученые проводили свои опыты, были лягушки. Электрическая активность оказалась неотъемлемым свойством живой материи. Электричество вырабатывают клетки всех живых существ, однако наиболее развита эта способность у рыб. Рыбы используют электричество, чтобы убить или оглушить свою добычу. 25 Урок 14. Электричество в нашей жизни Запаса электроэнергии, которая накапливается в хвосте электрического ската, достаточно для работы 12 электрических лампочек. Скат ударом электрического тока может убить человека. Очень мощные электрические разряды создают пресноводные южноамериканские электрические угри и африканские электрические сомы. В последнее время все больше выясняется роль электрических процессов в жизни человека. Электрические импульсы заставляют работать наше СЕРДЦЕ. Эти импульсы можно распознать, записав их в виде электрокардиограммы. Нервы в нашем теле также проводят электричество. Электрические импульсы мозга заставляют сокращаться мышцы тела. Электрические сигналы несут информацию, воспринимаемую нашими ушами, глазами, носом, языком и кожей, и направляют ее в мозг. Задания: 1) Составь вопросы по прочитанным текстам. 2) Придумай кроссворд, используя понятия, которые тебе встретились в этом тексте {по желанию). 26 УРОК 15 МАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ Магнитные явления, как и электрические, были известны много веков тому назад. Древняя летопись рассказывает, что более 4000 лет тому назад в Китае использовалась повозка, на которой, поворачиваясь вокруг своей оси, стояла магнитная фигурка человека, показывающего рукой на юг. В старинных легендах есть упоминание о пастухе по имени Магнус, который обнаружил однажды, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к черному камню. Этот камень стали называть МАГНИТОМ — «камнем Магнуса». Однако известно и другое предание о том, что слово «магнит» произошло от названия древнегреческого города Магнезия (в Малой Азии), где добывали железную руду. О свойстве некоторых каменных пород притягивать железо упоминал в VI веке до н. э. греческий физик и философ Фалес. В собственной квартире можно встретить множество полезных магнитов: магнитный держатель для мыла, магнит громкоговорителя, магнитная резина на дверце холодильника, магнитная защелка в шкафу. Главное свойство магнитов проявляется в том, что они притягивают к себе иголки, булавки, шпильки, железные опилки и другие стальные или железные предметы. Магниты не оказывают никакого действия на кусочки бумаги, соломинки, волоски, которые, как мы уже знаем, притягиваются к наэлектризованным телам. Опыт 1. Прикоснись иголкой к любому магниту, положи ее на железные опилки. Опиши наблюдаемое явление (см. рисунок на следующей странице) ____________________________________ Вывод: иголка стала магнитом. В этом можно убедиться с помощью другого опыта. 27 Урок 1 5. Магнитные явления Обрати внимание, посредине иголки крупинок железа прилипло немного, зато концы облеплены так, что получились «ежики» На концах магнит притягивает намного сильнее Опыт 2. Прикоснись гвоздем сначала к середине намагниченной иголки, а затем к ее концам. Опиши наблюдаемое явление___ Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные взаимодействия, называются полюсами магнита. 28 Урок 1 5. Магнитные явления Опыт 3. Укрепи иголку-магнит на поплавке. Для этого можно проткнуть иголкой кусочек пробки или пенопласта. Пусти поплавок плавать в тарелке. Опиши наблюдаемое явление____________ Смотри: иголка повернулась так, что одним концом смотрит на север, а другим — на юг Вопрос: как по Солнцу определить стороны света и сделать правильный вывод из проведенного опыта с иголкой?____________ 29 Урок 15. Магнитные явления Один конец иголки-магнита все время смотрит на географический север, а другой — на географический юг. Попробуй повернуть иголку-магнит. Видишь — она упрямо возвращается. Это говорит о том, что полюсы магнита отличаются друг от друга и не изменяются при повороте. Конец иголки, который указывает на географический север, называется северным магнитным полюсом, а тот, что смотрит на географический юг, — южным магнитным полюсом. Так же как мы намагнитили иголку, можно намагнитить стальной брусочек и получить постоянный магнит (см. рисунок). Половинку магнита, на конце которой находится северный полюс, окрашивают в ♦ холодный» СИНИЙ ЦВЕТ, а ту, где находится южный полюс, — в ♦теплый» КРАСНЫЙ ЦВЕТ. Магнитный компас, которым пользовались в давние времена моряки, очень похож на твой самодельный компас: это был просто магнит на поплавке. Способ изготовления магнитов на заводе похож на тот, который ты применил для изготовления магнита из иголки. Форма этих магнитов может напоминать полоску металла (такие магниты называются полосовыми) или подкову (такие магниты называются подковообразными). 30 Урок 1 5. Магнитные явления Задания: 1) Правильно раскрась магниты на рисунке вверху. 2) Используя лабораторные магниты, проверь, как взаимодей- ствуют между собой одноименные полюсы: северный — северный и южный — южный ____ _______ Одноименные полюсы магнитов отталкиваются. 3) Используя лабораторные магниты, проверь, как взаимодействуют между собой разноименные полюсы: северный — южный ____ Разноименные полюсы магнитов притягиваются. 4) Используя лабораторные магниты и компас, испытай действие магнита на магнитную стрелку компаса. Опиши наблюдаемое явление ______________________________________ Магнит управляет движением магнитной стрелки. 31 Урок 1 5. Магнитные явления Г игантским магнитом является сама Земля! Какой же магнит управляет компасом? ч" Магнитные свойства Земли Вопрос: многочисленные исследования показали, что сама Земля является гигантским магнитом (см. рисунок). Где же находятся ее магнитные полюсы (северный и южный)!_____ Северный полюс магнитной стрелки компаса притягивается ЮЖНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЮСОМ Земли, а южный полюс стрелки — СЕВЕРНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЮСОМ Земли. Магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими полюсами. 