Интегрированный урок (физика, английский язык) для 11 класса «Изобретения, которые потрясли мир»
Интегрированный урок (физика, английский язык) 11 класс
Изобретения, которые
потрясли мир.
Учитель физики: Пахолкова О. И.
Учитель английского языка: Пьянкова Т. Д.
Цель: проверить уровень владения устной речью по теме; учить учащихся логически мыслить, применять свои знания на практике; проверить усвоение учащимися учебного материала предыдущих уроков; систематизировать начальные знания об электромагнитных волнах; ознакомить с принципом радиотелефонной связи; воспитывать любознательность, трудолюбие.
Оборудование: учебники, карточки с заданиями, схемы радио и детекторного приемника, набор приборов для демонстрации свойств электромагнитных волн.
Ход урока.
1. Объявление темы урока и конечной цели.
2. Беседа с учащимися о выдающихся изобретателях и роли их изобретения.
Учитель английского языка:
— What is the role of the inventions in our life?
— What are their names?
Короткие выступления учащихся об изобретениях.
3. Wilhelm Roentgen. In 1895 a well-known German physicist Wilhelm Conrad Roentgen discovered X-rays
which we usually call Roentgen rays. He named them in such a way because of their mysterious nature. X-rays
are widely used in medicine, different branches of science and technology.
Учитель английского языка. You know that the invention of telegraph had a great importance. What do you know about its invention?
Edison's First Invention
When Edison was a boy of fifteen, he worked as a telegraph operator. He had to be on duty from 7 p. m. and give a signal every hour to prove that he did not sleep. The signal were made with astonishing exactness. One night an inspector arrived and saw Edison sleeping in a chair.
He was about to shake him when he caught sight of a mechanism on a table near the telegraph instrument. He waited to see what would happen. When the hand of the clock pointed to the hour, the instrument got busy and one lever threw open the key while the other sent the signal over the wire.
The inspector seized the sleeping boy, roused him and «fired» him. That is why the first of Edison's numerous inventions was never patented.
Учитель английского языка. Speaking about telegraph and telephone we must speak about such inventors as Samuel Morse.
1-й учащийся. Samuel Morse was born in 1791 in Charlestown (USA). When he was young his greatest interest was painting. He studied art in London. Then Samuel returned to America and opened a studio in Boston as a portrait painter.
In 1832 at the age of forty-one, far out in the Atlantic Ocean, on board the ship going from France to New York, he met a man who told Morse that electricity would move so fast that its speed could hardly be measured. Since then his entire life changed. Morse thought, if electricity could be found in any part of a wire, it could be used to send messages. Now art was a thing of the past. Morse began to work out a way to send messages. His energy and enthusiasm were concentrated on one thing—to make an instrument that could send messages to any part of the world.
2-й учащийся . Morse worked hard to make a workable telegraph. With almost no knowledge of electricity he tried one thing after another. Then he had the idea of what a relay is called. It was an electric battery on the line adding more power to send the message further. By means of relays and batteries the first real telegraph was born. It was introduced to the public in January 1838. Morse also invented the 3 short telegraphic sound (.) and long sound (—), known as Morse code, ^f his is the alphabet still used in telegraph system today.
Учитель английского языка. Now, you will be asked some questions in Russian. You have to find the equivalents of these questions into your sheet of papers and read them in English. You can answer these questions in Russian.
Find the answers to the questions:
• How did Morse explain the speed of electricity?
• What is the connection between electric and magnetic fields?
• What phenomena serves the confirmation of this fact and what is the sense of it?
• What device based its work on this phenomena?
• Describe the process how do the electromagnetic waves form and spread?
• What can you say about Gerts' vibrator?
Учитель физики ставит вопросы классу.
1. Как вы думаете, что имел ввиду Морзе, когда говорил о скорости распространения электрики? (Под скоростью распространения электрики – электрического тока – понимают скорость распространения электрического поля вдоль проводника. Она имеет конечное значение – 300000 км/с.)
2. Какая связь между электрическим и магнитными полями? (Электрическое и магнитное поле существуют неразрывно друг от друга и являются проявлением одного – электромагнитного поля.)
3. Какое явление служит этому подтверждением и в чем его сущность? (Подтверждением неразрывности существования электрического и магнитного полей служит явление электромагнитной индукции. Ее сущность заключается в том, что переменное магнитное поле порождает переменное электрическое и в проводнике возникает индукционный ток).
4. Действие каких приборов обосновано на этом явление? (На основание электромагнитной индукции работает трансформатор, телефон)
Учитель английского языка. You know that the first telegraph is connected with the name of Graham Bell. Will you tell about him?
