III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ФИЗИЧЕСКИЙ КАЛЕНДАРЬ
Иванов П.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

В своё время Фирдоуси сказал: «Науку все глубже постигнуть стремись, познанием вечного жаждой томись. Лишь первых познаний блеснет тебе свет, узнаешь: предела знаний нет». К сожалению, большинство школьников не «стремятся постигнуть науку все глубже» и проблема недостаточной осведомленности об авторах законов физики, по которым мы все живем, с каждым годом становится всё важнее, а ведь «Ум без догадки гроша не стоит», не так ли? Мне стало интересно, знают ли мои одноклассники о физиках, чей юбилей будет праздноваться в 2017 году, поэтому я решил провести исследование на данную тему.

Цель – создать календарь на основе исследований в сфере знаний школьников в области научно-физических открытий, связанных с юбилейными датами 2017 года.

Актуальность исследования заключается в том, что в наше время школьники обладают недостаточной осведомленностью в области физики и авторов физических открытий.

Продукт исследования – иллюстрированный календарь «знаменательной даты» на 2017 год, посвященный ученому.

Задачи:

  • Изучить, какие научные деятели, принесшие большой вклад в физику, празднуют свой юбилей в 2017 году;

  • Отобрать и определить с помощью анкетирования самые знаменательные даты из предложенного списка;

  • Изучить, что такое календарь и узнать его историю;

  • Проанализировать знания моих одноклассников о календарях;

  • Иллюстрировать свой календарь, направленный на ознакомление одноклассников с открытиями в области физики, празднующими юбилей своего создателя.

Методы исследования:

  • Для изучения и отбора теоретического материала по данной теме используются история создания календарей и биографии ученых;

  • С помощью анкетирования был выбран самый популярный среди школьников ученый, который будет изображен на календаре;

  • С помощью программного обеспечения и оцифровки разработан макет заготовки календаря.

Новизна моей работы заключается в том, что данную проблему в рамках нашей школы ещё никто не исследовал.

Практическая ценность работы состоит в том, что материалы исследования могут быть использованы учащимися и учителями на уроках физики при изучении школьного курса.

Из истории календарей

Еще в древние времена человек столкнулся с такой проблемой, как определять время, узнавать какой сейчас день, месяц, год. Мы привыкли жить по календарям, но так было не всегда.

Календарь – система счисления больших промежутков времени, основанная на периодичности движения небесных тел. Иначе, список дней года с разделением на недели и месяца и обозначением праздников.

Слово «Календарь» переводится на «Великий и Могучий» как «Долговая книжка». Это объясняется тем, что в Древнем Риме люди называли календарем долговые книжки, в которых записывался день когда человек должен был платить календ – долг.

В Древней Руси счет времени велся по сезонам года, при этом использовался лунно-солнечный календарь. Неделя состояла из семи дней, которую назвали семидецей. После принятия Христианства в 988 году, начали считать года от сотворения мира. Год, по древней традиции, начинался с 1 марта, но впоследствии, Иван 3 перенес дату начала года на 1 сентября. Первый церковный календарь в России был изготовлен в 1581 году Иваном Фёдоровым. В 18 столетии Петр 1 изменил действующее летоисчисление на более современное – от Рождества Христова, и Новый Год с 1701 года праздновался уже с 1 января. В 1708 году был выпущен первый гражданский календарь. Огромный вклад в Российское летоисчисление принес революционный период начала 20 века. Главной идеологией революции было избавление от старых порядков, и в 1918 году был введен Григорианский календарь (по ему мы живем и сейчас), однако с 30-х по 40-е года действовал советский революционный календарь. Такова судьба Российского календаря. Однако, в наше время очевидна необходимость точных календарей с обозначением праздников на ряду с выходными днями.

Все календари можно классифицировать таким образом:

Таблица1. Классификация календарей

По размеру

По содержанию информации

-Карманные

-Настольные

-Настенные

-Перекидные

-Плакатные

-Профессиональные

-Исторические

-Производственные

-Календари знаменательных дат

-Религиозные

-Рекламные

-Приметные

Какие знаменательные даты в области физики будут в 2017 году?