32 Урок 1 5. Магнитные явления Исследователи земного магнетизма установили, что южный магнитный полюс находится в Северном полушарии Земли, его координаты 76 градусов северной широты и 101 градус западной долготы (Северная Канада). Южный магнитный полюс Северный магнитный полюс Земли находится на южном полярном континенте — в Антарктиде, его координаты 68 градусов южной широты и 145 градусов восточной долготы (французская полярная станция Дюмон-Дюрвиль). Магнитные полюсы Земли медленно дрейфуют. Таким образом, магнитная стрелка компаса лишь приблизительно показывает направление на географический север. На Земле есть области, в пределах которых магнитная стрелка компаса ведет себя не по правилам. Такие области называют областями МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ (от латинского слова, которое означает «отклонение*, «ненормальность*). Определять с помощью компаса направление на север или на юг в этих областях бесполезно. Одна из самых больших магнитных аномалий находится в районе города Курска — Курская магнитная аномалия. Причиной таких аномалий являются огромные залежи железной руды на небольшой глубине. Космические исследования установили, что Луна и Венера магнитами не являются, а Марс — магнит, только очень слабый. 33 Урок 15. Магнитные явления Солнце представляет собой очень большой и сильный магнит, магнитные свойства которого могут изменяться. Эти изменения связаны с солнечной активностью. В период усиления солнечной активности с поверхности Солнца в космическое пространство выбрасывается большое количество быстро движущихся заряженных частиц. Эти частицы оказывают действие на магнитные свойства Земли. Домашнее задание I. Выполни задания. 1. Прикоснись иголкой к любому магниту, который найдется в твоей квартире. Повтори опыты, описанные в учебнике. Что ты наблюдаешь?_________________________________________ 2. Опиши, как тебе удалось определить полюсы иголки-магнита 3. ОСТОРОЖНО переломи свою иголку-магнит посередине {что поделаешь, наука требует pacxodoel). Чтобы не уколоться, оберни иголку мокрой тряпочкой или бумагой и только после этого ломай. Каждую половинку укрепи на поплавке и испытай их свойства. Пусти плавать ту половинку иглы, которая раньше была северным полюсом. 1) Куда указывает северный конец?______________________ 2) Куда указывает тот конец, который раньше был в средней части иглы? _________^________________________________ 34 Урок 1 5. Магнитные явления Повтори опыт с половинкой иглы, которая раньше была южным полюсом. Опиши полученный результат_____________ Обе половинки иглы по-прежнему имеют два полюса: северный и южный. Оказывается, сколько ни ломай магнит, у любого его обломка, даже самого маленького, обязательно есть оба магнитных полюса. Любой магнит состоит из множества крошечных магнитиков, и у каждого магнитика есть оба полюса — и северный, и южный. II. Ответь на вопросы. 1. По каким свойствам твердых тел можно обнаружить постоянные магниты? ________ _________________________________ 2. Что называют полюсами магнита? 3. Какие из известных тебе веш;еств притягиваются магнитом? 4. Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов? 5. Как с помош;ью магнитной стрелки определить полюсы у намагниченного стального стержня?_________________________ 35 УРОК 16 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ Однажды датский физик Ханс Христиан Эрстед на лекции попытался продемонстрировать своим студентам отсутствие связи между электричеством и магнетизмом, включив электрический ток вблизи магнитной стрелки. Каково же было его удивление, когда он увидел, как после включения электрического тока магнитная стрелка медленно повернулась, стремясь встать перпендикулярно к направлению провода. При изменении направления тока стрелка отклонялась в другую сторону. Вскоре Эрстед доказал, что магнит действует с некоторой силой на провод, по которому течет ток. Открытие взаимодействия между электрическим током и магнитом было сделано Эрстедом в 1820 г. Оно имело огромное значение для развития электротехники. Лабораторная работа 4 Изучение электромагнитных явлений Цель: 1. Исследовать действие катушки с током на магнитную стрелку. 2. Определить полюсы электромагнита. Отметить их на чертеже. 3. Выяснить назначение сердечника. Приборы и материалы (см. рисунок):_____________________ Л____*. + - 36 Урок 16. Электромагнитные явления Собери электрические цепи по рисункам и заполни таблицу. 37 Урок 1 6. Электромагнитные явления Проволочная катушка, по которой течет электрический ток, ведет себя как настоящий магнит. Она разворачивает магнитную стрелку и намагничивает железные предметы. Проволочная катушка с электрическим током называется ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ. И какой же это удивительный магнит! Его можно включать и выключать. Можно изменять его полюсы. Можно усилить или ослабить его действие. Так и хочется назвать катушку с током «непостоянным магнитом»! Использование электрических и магнитных явлений Электрические и магнитные явления связаны друг с другом, вместе они приносят много пользы! Поезд на магнитной подушке. В поездах на магнитной подушке электромагниты используются вместо колес. Магнитная сила электромагнитов удерживает поезд над дорогой на высоте нескольких сантиметров и толкает его вперед. Такие поезда не касаются дороги, поэтому не возникает трения, и они могут двигаться очень быстро. Электрический мотор. Внутри электрического мотора находится проволочная катушка, расположенная между полюсами магнита. Катушка с током взаимодействует с магнитом и при этом поворачивается. ^ Шттж 38 Урок 1 6. Электромагнитные явления Микрофон преобразует звуки в электрические сигналы. Внутри микрофона расположена проволочная катушка, которая находится между полюсами магнита. Магнит Катушка Тонкий металлический диск Мембрана Динамик. По назначению динамик противоположен микрофону. В нем электрические сигналы преобразуются в звук. Внутри динамика электрические сигналы поступают в проволочную катушку, которая становится электромагнитом, когда по ней течет электрический ток. Домашнее задание 1. Изготовь электромагнит. Для этого возьми проволоку, плоскую батарейку и железный гвоздь. Обмотай гвоздь проволокой, концы проволоки соедини с батарейкой. Теперь попробуй собрать этим гвоздем рассыпанные стальные булавки. Что произойдет с булавками, которые притянулись к гвоздю, если проволоку отсоединить от батарейки? Внимание! Для этого опыта используй только батарейку. Ни в коем случае не включай свое устройство в сеть. Помни, что провода должны быть в пластиковой оболочке. Объясни причину наблюдаемого явления___________________ 2. Перечисли устройства в твоем доме, где используются постоянные и «непостоянные» магниты_______________________________ 39 УРОК 17 ЗВУКОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ Человек живет в мире звуков. Звуки сообщают о том, что происходит вокруг. Они нас радуют или раздражают, успокаивают или пугают своей неожиданностью. Как возникает звук и какими свойствами он обладает? Маятник и ножки звучащего камертона совершают колебания Что общего между движениями маятника и звучащим камертоном? Источником звука являются колеблющиеся тела. Звук скрипки возникает в процессе колебания ее струн. Звук радиоприемников и телевизоров излучается динамиками, в которых электромагнитные сигналы создают различные вибрации. Когда ты говоришь, воздух из легких заставляет вибрировать голосовые связки в горле. Прикоснувшись к горлу, можно почувствовать эти вибрации. Когда какой-либо предмет колеблется, он вызывает вокруг себя колебания частичек воздуха. Благодаря взаимодействию частицы воздуха передают колебания все новым и новым частицам. Такой процесс распространения звука называется звуковой волной. 40 Урок 1 7. Звуковые явления Взаимодействия между частицами воздуха при распространении звуковой волны приводят к возникновению сжатий и разрежений слоев воздуха. Вопрос: почему звуковую волну в воздухе нельзя увидеть?_ Представим, как создается звуковая волна. Проведем опыты. Опыт 1. Если легонько ударить рукой по торцу пружины, то в ней возникнет волна. Задания: 1) Опиши, что при этом наблюдается 2) Определи скорость волны, которая образовалась в пружине Вопросы: 1) Что характеризует физическая величина «скорость волны»! 41 Урок 17. Звуковые явления 2) Какие величины нужно измерить, чтобы определить скорость волны, которая образовалась в пружине?______________________ 3) Запиши формулу для определения скорости 4) Произведи расчеты Опыт 2. Воспользуемся разными пружинами для того, чтобы выяснить, одинаковые ли волны в них возникают. Задание: опиши наблюдаемые явления Вопрос: как ты думаешь, почему скорость распространения волн в разных пружинах разная?_________________________________ Звуковые волны могут распространяться только в веществе (твердом, жидком или газообразном). 42 Урок 1 7. Звуковые явления Большинство звуков, которые мы слышим, приходят к нам по воздуху. Скорость звука в воздухе составляет примерно 340 м/с. В теплом воздухе звук распространяется быстрее, чем в холодном, а в космическом пространстве, где нет воздуха, царит абсолютная тишина. Звуковые волны распространяются и в жидкостях. Летом, плавая под водой, ты слышишь плеск волн. Скорость звука в воде в 4 раза больше, чем в воздухе. Вопрос; почему скорость распространения звуковых волн в воде больше, чем в воздухе? ____________________________________ Великий художник, изобретатель и ученый Леонардо да Вин чи писал: «Если ты, будучи на море, опустишь в воду отверстие трубы, а другой конец ее приложишь к уху, то услышишь шум кораблей, очень удаленных от тебя». Вопрос: как объяснить этот опыт? _ Лучше всего звук распространяется в твердых телах. Например, скорость распространения звука в стали в 15 раз больше, чем в воздухе. В далекие времена воины прикладывали ухо к земле и таким образом обнаруживали конницу противника значительно раньше, чем она появлялась в поле зрения. Вопрос: как ты думаешь, чем объясняется этот факт?_______ 43 Урок 1 7. Звуковые явления Эхо Мы слышим эхо, когда звуковые волны, отраженные от далеких предметов, возвращаются к нам (см. рисунок). В маленьких помещениях эхо услышать нельзя, так как стены находятся слишком близко от нас. Отраженные звуки очень быстро возвращаются к нам и сливаются со звуком нашего голоса. Знаешь ли ты, что очень хорошее отражение звука наблюдается в Галерее шепота в Лондоне в соборе Святого Павла. Стоя у одной стены собора, ты можешь услышать, о чем шепчутся люди у противоположной стены, находяш,ейся от тебя на расстоянии 36 м. Наука о звуке называется АКУСТИКОЙ. Законы акустики используются в мореплавании и рыболовстве, горном деле и радиосвязи, сельском хозяйства и биологии. При строительстве концертных залов тщательно изучают все направления движения звуковых волн. По законам акустики определяют форму помещения, правильно размещают кресла, выбирают необходимое мягкое покрытие. Известно, что твердые плоские поверхности хорошо отражают звуковые волны, а мягкие и неровные поглощают звук. ОТДАЛЕННЫЕ ЗВУКИ. Нем дальше мы находимся от источника звуков, тем слабее мы их слышим. 44 Урок 1 7. Звуковые явления Характеристики звука Опыт 3. Если посильнее ударить резиновым молоточком о ножки камертона, то они начнут раскачиваться с большим размахом. По второму камертону я ударила сильнее Второй камертон звучит громче... Наибольшее отклонение колеблющегося тела от положения равновесия называется АМПЛИТУДОЙ КОЛЕБАНИЙ. Громкость звука — одна из его характеристик. Она зависит от амплитуды колебаний источника звука. Чем чаще колебания тела, тем выше производимый им звук. Чем реже колебания, тем ниже звук. ЧАСТОТА звука — это физическая величина, от которой зависит высота звука. Она определяется по числу звуковых колебаний в секунду и измеряется в герцах (Гц). Высота звука — вторая его характеристика, она зависит от частоты колебаний источника звука. Крылья пчел совершают 200 колебаний в секунду, поэтому звук, который мы слышим, имеет частоту 200 Гц. Комары машут крылышками еще быстрее, совершая до 500 колебаний в секунду. Поэтому звук комариного роя является более высоким. 45 Урок 1 7. Звуковые явления Частота колебаний различных источников звука Источник звука Частота колебаний, Гц Источник звука Частота колебаний, Гц Мужской голос: Барабан 90-14000 • бас 80-350 Контрабас 60-8000 • баритон 100-400 Виолончель 70-8000 • тенор 130-500 Труба 60-6000 Женский голос: Саксофон 80-8000 • контральто 170-780 Рояль 90-9000 • меццо-сопрано 200-900 Ноты: • сопрано 250-1000 • до 261,63 • колоратурное 260-1400 • ре 293,66 сопрано • ми 329,63 Орган 22-16000 • фа 349,23 Флейта 260-15000 • СОЛЬ 392 Скрипка 260-15000 • ля 440 Арфа 30-15000 • си 493,88 Человек различает звуки частотой от 20 до 20000 Гц. Однако наиболее чувствительно наше ухо к звукам с частотой от 1000 до 3000 Гц. С возрастом слух человека изменяется: дети лучше всего слышат высокие звуки, а пожилые люди чувствительны к низким звукам. Упражнение 28 1) Струна гитары издает звук «ля» (см. таблицу). Сколько колебаний в одну секунду совершает эта струна?_________________ 2) Певица воспроизводит звук соль (см. таблицу). С какой частотой при этом совершают колебания ее голосовые связки? _______ Что это означает? 