Внеклассное мероприятие по физике на тему: «Вклад ученых-физиков в дело Великой Победы»

Внеклассное мероприятие по физике на тему:

«Вклад ученых-физиков в дело Великой Победы»

Тема: Вклад ученых-физиков в дело Великой Победы

Цель урока: знакомство с учеными – физиками и их деятельностью во время Великой Отечественной войны, патриотическое воспитание.

Задачи:

1. Образовательные: знакомство с именами ученых – физиков и характерстиками техники того времени;

2. Воспитательные: воспитание чувства гордости за вклад физики в исход войны, развитие культуры поведения на уроке, повышение культуры общения, воспитание любви к предмету.

3. Развивающие: развитие познавательной деятельности учащихся при самостоятельном изучении материала о вкладе физики как науки в исход Победы нашей страны в Великой Отечественной войне, развитие исследовательских умений учащихся; развитие умения слушать, делать выводы.

Планируемые результаты:

Личностные: Познакомить учащихся с деятельностью ученых во время Великой Отечественной Войны.

Метапредметные: Развивать память, внимание, мышление. Продолжить работу по формированию умственной деятельности: анализа, способности наблюдать, делать выводы, выдвигать гипотезы. Развивать умение выделять главное, существенное в рассматриваемом материале, грамотно излагать свои мысли; воспитывать стремление к познанию. Создать содержательные и организационные условия для развития критического мышления, продолжить формирование навыков самостоятельного поиска необходимого материала.

Предметные: уметь применять на практике законы падения тела под углом к горизонту, делать выводы.

Методы: беседа, обсуждение содержания материала, демонстрация слайдов.

Тип урока: урок-семинар.

Оборудование: компьютер, проектор, презентация.

Ход урока:

Ребята, когда мы отмечаем День Победы? Что он символизирует? Наверное,немного некорректно вспоминать об этом событии раз в год, нужно всегда помнить о вкладе и труде людей,ученых в эти годы. На уроках мы изучаем физику,а вы знаете какой вклад внесли ученые-физики во время ВОВ? Знаете что было разработано? Предлагаем посмотреть и послушать то,что и кем у нас было сделано в годы войны во благо нашей Родины.

В начале войны, ведущие научные работники приня­ли обращение «К ученым всех стран». Его подписали физики А.Ф.Иоффе и П.Л.Капица, специалисты в области ме­ханики А.Н.Крылов и С.А.Чаплыгин. В нем говорилось: «В этот час реши­тельного боя советские ученые идут со своим народом, отдавая все силы борьбе с фашистскими поджигателями войны — во имя защиты своей родины и во имя защиты свободы, мировой науки и спа­сения культуры...».

Секретарь президиума Академии наук П.А.Стеклов писал: « Я еще ни разу в жизни не видел такого единения на­уки и труда и мощной волны трудового энтузиазма и творческого порыва...». И результат не замедлил сказаться: уже через 2—3 месяца научные центры нача­ли свою работу на новых местах, вдали от линии фронта.

Часть ученых поехала в эвакуа­цию, чтобы в лабораториях и на иссле­довательских установках, опираясь на свои знания, создавать разработки, нуж­ные фронту. Лозунг «Все для фронта, все для Победы!» был в те годы не только приказом, но естественной потребностью почти каждого человека.

Вторая часть людей науки пошла в действующую армию или в Народное ополчение, чтобы сражаться с оружием в руках. Война была не только битвой армий, но и длительным, изнуряющим сраже­нием техники, битвой умов.

К началу войны с СССР гитлеровская Германия обладала мощным военным потенциалом. У нее были совершенные танки, самолеты... Она превосходила нашу страну не только по качеству, но и по количеству-единиц военной техники. Вот несколько цифр:

промышленная база Германии вместе с базами ее союзников и порабощенных стран превышала советскую в 1,5—2 раза, а в 1942 г. в связи с захватом богатейших районов нашей страны — в 3—4 раза.