Для того, чтобы узнать, чей юбилей будет праздноваться в 2017 году мне понадобился не один час поиска в интернете. Вот что мне удалось найти:

8 января – 75 лет исполнится Стивену Хоккингу (доказал, что существует теория материи).

3 марта – 170 лет со дня Рождения Александра Белла (изобрел телефон).

16 марта – 230 лет со дня Рождения Георга Ома (закон сопротивления в электрической цепи).

30 апреля – 240 лет со дня Рождения Карла Гаусса (теория погрешности, некоторые системы единиц, такие как миллиграмм, секунда, миллиметр).

25 июня – 110 лет со дня Рождения Йоханнеса Йенсена (оболочечная структура ядра).

22 июля – 160 лет со дня Рождения Генриха Герца (законы соударения электрона с атомами).

3 сентября – 110 лет со дня Рождения Александра Перышкина (автор учебника физики для школ).

17 сентября –160 лет со дня Рождения Константина Циолковского (огромный вклад в советское освоение космоса).

24 октября – 385 лет со дня Рождения Антони ван Левенчук (микроскопия).

17 ноября – 115 лет со дня Рождения Юджина Вигнера (теория атомного ядра и атомных частиц).

19 декабря – 165 лет со дня Рождения АльбертаМайкельсона (измерил скорость света).

Исследование знаний школьников в области юбилейных дат, связанных с физикой в 2017 году

Я провел анкетирование среди своих одноклассников. Пример анкеты представлен в таблице №2

Таблица 1. Анкета для определения знаний школьников в области физики

Слева написаны физики, чей юбилей празднуется в 2017 году. Напишите справа открытия, связанные с ними.

Физик

Открытие

С. Хоккинг

 

А. Белл

 

Г. Ом

 

К. Гаусс

 

Й. Йенсен

 

Г. Герц

 

К. Циолковский

 

А. Перышкин

 

А. ван Левенчук

 

Ю. Вигнер

 

А. Майкельсон

 

Результаты анкетирования оказались неудовлетворительными. Мои одноклассники мало знают о данных людях. Лишь один человек написал, кто такой Александр Пёрышкин , что удивительно, ведь наш класс уже второй год обучается по учебнику этого автора. Кроме этого еще трое школьников узнали таких известных ученых, как Константин Циолковский и Генрих Герц, но не смогли точно определить открытия, связанные с ними. Самым популярным среди школьников оказался Георг Симон Ом, который 2017 году будет праздновать 230 лет со дня рождения. Для иллюстрации своего календаря я выбрал юбилей Георга Ома, но безусловно, каждый из «кандидатов» заслуживает быть узнаваемым. Так же хочется отметить, что данный опрос имел задачу не только выявить самый популярный вариант, но и рассказать школьникам о других не менее значимых датах, которые важны для такой науки, как физика, в 2017 году, так как нынешняя осведомленность школьников в этой сфере находится не на высоком уровне.

Георг Ом

К этому моменту мне самому стала интересна личность Георга Ома. Далее мне пришлось обратиться в районную библиотеку за материалом по данному человеку, но к сожалению, книг, посвященных данному ученому в нашем городе нет, поэтому мне с пришлось воспользоваться «всемирной паутиной», чтобы найти нужный мне материал.