46 Урок 1 7. Звуковые явления 3) Как называется самый высокий мужской голос? А женский? ____________________________________ 4) Как называется самый низкий мужской голос? А женский?____________________________________ 5) Какой музыкальный инструмент лучше всех воспроизводит низкие звуки? ____________________________________________ 6) Какой музыкальный инструмент лучше всех воспроизводит высокие звуки?_________________________________________________ Домашнее задание I. Ответь на вопросы. 1. Что обш;его между движениями маятника и звучаш;им камертоном? ________________________________________ 2. Что является источником звука? 3. Перечисли две важные характеристики звука 4. От чего зависит высота звука? 5. От чего зависит громкость звука? 6. Какой частоты звук издает муха, если она в полете делает 352 взмаха за одну секунду?_______________________________ 47 Урок 17. Звуковые явления 7. Шмель взмахивает крылышками 220 раз в секунду. Кто издает в полете более высокий звук: шмель или муха? Объясни свой ответ 8. Свободно летящая пчела взмахивает крылышками 440 раз в секунду. Пчела, нагруженная медом, взмахивает крылышками 330 раз в секунду. Как по жужжанию отличить этих пчел? II. Если взять две небольшие коробочки и соединить их леской так, как показано на рисунке, то получится неплохой телефон. С помощью него ты сможешь поговорить со своим приятелем, находящимся в другой комнате. 10-15 м В середине дна каждой коробочки проколи небольшое отверстие, протяни через него рыболовную леску и закрепи ее при помощи спички (см. рисунок). Длина лески должна быть 10-15 м. Вместо лески можно использовать капроновые или шелковые нитки — они тоже хорошо передают звук. Во время разговора леска должна быть натянута в воздухе и не прикасаться к посторонним предметам. Объясни работу изготовленного телефона________________ 48 УРОК 18 СПОСОБНОСТЬ СЛЫШАТЬ ЗВУК Звуковая волна обладает энергией. Распространяясь в пространстве, она оказывает давление на все преграды, которые встречаются на ее пути. Однако если сравнить энергию звука с другими видами энергий, то она окажется ничтожно малой. Например, энергия, излучаемая 200 фортепьяно, равна электроэнергии, необходимой для горения всего одной лампочки. Это говорит о том, что наше ухо — очень чувствительный слуховой аппарат. Звуковая волна, попадая в ухо, заставляет совершать колебания тонкую пленку 1 (см. рисунок), которая называется БАРАБАННОЙ ПЕРЕПОНКОЙ. Эти колебания передаются коротким косточкам 2, заставляя их работать подобно маленьким рычажкам, усиливаюш;им колебания барабанной перепонки. Косточки соединены с трубкой 7, наполненной особой жидкостью 5. Эта трубка называется УЛИТКОЙ. Внутри улитки маленькая косточка (СТРЕМЕЧКО 3), словно поршень, перемещает жидкость вперед и назад одновременно с колебаниями звука. Жидкость перемещается в полукружных каналах 4. Нервные клетки 6 уха преобразуют колебания жидкости в улитке в нервные импульсы, которые по слуховому нерву ПЕРЕДАЮТСЯ В МОЗГ. 49 урок 18. Способность слышать звук Самое маленькое давление звуковой волны на барабанную перепонку, которое вызывает ощущение звука у человека, называется порогом слышимости. У каждого человека свой порог слышимости. Мы не воспринимаем слабые звуки. Звуки очень громкие вредны для нашего слуха. Они вызывают у человека ощущение давления, боли и могут разрушить барабанную перепонку. Люди, которые работают рядом с шумными механизмами, носят наушники, чтобы защитить свои уши. Для того чтобы при восприятии звука оценивать силу звукового давления, была введена величина, измеряемая в ДЕЦИБЕЛАХ (дБ). Эта единица названа в честь изобретателя телефона, шотландца по происхождению, Александра Белла. Шкала силы звука различных источников Запуск ракеты 140-190 дБ Г ром — I 100 дБ Тиканье часов на расстоянии 1 м — 30 дБ 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 о Громкость в децибелах (дБ) Шумы свыше 130 дБ вызывают болезненные ощущения Реактивный самолет — 120 дБ В кабине самолета — 100 дБ Громкий разговор; улица средней оживленности — 60 дБ Шорох листьев в лесу — 10 дБ 50 Урок 18. Способность слышать звук Ухо помогает нам сохранять равновесие Когда мы двигаемся, вместе с нами двигается жидкость, заполняющая ПОЛУКРУЖНЫЕ КАНАЛЫ (см. рисунок в начале урока). Эта жидкость давит на тончайшие волоски, посылающие сигналы в мозг. После танца мы можем почувствовать головокружение, так как жидкость в полукружных каналах продолжает двигаться и после того, как мы остановились. Направление звука. Благодаря тому что у нас два уха, мы можем определить, откуда исходит звук. Ухо, ближайшее к источнику звука, слышит его немного громче и чуть раньше, чем другое ухо. Как устроены музыкальные инструменты? Большинство музыкальных инструментов звучат потому, что в них совершают колебания либо струны, либо воздух. Звуки, которые они издают, могут быть высокими и низкими, громкими и тихими. Фортепьяно. Клавиши фортепьяно связаны с маленькими деревянными молоточками. При нажатии на клавиши молоточки ударяют по струнам, которые натянуты в корпусе инструмента, вызывая их колебания. Контрабас. Когда музыкант перебирает струны или водит по ним смычком, он заставляет их вибрировать, и струны звучат. Чтобы извлечь более высокий звук, нужно уменьшить длину струны, пережав ее в нужном месте. Саксофон. Дуя в саксофон, музыкант заставляет вибрировать небольшой деревянный элемент, называемый язычком. Этот язычок создает колебания воздуха в саксофоне. Клапаны на саксофоне изменяют длину вибрирующего воздушного столба. Чем столб длиннее, тем ниже звук. 51 Урок 1 8. Способность слышать звук Труба. Трубач губами создает колебания и заставляет вибрировать воздух в трубе. Барабан. Ударяя палочками или щеточками по барабану или тарелкам, музыкант заставляет их вибрировать. Звук помогает «видеть» Использование звука для обнаружения чего-либо называется ЭХОЛОКАЦИЕЙ. Для этой цели чаще всего используют звуки, которые человек не слыптит. Частота этих звуков превышает 20 000 Гц. Такой звук называют УЛЬТРАЗВУКОМ. На кораблях применяют ультразвуковое эхо для поисков косяков рыбы, измерения глубины моря, исследования океанского дна. Приборы для этих исследований называются эхолотами (см. рисунок). Летучие мыши испускают звуки очень высокой частоты (до 210 000 Гц) и принимают их эхо от различных предметов. Это позволяет им летать в темноте, не натыкаясь на преграды. Киты и дельфины тоже используют принцип эхолокации, отыскивая свой путь в море. Ультразвук применяется для обследования материалов. Изучая полученные с помощью эха данные, инженеры определяют, есть ли в толще металла трещины и разломы. Знаете ли вы, что далеко не все животные слышат звуки так, как человек. Кузнечики слышат лапками. У змей нет ушей, поэтому они не могут слышать звук через воздух. Змеи улавливают низкие звуки, слушая землю. Рыбы слышат всем своим телом. 