У ч е н и к. A telephone that found the application was invented by the American Graham Bell. On March 10, 1876, he made an instrument that successfully transmitted a sentence. To his assistant who was in another room, Bell transmitted the message, «Mr. Watson, please come into my room».
Bell's telephone was very simple. It consisted of a metal diaphragm placed in the field of a horseshoe magnet. The diaphragm, vibrating under the impact of sound waves, produced oscillations in the electric current transmitted along the wires. A similar device at the other end of the line turned the electric oscillations into sound.
Учитель физики. Для того, чтобы осуществить радиосвязь, необходимо получить электромагнитную волну.
5.Опишите процесс образования и распространения электромагнитных волн. (Изменение магнитного поля происходит при изменение силы тока в проводнику, а сила тока изменяется в случае изменения скорости движения зарядов. Таким образом, если электрические заряды будут двигаться с ускорением, то в пространстве образуется система взаимно перпендикулярных электрических и магнитных полей, которые периодически изменяются. Следовательно, образуется электромагнитная волна.).
6. Что вы можете сказать о вибраторе Герца? (Вибратор Герца дает возможность получать электромагнитные волны. Ускоренное движение заряженных частиц накапливаются на двух металлических проводниках с шарами на окончаниях. При передаче шарам значительных зарядов между ними проскакивает искра, шары перезаряжаются, и снова проходит разряд.)
Учитель физики: Для того, чтобы осуществить радиосвязь, необходимо получить электромагнитную волну в пространстве. Каким образом это можно сделать?
- сообщение учащегося об открытом колебательном контуре.
М. Фарадей, 1831 р. — открыл явление электромагнитной индукции.
Д. Максвелл, 1865 р. — предвидел существование электромагнитных волн и их распространение со скоростью 300000 км/с. Высказал предположение, что свет – это электромагнитная волна.
М. Герц, 1888 р. — перешел от закрытого колебательного контура к открытому, в котором одну сторону контура заземлено, а к другой подключен вертикально натянута проволока (антенна).
М. Faradey, 1831 — the Phenomena of electromagnetic induction was opened
D. Mackswell, 1865 — foresaw the existence of electromagnetic waves and expressed his supposition that the light is an electromagnetic wave, but he didn't give a concrete expression to the way how it can be received and discovered
G. Gerts, 1886—1888 — investigated the change of closed vibrating contour into open vibrating contour. One side of the contour was earthed and was connected to another side of the vertical wire
Учитель физики: Послушайте один факт из жизни Герца. Частые наблюдения искровых разрядов приемника привели к тому, что от постоянного напряжения зрения в затемненных комнатах герц потерял зрение и умер в возрасте 37 лет.
Учитель английского языка. Listen to fact from the life of Gerts. The frequent observation after the faint sparkling spacing of the receiver and its influence on the sight in the dark rooms. Gerts lost his sight and died at the age of 37
Учитель английского языка. Is it possible to consider the present-day telegraph and telephone the final solution of the communication problem?
Ученик. The telegraph and the telephone were considered to be the «final» solution to the communication problem. But they were soon followed by an even more wonderful invention, which made communication possible without wires. It was the radio.
Учитель физики. После опытов Герца все больше ученых стали проявлять интерес к данной теме. И первым, кто достиг определенных успехов, был русский ученый Александр Степанович Попов. 7 мая 1895 года он создал чувствительный прибор регистрации электромагнитных волн. Кто же такой А.С. Попов?
Учитель английского языка. I think we must give the possibility to the pupils to tell us about Popov. I know the pupils have a very interesting information.
Alexander Popov was born in the family of priest in Ural, in March 16,1859. He introduced his invention at first in May 7, 1895. When he was taking part in the session of Russian, physical-mathematical society. His receiver was able to get electromagnetic waves from the distance of few meters at first and then from the distance of some kilometers. The storm-lightings were the source of those waves.
At the same year Popov connected a device which was used in wire telegraph for typing telegrams to his instrument.
In 1896 at the common Russian industrial and art exhibition which was held in Nizhniy Novgorod.
Popov received the diploma «For the invention of new and original instrument which is able to investigate thunderstorm».
And at the same year Popov made successful experiments at the sea, where the connection between two ships was held from the distance of 5 kilometers.
G. Markoni denied the invention of Popov because he made the same invention in 1897 in England. The scheme of Marconi's receiver was very like to the scheme of Popov. But all the scientists gave the superiority to the invention of Popov.
After Popov's death in 1905, Markoni organized the radio and telegraph business at the firm «Russian society Siemens».
Сообщение учащегося об А.С. Попове.
Что же представляет собой радио Попова?
Схема радио А.С. Попова представлена на рисунке.