И так, Георг Ом немецкий физик, родился 230 лет назад, 16 марта 1787. Родился потомственным слесарем, очень интересовался самообразованием. В детстве так же посещал Берлинскую школу рисования. В 1799 году умирает его мать, и вся ответственность по воспитанию детей легла на плечи отца –Иоганна Ома. Отец уделял много времени воспитанию своих детей. Для того, чтобы прокормить семью, он с утра до вечера выполнял слесарные заказы, а любое свободное время уделял детям. В будущем его дети вспоминали об отцовской заботе не один раз, даже на памятнике Ому в Мюнхене он изображен рядом с обнимающим его отцом. Очень важно, что оба сына Иоганна стали профессорами: Мартин – математиком и Георг – физиком, даже при том, что школа, в которой они учились, состояла из одного учителя, хоть и была платной. Однако профессор К. Е. Лангсдорф писал о знаниях Омов так: «…Почти убежден, что оба брата из этой семьи станут не менее знамениты, чем братья Бернулли – Иоганн и Якоб: обладая таким усердием и имея такой талант, они обогатят науку…». Далее в 1805 году он стал студентом Эрлангенского университета, но из-за разногласий с отцом, он покинул родительский дом и переехал в Швейцарию, где началась его педагогическая деятельность. Первым печатным трудом Георга Ома была заметка о методике преподавания, вышедшая в 1817 году. К сожалению, работа была принята отрицательно, но постепенно начали появляться и его сторонники. Примерно в этот же период Ому пришло приглашение на работу учителя математики и физики в Кельне, на которое он ответил положительно и 37-летний Ом немедленно отправился в Кельн. На новом месте работы Ом пользовался авторитетом у коллег, но самым важным было то, что в новой школе было много физического оборудования, что не могло не радовать уже не юного ученого. Нагрузка по урокам была сравнительно не велика, поэтому Георг мог посвятить себя науке. Здесь Ом переключился на физику. Ома увлекали проблемы, связанные с протеканием электрических токов по проводам. Конечно, современному школьнику может показаться закон Ома простейшим («Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению»), но для 20-х годов 19 века это было одно из самых значимых открытий, ведь тогда только существовали источники тока, но от чего зависит влияние электрического тока и как его измерить– об этом физики ничего не знали. Путь, по которому пошел Ом, определялся ясным пониманием того, что первым делом нужно научиться количественно исследовать физическое явление. Для измерения тока уже раньше пытались использовать тот факт, что он вызывает нагревание проводника. Однако Георг избрал для измерения тока не тепловое, а именно его магнитное действие, открытое Эрстедом. В приборе Ома ток, протекавший по проводнику, вызывал поворот магнитной стрелки, подвешенной на упругой расплющенной золотой проволочке. Экспериментатор, поворачивая микрометрический винт, к которому крепился верхний конец проволочки, добивался компенсации поворота, вызванного магнитным воздействием, и угол поворота этого винта и являлся мерилом тока. Первоначально Ом использовал гальванические источники тока, но вскоре он обнаружил, что они создают ток, быстро убывающий со временем. Это обстоятельство даже явилось причиной неточностей в первой из публикаций Ома. Он нашел выход из этого положения, перейдя к использованию открытого Томасом Иоганном Зеебеком явления — возникновения тока в цепи из двух различных проводов, если спаи между ними имеют различные температуры. Ом в качестве источника тока использовал термоэлемент из висмута и из меди, один из спаев которых находился в кипящей воде, а другой — в тающем снеге. Установка была смонтирована со всей возможной тщательностью и обеспечивала достаточную стабильность тока. Только после этого Ом устранил все первоначально имевшиеся источники неточностей и получил надежные результаты, касающиеся влияния на ток как геометрической формы проводников (их длины и сечения), так и их химического состава. В 1826 году в «Журнале физики и химии» появилась обширная статья Георга Ома «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество, вместе с наброском теории вольтаического аппарата мультипликатора Швейггера» (так Ом называл применявшийся им гальванометр), в которой излагались основные результаты его исследований. Георг Ом скончался 6 июля 1854 года и был похоронен в Мюнхене. Публикация результатов опытов Ома в первое время не вызвала почти никаких отзывов. Было, однако, одно поучительное обстоятельство. Узнав о работах Ома, сам великий Майкл Фарадей заинтересовался ими и выразил сожаление, что из-за незнания немецкого языка не может изучить их обстоятельнее. Что же касается немецких коллег Ома, то, когда, наконец, был опубликован пространный отзыв одного из них, его автор счел, что исследования Георга «не внушают серьезного уважения», однако время поменяло их позицию. Исследования Георга Ома вызвали к жизни новые идеи, развитие которых вывело вперед учение об электричестве. Один из фундаментальных законов физики принадлежит именно этому физику - «Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению». В 1881 году на электротехническом съезде в Париже ученые единогласно утвердили название единицы сопротивления — 1 Ом. Этот факт — дань уважения коллег, международное признание заслуг ученого.