52 Урок 1 8. Способность слышать звук Домашнее задание I. Закрепи один конец линейки на столе, а по второму концу легонько ударь пальцем. Линейка издает звук. Выясни, как изменяется высота звука при уменьшении длины звучащей линейки. Как при этом изменяется частота вибраций этой линейки? ____ ________________ II. Ответь на вопросы. 1. Что такое барабанная перепонка? 2. Почему очень громкие звуки вредны для слуха? 3. Чем объяснить оглушающий грохот, который мы слышим, когда грызем твердый сухарь, в то время как наши соседи грызут те же сухари без заметного шума?_________ 4. Бутылкофон. Несколько бутылок подвесили в ряд, как показано на рисунке, и наполнили водой до разного уровня. При ударе палочками бутылки издают разные звуки. При настройке бутылкофона подбирают фортепьянную гамму и играют разные мелодии. При желании ты можешь повторить опыт. Объясни работу этого музыкального инструмента ___________________________________ 53 УРОК 19 СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ Свет в нашей жизни играет огромную роль. Благодаря свету мы видим, без него трудно представить себе наше существование. С огромным количеством световых явлений мы сталкиваемся каждый день. Утром нас радует солнечный свет, который пробивается сквозь закрытые шторы, а вечером яркие огни электрических лампочек освещают наши дома и улицы. Смотримся ли мы в зеркало, заглядываем в бабушкины очки или видим радугу в небе — все это световые явления. Задание: главная особенность света заключается в том, что он обладает ЭНЕРГИЕЙ. Попробуй доказать это примерами из жизни _______ ___________________________ Тела, излучающие свет, называют светящимися. Самый главный источник света на Земле — это Солнце, Все живое на нашей планете использует энергию солнечного света. Источником света является костер, который путники разводят темной ночью. Светятся гнилушки в лесу, светлячки, некоторые водоросли в море. 54 Урок 19. Световые явления Свет очень быстро распространяется в пространстве. Его скорость составляет 300000 км/с. Это самая большая скорость, которая известна человеку. От Солнца свет приходит на Землю за 8 минут. От источника свет распространяется по прямым линиям, которые называются СВЕТОВЫМИ ЛУЧАМИ. Задание: перечисли известные тебе факты, которые доказывают, что свет распространяется по прямым линиям_____________ На рисунке изобрази световые лучи. Солнечные лучи в лесу В кинозале 55 Урок 19. Световые явления Природные источники света называются естественными. Источники света, которые изготовил человек, называются искусственными. Задания: 1) Перечисли естественные источники света, которые тебе известны __________________________________________________ 2) Перечисли искусственные источники света, которые тебе известны _____________________________ В отличие от звука для распространения света не требуется вещество. От Солнца и звезд свет приходит к нам через пустоту космического пространства. Если на пути светового луча встречается какое-нибудь тело, то свет взаимодействует с веществом, из которого оно состоит. Свет легко проходит через воздух и стекло. Такие вещества называются ПРОЗРАЧНЫМИ. Вещества, которые пропускают мало света, называются ПОЛУПРОЗРАЧНЫМИ. Задание: приведи примеры прозрачных и полупрозрачных веществ ________________________________________________ Вещества, которые поглощают свет, то есть не пропускают его совсем, называют НЕПРОЗРАЧНЫМИ или СВЕТОНЕПРОНИЦАЕМЫМИ. 56 Урок 19, Световые явления Задание: приведи примеры непрозрачных веществ За непрозрачным предметом может образоваться ТЕНЬ — это область пространства, куда не попадает световая энергия. Тень может быть темной, или густой. Такая тень называется полной. В эту область световая энергия от источника не попадает совсем. Маленький источник света заставляет предметы отбрасывать густую тень с четкими границами Большой источник света вынуждает тела отбрасывать другую тень — густую и темную в середине и легкую, нечеткую по краям Задание: проведи опыт и опиши образование разных теней. Выясни причину изменения вида тени. Опыт. ___ ______ ____ 57 Урок 19. Световые явления Объяснение опыта Наша планета, освеш;енная солнечными лучами, тоже отбрасывает тень. Если в эту тень попадает Луна, то она становится невидимой, а на Земле наблюдается ЛУННОЕ ЗАТМЕНИЕ (см. рисунок слева). Если Луна отбрасывает тень на Землю, то на Земле наблюдается СОЛНЕЧНОЕ ЗАТМЕНИЕ (см. рисунок справа). Упражнение 29 1) В какое время суток на Земле можно наблюдать лунное затмение? 2) В какое время суток на Земле можно наблюдать солнечное затмение? 3) Почему солнечное затмение на Земле можно одновременно наблюдать лишь в некоторых районах?_________________________ 58 Урок 19. Световые явления Отражение света Большинство тел вокруг нас не светятся. Мы можем наблюдать их только потому, что они отражают свет от разных источников. Луна сама по себе не излучает свет. Мы видим ее только потому, что она отражает свет Солнца. Если солнечный свет не падает на Луну во время лунного затмения, она перестает быть видимой. Свет отражается от поверхности так же, как от нее отскакивает мяч (см. рисунок слева). Под каким углом свет падает на поверхность, под таким же углом он от нее отражается (см. рисунок справа): а = р. Лабораторная работа 5 Изучение явления отражения света Цель: проверить закон отражения света. Приборы и материалы: источник света, экран со щелью, транспортир. Схема опыта: см. рисунок справа. Через отверстие экрана выходит тонкий световой пучок и, попадая на зеркало, отражается от него. На отдельном листе проведи вдоль световых лучей линии: падающий и отраженный световые лучи. ' Результаты измерений занеси в таблицу. Повтори опыт еще 2 раза. 59 Урок 19. Световые явления Опыт Угол а падения светового луча на зеркало Угол р отражения светового луча от зеркала 1 2 3 Вывод: Рассеивание света и зеркальное отражение Лучше всего отражают свет зеркала. Попадая на гладкую зеркальную поверхность, световые лучи отражаются от нее упорядочено (см. рисунок справа). Такое отражение называется ЗЕРКАЛЬНЫМ. Когда же свет попадает на шероховатую, неровную поверхность, световые лучи отражаются в самых разных направлениях — РАССЕИВАЮТСЯ (см. рисунок слева). Солнечный свет, попадая в атмосферу Земли, рассеивается частицами воздуха, поэтому днем на нашей планете светлое небо. На Луне нет такой атмосферы, как у нас, поэтому там можно наблюдать Солнце на фоне звездного неба. Свет рассеивает наша одежда, большинство предметов, которыми мы пользуемся, белый экран в кинотеатре. Все, что рассеивает свет, доступно наблюдению многих людей. Свет, отраженный от зеркбипа, создает в нем изображение. Для того чтобы увидеть это изображение, ты должен определить направление отраженного луча. Кривые зеркала изменяют и искажают внешний вид предметов. 