Силы и планы сторон. 22 июня в смертельной схватке столкнулись две крупнейшие к тому времени военные силы. Германия и выступившие на ее стороне Италия, Финляндия, Венгрия, Румыния, Словакия имели 190 дивизий против 170 советских. Численность противостоящих войск с обеих сторон была примерно равна и составляла в общей сложности около 6 млн. человек. Примерно равным с обеих сторон было и количество орудий и минометов (48 тыс. у Германии и союзников, 47 тыс. у СССР). По численности танков (9,2 тыс.) и самолетов (8,5 тыс.) СССР превосходил Германию и ее союзников (4,3 тыс. танков и 5 тыс. самолетов). Однако

3/4 ее танков требовали списания;

90% танкового парка составляли легкие танки;

50% от общего числа танков было выпущено до 1935 г.;

танков новейших конструкций было не более 1,5 тыс., а подготовленных экипажей к ним — всего 208;

отсутствовала система противовоздушной обороны.

Командование, конструкторы, ученые понимали, как сильно исход войны за­висит от технического оснащения нашей армии! Нужно было в кратчайшие сроки не только организовать выпуск нужного количества военных машин разного на­значения, но и создать новые, превос­ходящие аналоги противника.

В корне изменился уже в первый год войны промышленный облик Саратова. Особенно значительным был рост металлообрабатывающей промышленности. Только за 1942 г. объем продукции, выпущенной металлообрабатывающими заводами союзных наркоматов, находившимися в области, вырос по сравнению с 1941 г. в 3,8 раза, более чем в два раза увеличилось количество работающих на этих заводах.

Промышленные предприятия г. Саратова и Саратовской области изо дня в день увеличивали выпуск продукции для фронта. Коллектив крекинг-завода имени С.М. Кирова за девять месяцев 1944 г. дал прирост продукции, по сравнению с этим же периодам временя 1943 г., на 68%, и с июля 1944 г. держал переходящее Знамя Государственного Комитета Обороны. Большая часть именных самолетов была построена на Саратовском авиационном заводе (в то время завод № 292 НКАП) - это прославленные истребители Як-1 и Як-3. Выпускали в Саратове и бомбардировщики Пе-2, По-2.

Для экспериментов по размагничиванию больших кораблей был выделен линкор "Марат". Именно на этом крупнейшем корабле нашего военно-морского флота при помощи размагничивающей обмотки тока физикам удалось в десятки раз уменьшить магнитное поле в непосредственной близости от киля - наиболее уязвимой части корабля. На основании этих опытов командование издало приказ об организации бригад по установке размагничивающих устройств на всех кораблях флота. Уже в августе 1941 года основное боевое ядро кораблей на всех действующих флотах и флотилиях было защищено от магнитных мин противника. Благодаря самоотверженному труду ученых-физиков и военных моряков, для Родины были сохранены сотни кораблей и многие тысячи человеческих жизней.

Работа группы ученых под руководством Игоря Васильевича Курчатова в г. Севастополе была сопряжена не только с большой ответственностью, но и опасностью. Устройство мин, применявшихся фашистами, постоянно менялось, и для успешной борьбы с ними необходимо было изучить их устройство. Разборку мин неизвестной конструкции зачастую собственноручно производил сам Игорь Васильевич. Суровая действительность военного лихолетья заставляла рисковать жизнью даже крупнейшего ученого нашей страны.

Не менее важную задачу перед учеными поставила военная авиация. В ходе испытания скоростных машин летчики столкнулись с явлением флаттера - внезапного разрушения самолета из-за появления интенсивных вибраций. Группа Мстислава Всеволодовича Келдыша, изучив это явление, разработала надежные меры по предупреждению флаттера. В результате такой работы наша авиация не знала потерь, связанных с этим явлением, и появилась возможность значительно увеличить скорость и маневренность самолетов.

Вы слышали о каких-нибудь асах, влуживших во имя нашей Родины? Знаменитый воздушный ас трижды Герой Советского Союза И.Н. Кожедуб, сбивший в годы войны 62 вражеских самолета, в своих воспоминаниях, делясь впечатлениями о качестве самолетов конструктора С.А. Лавочкина, писал о том, что в экстремальных ситуациях ему удавалось достигать скоростей, превышающих расчетную на несколько десятков километров в час. Этот факт свидетельствует о большой ответственности наших авиаконструкторов, создающих новую технику.