Так как расстояние между опилками в когерере значительно, то он обладает большим сопротивлением. В момент прохождения электромагнитной волны опилки спаиваются, и его сопротивление падает в 100 – 200 раз. Сила тока в катушке реле возрастает, и оно включает звонок. Так фиксируется прием электромагнитной волны. Удар молоточка звонка по когереру стряхивает опилки. Приемник опять готов к работе.
После объяснения принципа работы приемника один из учащихся записывает на доске основные элементы приемника на русском языке, а второй – переводит их на английский.
1. Когерер — a coherer.
2. Реле — a relay.
3. Звонок — a bell.
4. Ударник (молоточек) — a blower.
5. Антенна — an aerial.
6. Заземление — an earthing.
Один из учащихся демонстрирует передачу информации при помощи телеграфа «Зирка», используя азбуку Морзе: «Генрих Герц».
Учитель физики. Однако не зря Попов получил премию за изобретения оригинального прибора для исследования гроз, потому что звуковую информацию таким прибором передавать еще не было возможности.
Звук имеет такую частоту, как и электрические колебания низкой частоты, которые на большие расстояния передать не возможно. Это можно сделать при помощи электрических колебаний высокой частоты. Поэтому эти колебания мы можем использовать как транспортное средство для передачи информации. Для этого необходимо провести модуляцию электромагнитных колебаний. Это процесс изменения амплитуды колебаний высокой частоты при помощи электрических колебаний низкой частоты для передачи звука.
Один из учащихся рассказывает об амплитудной модуляции.
Учитель физики. Что необходимо сделать, чтобы услышать переданную информацию? Для восстановления звука необходимо произвести обратный процесс – разложить электромагнитные колебания высокой и низкой частоты. Этот процесс называется детектированием или демодуляцией. (учащиеся записывают определение в тетради).
Один из учащихся рассказывает об устройстве и порядке работы детектора.
Схема простейшего радиоприемника: 1 – антенна; 2 – колебательный контур с собственной частотой колебаний, что изменяется; 3- детектор (полупроводниковый диод); 4 – конденсатор; 5 – резистор; 6 – телефон.
Для приема электромагнитных волн применяется антенна, колебания подаются на колебательный контур, который содержит конденсатор переменной емкости, что позволяет настраивать контур на необходимую частоту. С колебательного контура модулированные колебания высокой частоты попадают на детектор (полупроводниковый диод), в котором электрический ток проходит в одном направлении. После прохождения детектора сила тока изменяется во времени импульсации. На протяжение каждого импульса происходит зарядка конденсатора, который медленно разряжается через резистор, в котором проходит ток звуковой частоты. Он подается на телефон, где электрические колебания низкой частоты преобразуются в звуковые.
Учитель физики: Что вы можете сказать по поводу того, что данная схема радиоприемника не содержит источника питания? (Это демонстрирует, что приемник работает за счет энергии электромагнитных волн, а значит еще раз подтверждает закон сохранения и преобразования энергии).
При каких условиях будет работать данная схема? (Прием возможен в случае близкого расположения приемника от источника электромагнитных волн и большой энергии волны).
Теперь обратимся к эксперименту. Учитель при помощи генератора высокочастотных колебаний демонстрирует основные свойства электромагнитных волн:
· Прямолинейность распространения электромагнитных волн;
· Отражение электромагнитных волн;
· Поглощение электромагнитных волн;
· Интерференцию электромагнитных волн - сложение;
· Преломление электромагнитных волн;
· Дифракцию электромагнитных волн – огибание препятствий;
· Поперечность электромагнитных волн;
Выводы по каждому опыту учащиеся записывают в тетради.
Учитель английского языка проводит аудирование короткого текста «Edison's first inventions».
· Прослушивание текста;
· Беседа с учащимися относительно прослушанного;
· Пересказ текста на английском языке.
ІІІ. Подведение итога урока.
Учитель физики: сегодня мы увидели, как герц завершил огромнейшую работу, начатую Фарадеем. Если Максвелл преобразовал представления Фарадея в математические образы, то Герц преобразовал эти образы в видимые и слушаемые электромагнитные волны, которые стали ему вечным памятником. И не случайно первыми словами, переданными российским физиком Александром Степановичем Поповым при помощи первой без проволочной связи, были слова «Генрих Герц».
Учитель английского языка:
At today's lesson we understood that the labour which was begun by Faradey was ended by Gerts. If Mackswell changes up the expressions by Faradey in to mathematic forms. Gerts changed these forms into visible and heard electromagnetic waves which had become the eternal monument to him.
We must remember all inventors because a long time ago people had notsuch opportunity as to watch TV or to listen to the radio. The inventors gaveis all that and made our life more comfortable and interesting.
Объявляются оценки за урок.