60 Урок 19. Световые явления Зеркало, поверхность которого выступает вперед, называется ВЫПУКЛЫМ (см. рисунок на предыдущей странице). Выпуклые зеркала дают широкий обзор. Их устанавливают на дверцы автомобилей для того, чтобы дать водителю возможность большего обзора того, что происходит позади автомобиля. Фокус Зеркало, поверхность которого изогнута внутрь, называется ВОГНУТЫМ (см. рисунок справа). Световые лучи, отражаясь от вогнутого зеркала, собираются в точке, которая называется ФОКУСОМ. В этой точке концентрируется вся световая энергия падающего луча. Во Франции, в г. Одельо, находится огромное вогнутое зеркало, используемое для сбора солнечных лучей. В его фокусе температура настолько высока, что полученное тепло может плавить металлы. Вогнутые зеркала используют в телескопах, которые называются рефлекторами. Один из самых крупных телескопов такого типа установлен на Северном Кавказе. Диаметр его зеркала б м. С помощью этого телескопа можно увидеть горящую свечу на расстоянии 24 000 км. 61 Урок 19. Световые явления Домашнее задание I. Ответь на вопросы. 1. С какой скоростью свет распространяется в пространстве? 2. За какое время свет от Солнца приходит на Землю? Переведи это время в секунды 3. Определи расстояние от Солнца до Земли II. Выполни задания и ответь на вопросы. 1. Понаблюдай за изменением длины тени, которую отбрасывают разные тела (дома, деревья, люди и т. д.) в течение дня (утром, днем и вечером). Как этот факт можно использовать для определения времени суток?____________________________ 2. Рассмотри свое изображение в обыкновенном плоском зеркале. Оно неточно воспроизводит твой облик. В чем особенности изображения в плоском зеркале?________________________ 62 УРОК 20 ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА Опыт 1. Рассмотри карандаш, опущенный в стакан с водой. Опиши наблюдаемое явление___________________________________ Опыт 2. Заполни обыкновенную пробирку водой, закрой ее пробкой так, чтобы вода не выливалась, и попробуй прочитать текст любой строчки этого учебника, глядя через пробирку. Опиши наблюдаемое явление _____________________________________ Опыт 3. Пропусти свет от любого источника через узкое отверстие экрана. На пути светового луча помести плоскопараллельную пластинку из стекла. Опиши, что происходит со световым лучом в стекле _______ ____________________ Сделай чертеж последнего опыта. Для этого продолжи ход луча в плоскопараллельной пластинке (см. правый рисунок). Световой луч, переходя из воздуха в воду или стекло, испытывает преломление (см. левый рисунок). Это происходит потому, что в разных веществах свет распространяется с разной скоростью. В воздухе его скорость больше, чем в воде, а в воде больше, чем в стекле. 63 Урок 20. Преломление света Так как свет преломляется, то мы видим предметы в воде не на том месте, где они в действительности находятся. Рыбаку кажется, что рыба находится здесь Более 300 лет назад английский физик Исаак Ньютон, изучая явление преломления света, проходящего через стеклянную призму, открыл удивительное явление. Пучок солнечного света, падая на стеклянную призму, преломляется и создает на противоположной стене разноцветную полоску света, которая называется СПЕКТРОМ. Используя вторую призму, можно собрать все цветные пучки вместе и снова получить белый свет. Призма Призма 64 Урок 20. Преломление света Белый свет имеет сложное строение. Он состоит из световых пучков разного цвета: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового. Разноцветный спектр можно наблюдать в природе. Если после сильного ливня вновь выглянуло солнышко, то в небе появляется радуга. Каждая капелька воды в воздухе выполняет роль крохотной призмы, которая «дробит» белый свет на цветные пучки. '^(4' т/—iV Вопрос: как ты думаешь, почему явление преломления позволило выявить сложную структуру света?____________________ 65 Урок 20. Преломление света Линзы Прозрачное тело, которое с двух сторон ограничено вогнутыми или выпуклыми поверхностями, называется ЛИНЗОЙ (см. рисунки). Вогнутые линзы имеют такую форму, которая позволяет им рассеивать световые лучи. Когда ты смотришь сквозь такую линзу, предметы кажутся тебе более мелкими, чем они есть на самом деле (см. левый рисунок). Выпуклые линзы собирают световые лучи в точке ФОКУСА. С помощью собирающей линзы можно получать на экране изображения разных предметов (см. правый рисунок). Лабораторная работа 6 Изучение собирающей линзы Цель: получить с помощью собирающей линзы изображения различных предметов. Приборы и материалы:_____________________________ Опыт 1. Расположи выпуклую линзу перед экраном, направив на нее свет от освещенного окна. Свет от окна пройдет через линзу и на экране появится изображение окна. Перемещай экран до тех пор, пока изображение не станет четким. 66 Урок 20. Преломление света Задание: опиши изображение, которое ты наблюдаешь на экране Вопрос: на каком расстоянии от линзы возникло четкое изображение окна? Это расстояние следует измерить_______________ Вывод: Опыт 2. Источником света в этом опыте может быть свечка или маленькая лампочка от фонарика. Расположи на одной линии источник света, выпуклую линзу и экран. Перемещая относительно линзы источник света или экран, постарайся получить на экране сначала увеличенное, а затем и уменьшенное изображение источника света. Вопрос: на каком расстоянии друг от друга расположены источник света, линза и экран в каждом из этих опытов? Сделай два схематических чертежа, указав измеренные расстояния, и опиши ползгченные изображения. 