Сам Семен Алексеевич Лавочкин писал: "Я не вижу моего врага - немца-конструктора, который сидит над своими чертежами... в глубоком убежище. Но, не видя его, я воюю с ним. Я знаю, что бы там ни придумал немец, я обязан придумать лучше. Я собираю всю мою волю и фантазию, ... все мои знания и опыт ..., чтобы в день, когда два новых самолета - наш и вражеский - столкнулись в военном небе, наш оказался победителем". В 1943 году С.А. Лавочкин за свой творческий вклад в победу в величайшей битве за Волгу получил высокое звание Героя Социалистического Труда.

Наверняка вы слышали о таком оружие, как миномет «Катюша». Что именно вы о нем слышали? Грозным оружием военного периода явился созданный советскими учеными и конструкторами гвардейский миномет БМ-13, широко известный под названием "Катюша". Снаряд этого орудия представлял собой пороховой реактивный двигатель, масса снаряда составляла 42,5 кг, длина его 1,5 м, дальность полета около 8 км. Полк таких реактивных установок за 8-10 секунд обрушивал на врага 384 снаряда, уничтожая живую силу и технику на площади свыше 100 гектаров.

Внезапность и массированность огня "Катюш" наносили большие потери противнику и настолько сильно действовали морально, что части противника обращались в паническое бегство. Один пленный фашист рассказывал, что они никогда в жизни не испытывали такого ужаса.

Интересно, что решения о развертывании серийного производства пусковой установки БМ-13 и о начале формирования ракетных войсковых частей были приняты руководителями Советского правительства буквально за несколько часов до начала войны - 21 июня 1941 года. Ни в одной из армий капиталистических государств в то время не было реактивных снарядов и пусковых установок, подобных "Катюшам".

Заметим, что в ходе войны грозное оружие совершенствовалось, благодаря исследованиям крупных ученых-физиков, в том числе академика С.А. Христиановича и члена-корреспондента Н.М. Беляева. Ими были выяснены причины разброса снарядов при сходе с направляющей рамы и высказаны рекомендации для достижения более точного полета снарядов по намеченной траектории. Кроме того, ученые разработали новую рецептуру топлива для реактивных снарядов и теорию его горения, что в дальнейшем позволило применять более тяжелые реактивные снаряды массой 72 кг.

В начале 1943 года военным специалистом И.А. Ларионовым была изобретена авиационная бомба кумулятивно-концентрированного (остронаправленного) действия, теория которого вскоре была разработана выдающимся механиком академиком М.А. Лаврентьевым (бывшим председателем Сибирского отделения АН СССР). Эта бомба предназначалась для борьбы с танками, поскольку под громадным давлением, возникающим в ней при взрыве, металлические частицы со скоростью порядка 10 км/с узкой струей пронизывали танковую броню подобно тому, как сильная струя воды проникает в мягкую глину. Впервые бомбы остронаправленного действия были успешно применены в битве на Курской дуге, завоевав всеобщее признание.

Немалый вклад в развитие радиотехнических средств и установок, предназначенных для военных целей, внес в годы Великой Отечественной войны академик А.Ф. Иоффе, который в то время являлся председателем комиссии по научно-техническим военно-морским вопросам. Специально для партизанских отрядов им был разработан термоэлектрогенератор, служивший источником питания для радиоприемников и передатчиков. Он состоял из нескольких термоэлементов, крепившихся к дну солдатского котелка. В котелок наливалась вода, и он ставился на костер. Вода определяла температуру одних спаев, а температуру других "задавало" пламя костра, нагревающее дно котелка. Перепада температур в таком случае в 250-300 градусов хватало для надежного обеспечения питания переносной радиоаппаратуры партизан. Подобный термогенератор был прост по конструкторскому оформлению, удобен в эксплуатации, а главное - готовым к действию в любое время.