Исследование знаний школьников о календарях

Мне было важно узнать, что знают мои одноклассники о календарях (см. Задачи). Для этого я провел анкетирование. Пример анкеты представлен в таблице №3.

Таблица 2. Опрос для выявления знаний школьников в области календарей

Вопрос

Ответ

Как вы относитесь к календарям?

А) Положительно Б) Отрицательно

Как вы думаете, может ли быть что-то общее у физики с календарём?

А) Да Б) Нет

По какому календарю мы живем?

А) Юлианскому Б) Григорианскому

Дайте свое определение календарю -

 

Уместно ли использование праздников в календарях?

 

В опросе приняли участие 16 учеников 8а класса МБОУ СОШ №5.

На вопрос "Как вы относитесь к календарям" ребята, в целом, дали почти единогласный ответ - "Положительно".

Рисунок 1. Диаграмма "Как вы относитесь к календарям?"

Далее я спросил: «Как вы думаете, может ли быть что-то общее у физики с календарём?». Здесь мнения разделились, но большинство считает, что все-таки у физики с календарем есть общие точки соприкосновения.

Рисунок 2. Связь с физикой

Следующий вопрос: «По какому календарю мы живем?» показал, что 25% опрошенных знали, что мы живем по Григорианскому календарю.

Рисунок 3. Отношение к календарю

Выше я уже упомянул, что огромный вклад в Российское летоисчисление внесла революция. Уже 98 лет наша страна живет по Григорианскому календарю. Конечно, многие могут не знать историю, но знать в «каких числах» мы живем, обязан каждый.

На просьбу дать определение календарю, ребята отвечали активно, однако образ календаря в головах моих сверстников однообразен – лист, в котором указаны расписание дней недели, выходные и праздники.

94% из опрошенных уверены, что праздники должны быть указаны в календарях.

Рисунок 4. Праздники в календарях

Этот опрос показал, что современные школьники заинтересованы в правильных – полезных календарях. Под словом «полезные» мы понимаем календари, в которых указываются даты праздников, выходные и т.д.

Иллюстрирование календаря, посвященного Георгу Ому

Перед созданием календаря я составил план:

1) Определение темы календаря;

2) Подбор заготовки календаря из интернета, создание рисунков - эскизов, посвященных Георгу Ому;

3) Оцифровка рисунков;

4) Оформление календаря на компьютере;

6) Распечатка и ламинирование полученного календаря.

Создание календаря проходило таким образом:

Сначала я нарисовал эскиз предметов, которые будут расположены на календаре, отдельно от календаря на специальной предназначенной для этого бумаге.

Рисунок 5.Эскиз

Далее я отсканировал свои наброски, тем самым «оцифровал» их.

Рисунок 6. Сканирование

Следующим шагом стало размещение нарисованных мною элементов на заготовке – календаре, так же я немного обработал свои рисунки в плане цветокоррекции.

Рисунок 7. Проектирование на компьютере

В конечном итоге я пошел в магазин, где можно распечатать и заламинировать мой календарь, и распечатал его. Продукт получился красивым, полезным, а самое главное - информативным.

Вывод

Работая над проектом, я узнал, что такое календарь, изучил историю календарей, рассмотрел их разнообразие и классификацию, расширил свой кругозор в области научных деятелей физики, проанализировал их открытия. В результате исследования я создал собственный календарь, посвященный 230-тию со дня Рождения Георга Ома, так же подробно изучил биографию ученого. Хочется сказать, что все поставленные в начале данного проекта задачи были выполнены. На основании проведенного мною исследования, я выяснил, что у школьников на данный момент на самом деле недостаточно знаний о деятелях в области физики, поэтому позже я рассказал своим одноклассникам о выбранных ученых и их величайших открытиях. От себя же я хочу добавить цитату Готфрид Лейбница: «Кто овладел творениями Архимеда, будет меньше удивляться открытиям самых великих людей нашего времени».

Список литературы:

1. Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учебник / А.В. Перышкин. - 4-е изд., стереотип. - М: Дрофа, 2016. - 238, [2] сл.

2. http://to-name.ru

3. http://fshla72.ucoz.ru

4. https://ru.wikipedia.org

5. http://petrovaelena.jimdo.com

17