67 урок 20. Преломление света Вывод (как зависит характер изображения от расстояния между источником света и линзой?):_________________________ Домашнее задание 1. Ни в коем случае не бросай пустые бутылки где попало. Они обладают способностью фокусировать световые лучи, а это может стать причиной пожара. Проверь на опыте способность пустых бутылок (и заполненных водой) фокусировать световые лучи и объясни причину этого явления. 68 Урок 20. Преломление света 2. Поставь зеркало в воду под небольшим углом (см. рисунок). Поймай зеркалом солнечный луч и направь его на стену. Поворачивай зеркало до тех пор, пока не увидишь спектр. Задание: перечисли последовательно цвета в наблюдаемом спектре Вопрос: что в этом опыте выполняет роль призмы? 3. В жаркий день в пустыне усталые путники часто видят вдали желанную воду посреди песков. Однако такое видение может оказаться миражом. Что такое мираж? Как он возникает? Обязательно ли ехать в пустыню для того, чтобы увидеть мираж? Напиши или расскажи об этом загадочном явлении________________ 69 УРОК 21 СПОСОБНОСТЬ ВИДЕТЬ Мы видим предметы, если световые лучи, отражаясь от них, попадают в наши глаза. Глаза человека находятся в глазных впадинах черепа, вблизи мозга. Оба глаза имеют одинаковое устройство и связаны с головным мозгом нервными волокнами. Глаз представляет собой тело шарообразной, слегка сплюснутой формы диаметром 23-24 мм — ГЛАЗНОЕ ЯБЛОКО 9. 12 Глаз окружен прочной оболочкой белого цвета (белок глаза), которая называется СКЛЕРОЙ 1. Внутрь глаза свет попадает через ЗРАЧОК 4 — маленькое отверстие в середине радужной оболочки. РАДУЖНАЯ ОБОЛОЧКА 6 определяет цвет наших глаз: серые, голубые, карие. Мышечные волокна радужной оболочки связаны с нервной системой. Независимо от нашей воли они уменьшают зрачок до 2 мм при ярком свете и увеличивают до 8 мм при уменьшении яркости. Вопрос: как ты думаешь, почему изменяются размеры зрачка при изменении освепдения в комнате?____________________ 70 Урок 2 1. Способность видеть Зрачок защищает прозрачная и твердая оболочка толщиной около 1 мм, которая называется РОГОВИЦЕЙ 2. Роговица является продолжением склеры. Она имеет форму почти сферической чашечки диаметром 12 мм. Главная часть глаза, которая управляет световыми лучами, — ХРУСТАЛИК 3. Хрусталик представляет собой маленькую выпуклую линзу диаметром 8-10 мм. Это прозрачное тело мышцами 7 присоединено к склере. Между роговицей и радужной оболочкой имеется ВОДЯНИСТАЯ ЖИДКОСТЬ 5, а позади хрусталика глазное яблоко заполнено прозрачным студенистым веществом — СТЕКЛОВИДНЫМ ТЕЛОМ 8. Возникновение изображения Световые лучи проходят в глаз через зрачок и попадают на хрусталик. Линза-хрусталик создает изображение на «экране», который находится на глазном дне. Задание: вспомни и опиши изображения, которые создает выпуклая линза________________________________________ Возникновение зрительных ощущений Глазное дно покрыто тонким слоем (толщиной 0,2 мм) светочувствительного нервного волокна, которое называется СЕТЧАТКОЙ 10 (см. рисунок на предыдущей странице). Нервные волокна бывают двух видов: одни из них называются колбочками (их около 7 миллионов), а другие —палочками (130 миллионов). Изображение, которое создает хрусталик на сетчатке, уменьшенное и перевернутое. Раздраженные нервные клетки сетчатки посылают сигналы по ЗРИТЕЛЬНОМУ НЕРВУ 12 в головной мозг. Благодаря головному мозгу окружающие нас предметы мы видим в тех положениях, в которых они находятся в действительности. 71 Урок 2 1. Способность видеть Зрительные ощущения человека создаются при помощи головного мозга. Наиболее чувствительное к свету место на сетчатке находится в области центральной ямки 11. Она называется желтым пятном. Если мы отлично видим предмет, то это значит, что его изображение попало в область желтого пятна. Наблюдение близких и далеких предметов Задание; 1) Опиши, как при помощи линзы можно получить резкое изображение пламени свечки на экране______________________ 2) Если изменить положение свечки, то ее изображение на экране станет нечетким (размытым). Как восстановить резкое изображение?_______________________________________ При наблюдении близких и далеких предметов глаз самостоятельно восстанавливает резкое изображение. Однако при этом он не может перемещать ни экран, ни линзу-хрусталик. Для получения резкого изображения при помощи специальных мышц изменяется форма самого хрусталика. 72 Урок 2 1. Способность видеть Глаз рыбы Если ты рассматриваешь близкие предметы, то хрусталик твоего глаза становится толстым. Для наблюдения далеких предметов нужен тонкий хрусталик (см. рисунок на предыдущей странице). Свойство глаза с помощью изменения формы хрусталика настраиваться на четкое изображение предметов, удаленных на разные расстояния, называется АККОМОДАЦИЕЙ. Интересно, что аккомодация у рыб осуществляется перемещением шарообразного хрусталика под действием мышц вперед или вглубь глазного яблока. Угол, под которым видны крайние точки рассматриваемого предмета, называется УГЛОМ ЗРЕНИЯ (см. рисунок на предыдущей странице). Существует самый маленький угол зрения (ф = 1'), меньше которого человеческий глаз не может различать отдельные точки поверхности предмета. Весь предмет при этом воспринимается как одна точка. Разрешающая способность определяется размерами палочек и колбочек сетчатки нашего глаза, а также расстоянием между ними. Очки Как показывают исследования, большинство людей рождаются с нормальным зрением. Однако не все люди его сохраняют. Дефекты, зрения могут быть вызваны нарушением правил гигиены зрения. Чтение в сумерки или при слишком ярком свете, работа с мелкими предметами при неправильном освещении — все это приводит к нарушению зрения. Если человек привык рассматривать картинки на близком расстоянии от глаз, то это может привести к удлинению глазного яблока. Возникает близорукость. Изображение, которое в этом случае создает хрусталик, не попадает на сетчатку (см. верхний рисунок справа). Для исправления близорукости используют очки, которые состоят из тонких линз (см. нижний рисунок справа). Урок 2 1. Способность видеть Другой недостаток зрения — ДАЛЬНОЗОРКОСТЬ — развивается постепенно с возрастом. Причиной дальнозоркости является ослабление мышц, окружающих хрусталик. Способность глаза к аккомодации утрачивается. Хрусталик становится более плоским и негибким. Дальнозоркость не означает, что люди видят далеко и зорко. Дальние предметы они видят нечетко, часто не различая подробностей. Близкие и особенно мелкие предметы дальнозоркие люди видят очень плохо, расплывчато. Хрусталик дальнозоркого человека создает изображение предметов за сетчаткой глаза, вне глазного яблока (см. верхний рисунок). Для искусственного исправления дальнозоркости используют очки, которые состоят из толстых линз (см. нижний рисунок). Вопросы: 1) Какой линзой должен воспользоваться близорукий человек для того, чтобы вернуть изображение на сетчатку своего глаза?