Практические рекомендации А.Ф. Иоффе, подкрепленные теоретическими разработками академиков Л.И. Мандельштамма, Н.Д. Папалекси и В.А. Фока, нашли свое воплощение в реализации идеи по радиообнаружению самолетов. Практические потребности обороны страны поставили перед физиками важную научную проблему - создать такую технику, которая бы позволяла осуществлять точное обнаружение воздушных целей на дальних подступах от военных и гражданских объектов независимо от состояния погоды. Эта проблема оказалась успешно разрешенной при участии А.Ф. Иоффе. Первая отечественная радиолокационная установка была создана в лаборатории академика Ю.Б. Кобзарева, которая позволяла обнаруживать и пеленговать вражеские самолеты на расстояниях от 100 до 145 км. Это давало возможность основательно подготовиться к отражению воздушных атак противника, давая мощный отпор попыткам прицельного бомбометания по запланированным врагом объектам. Благодаря надежной работе радиолокаторов, только над столицей враг потерял 1300 самолетов.

Весомую отдачу на полях сражений дали разработки ученых в области металлургии и металловедения. Труды академика Л.Ф. Верещагина позволили создать первую в мире установку по упрочению стволов минометов и других артиллерийских систем, в которых был использован принцип действия сверхвысоких давлений на кристаллическую структуру металла. Эта установка дала возможность увеличить срок службы орудий, их дальнобойность, а также применять для их изготовления менее качественные сорта стали.

Член-корреспондент АН СССР В.П. Вологдин разработал способ закалки металлов токами высокой частоты. Это сыграло большую роль в увеличении выпуска танков, так как метод значительно сокращает время нагрева стали и дает возможность отказаться от остродефицитных сортов металла. Производительность труда на операции термообработки снарядов возросла в 30-40 раз.

Академиком Е.О. Патоном предложен метод скоростной автоматической сварки металлов под слоем флюса, позволяющий лист стали толщиной в 35 мм сваривать в 30 раз быстрее, чем ручным способом, экономя при этом около 90% рабочей силы. Родина высоко оценила работу Института электросварки, указом Верховного Совета СССР в марте 1943 года 12 его специалистов были награждены орденами и медалями, а его директор Е.О. Патон удостоен звания Героя Социалистического Труда.

Здесь уместно отметить работы лауреата Нобелевской премии академика П.Л. Капицы. Чтобы обеспечить чрезвычайно возросшую потребность различных отраслей военной промышленности в жидком кислороде, Петр Леонидович с группой сотрудников Института физических проблем сконструировали самую мощную в мире ожижительную установку. Она давала 2000 кг жидкого кислорода в час и резко отличалась от имеющихся аналогов тем, что сжижение происходило при давлении всего в 6 атмосфер (ранее требовались давления порядка 200 атмосфер), занимаемая установкой площадь сократилась в 4 раза, а производительность ее возросла в 6-7 раз. Наряду с этим П.Л. Капицей предложен эффективный метод борьбы с неразорвавшимися фашистскими бомбами и снарядами, который сводился к замораживанию детонаторов-взрывателей жидким воздухом.

Физико-технический институт АН СССР по заданию Ленинградского правительства участвовал в важнейшей операции начала Великой Отечественной войны - прокладке Дороги Жизни по льду Ладожского озера из Ленинграда, сжатого кольцом блокады, на "Большую землю". Группа ученых, возглавляемая членом-корреспондентом АН СССР П.П. Кобеко, изучила механические свойства ледового покрова (его прочность, хрупкость, грузоподъемность, условия пролома) и на основе этого разработала правила движения автоколонн по льду. Благодаря строгому выполнению этих правил, дорога действовала без аварий, не было случая разрушения льда из-за деформации или резонанса при движении транспорта.

В 1942-1943 годах под руководством профессора И.И. Китайгородского была решена сложнейшая научно-техническая задача - разработан рецепт получения бронестекла, прочность которого в 25 раз превосходила прочность обычного стекла. На его основе удалось создать прозрачную пуленепробиваемую броню для кабин самолетов. Наши летчики получили возможность более безопасного обзора пространства во время боя.

Итак, огромную роль в дело победы внесли учёные и конструкторы, создавшие лучшие образцы военной техники: танки, самолеты, автоматы ППШ, отличавшиеся простотой конструкции, надёжностью, технологичностью.