______________________________________________ 2) Какой линзой должен воспользоваться дальнозоркий чело- век для того, чтобы вернуть изображение на сетчатку своего глаза? _____________________________________________ Зрение двумя глазами Наши глаза находятся на небольшом расстоянии друг от друга, и поэтому каждый глаз видит мир по-своему. Это помогает нам определять форму предметов, узнавать расстояния до них. У большинства хищных животных оба глаза смотрят вперед. Это помогает точно определить расстояние до цели, но очень сужает обзор. У некоторых животных глаза расположены по бокам головы. Это обеспечивает им очень широкий обзор для поиска добычи, но затрудняет определение расстояния до нее. 74 урок 2 1. Способность видеть Самым острым зрением среди всех живых существ обладают хищные птицы — орлы, соколы, ястребы. Например, орел может высматривать свою жертву с высоты 3 км. Цветное зрение Как мы уже говорили, сетчатка нашего глаза содержит светочувствительные клетки двух сортов. Одни из них похожи на палочки, другие — на колбочки. Колбочки обладают способностью различать цвета и мелкие предметы. Однако работать они могут только при очень хорошем освещении. Палочки обладают большей чувствительностью к свету, но они не различают цвет. Поэтому мы можем видеть предметы в сумерках, но очень плохо различаем их цвета. Не все животные различают цвета. Например, пустынный муравей (см. рисунок справа) некоторые цвета видит лучше, чем человек, а кальмар (см. рисунок внизу слева) вообще не различает цвета. Гремучие змеи (см. рисунок внизу справа) могут обнаружить свою жертву даже в полной темноте, улавливая тепловые (инфракрасные) лучи. Особые нервные клетки, способные воспринимать тепло, расположены во впадинах, которые находятся возле глаз змеи. 75 Урок 2 1. Способность видеть Домашнее задание I. Сядь возле настольной лампы и понаблюдай в зеркало за изменением зрачков, уменьшая или увеличивая освещенность глаз. Опиши и объясни наблюдаемое явление______________ II. Зрительное впечатление, которое вызывается световым раздражением сетчатки глаза, сохраняется приблизительно 0,1 с. На этом свойстве глаз основано кино. Изготовь живую картинку. Для этого на каждой страничке маленького блокнота нарисуй маятник в один из последовательных моментов его колебания (см. рисунок). О о Опиши и объясни то, что ты увидишь, если быстро листать странички блокнота:____________________________________ Задание: если проявить изобретательность, то можно придумать другие способы изготовления живых картинок. Опиши эти способы __________________ ______________________________ 76 Урок 2 1. Способность видеть III. Береги свое зрение. Перечисли правила, которые помогут тебе сохранить хорошее зрение на долгое время___________________________________ Помни, что держать книгу при чтении надо на расстоянии наилучшего зрения — 25 см. На таком расстоянии глаз не напрягается. IV. Ответь на вопросы. 1. Что такое близорукость и как ее можно исправить? 2. Что такое дальнозоркость и как ее можно исправить? 77 УДК 53(075.3) ББК 22.3я721 Ш95 Шулежко Е. М. Ш95 Физика : учебная книга для 6 класса : в 2 ч. Ч. 2 / Е. М. Шулежко, А. Т. Шулежко. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. — 80 с. : ил. ISBN 978-5-9963-1713-4 (Ч. 2) ISBN 978-5-9963-1563-5 Учебная книга предназначена для изучения пропедевтического курса физики в 6 классе общеобразовательной школы. Средствами, доступными учащимся данного возраста, организовано последовательное изучение физических явлений (от чувственного восприятия к осмыслению эмпирических закономерностей). Физические понятия формируются на основе первоначальных модельных представлений. Пропедевтический курс служит основой для построения единой непрерывной системы обучения физике в щколе. Он формирует необходимые компетенции, которые позволят активизировать изучение систематического курса физики в 7-9 классах. Особенностью учебника является соединение учебной тетради с учебными текстами. Это дает возможность сократить время при составлении письменных отчетов во время решения задач и выполнения практических опытов. При работе с учебником у учащихся формируются первые навыки ведения конспекта урока, правильного оформления решения задач и отчетов при выполнении лабораторных исследований. УДК 53(075.3) _____________________________________________ББК 22.3я721__________ Учебное издание Шулежко Елена Михайловна, Шулежко Александр Терентьевич ФИЗИКА Учебная книга для 6 класса В двух частях Часть вторая Редактор Л. А. Осипова. Ведущий методист А. Ю. Пентин Художники И. А. Калинина, Н. А. Новак Технический редактор Е. В. Денюкова. Корректор Е. Н. Клитина Компьютерная верстка: В. А. Носенко Подписано в печать 29.05.14. Формат 70x90/16. Уел. печ. л. 5,85. Тираж 1000 экз. Заказ 4986 Издательство «БИНОМ. Лаборатория знаний» 125167, Москва, проезд Аэропорта, д. 3 Телефон: (499) 157-5272, e-mail: [email protected] https://www.Lbz.ru, https://e-umk.Lbz.ru, http;//metodist.Lbz.ru При участии ООО Агентство печати «Столица» www.apstolica.ru. e-mail: [email protected] Отпечатано в ОАО «Первая Образцовая типография», филиал «УЛЬЯНОВСКИЙ ДОМ ПЕЧАТИ». 432980, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14 ISBN 978-5-9963-1713-4 (Ч. 2) ISBN 978-5-9963-1563-5 © БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014 Елена Михайловна Шулежко — кандидат педагогических наук, учитель физики лицея № 1793 «Жулебино» Юго-Восточного округа г. Москвы, лауреат премии мэрии Москвы 2001 года, автор учебников и учебных пособий по физике. Сфера профессиональных интересов — использование информационных технологий в обучении физике. Александр Терентьевич Шулежко — заслуженный учитель РФ, учитель физики лицея № 1793 «Жулебино» Юго-Восточного округа г. Москвы, автор учебников и учебных пособий по физике. Сфера профессиональных интересов — использование информационных технологий в обучении физике.