Но более подробно мы сегодня остановимся на развитии артиллерии в годы войны. Ведь в отличие от германской армии, сделавшей основной упор на авиацию, танки и минометы, советское правительство неукоснительно проводило в жизнь линию на создание мощной артиллерии. Уже в 1937 году, выступая в Кремле, И.В. Сталин сказал: "Успех войны решается не только авиацией. Для успеха войны исключительно ценным родом войск является артиллерия. Я хотел бы, чтобы наша артиллерия показала, что она является первоклассной".

Итак, давайте более подробно остановимся на изучении истории создания некоторых образцов советского артиллерийского оружия, их технических характеристиках, рассчитаем возможную дальность, высоту полета снарядов. Для этого опишем с точки зрения физики полет артиллерийского снаряда.

Какая же линия является траекторией его движения? Траектория, по которой движется брошенное под углом к горизонту тело с учетом сопротивления воздуха – это баллистическая кривая.

Если бы сопротивления воздуха не было, баллистическая кривая совпадала бы с параболой. Реальная баллистическая траектория в земных условиях отклоняется от параболической траектории движения в безвоздушном пространстве. Причем с увеличением расстояния от места броска (выстрела) идеальная и реальная кривые расходятся всё больше.

Сравните баллистические траектории разных видов снарядов и ответьте на вопрос, от чего зависят различия в их дальности полета в воздухе и вакууме?

– Сопротивление воздуха значительнее уменьшает дальность полета более легкого снаряда

– Сопротивление воздуха значительнее уменьшает дальность полета снаряда, имеющего меньшую начальную скорость при равных углах возвышения ствола.

Но мы в своих расчетах будем считать, что снаряд движется по параболе. Давайте вспомним, как можно рассчитать дальность полета, максимальную высоту полета снаряда.

S = V0 cos • 2t

h = V0 sin • t – 

t =

Решим систему уравнений, выразим дальность и высоту полета только через начальную скорость снаряда и угол возвышения ствола орудия.

Предлагается решить задачу с уже известными данными и вычислить высоту и дальность полета снаряда.

Итак, в начале 1942 года вооружение нашей армии пополнилось новым мощным орудием – 76-миллиметровой пушкой, созданной конструкторским бюро под руководством В.Г. Грабина и ставшей самой массовой пушкой Великой Отечественной войны. Это орудие оказалось маневренным, удобным в эксплуатации, приспособленным для ведения более эффективного огня по танкам и признано одним из самых гениальных конструкций в истории ствольной артиллерии. Заслуга Грабина в том, что он 76-мм пушку ЗИС-3 со скоростью снаряда 680 м/с сумел сделать весом всего 1180 кг.

Примечательно, что ученые, работавшие в различных областях науки и техники и ковавшие общенародную победу в смертельной битве со злейшим врагом человечества, - фашизмом, проявляли безграничный патриотизм и огромную любовь к Отчизне, стойкость и личное мужество.

За научные исследования, способствующие укреплению военной и хозяйственной мощи нашей Родины, выполненные в период Великой Отечественной войны, свыше 500 ученых награждены Государственными премиями.

Завершим наш сегодняшний урок словами академика С.И. Вавилова: "Советская техническая физика с честью выдержала суровые испытания войны. Следы этой физики всюду: на самолете, танке, на подводной лодке и линкоре, в артиллерии, в руках нашего радиста, дальномерщика, в ухищрениях маскировки. Дальновидное объединение теоретических высот с конкретными техническими заданиями, неуклонно проводившееся в советских физических институтах, в полной мере оправдало себя в пережитые грозные годы".

Методические замечания: Для внеклассного мероприятия нам был выделен 1 урок продолжительностью 40 минут. В ходе этого урока учащимся была представлена презентация, по ходу которой задавались вопросы, и шло обсуждение с учениками, под конец презентации была предложена смена деятельности, а именно – решение небольшой задачи.

Если же для внеклассного мероприятия было выделено время ~ 1,5 часа, можно было бы дать ученикам на подготовку рефераты о выдающихся русских ученых, в которых была бы рассмотрена их биография, а именно: жизнь в годы войны, их разработки, а так же их дальнейшая судьба. Дети тогда бы были полностью вовлечены в процесс, самостоятельно выбирали информацию и готовились к ее обсуждению.