FyzWeb  články
Výuka fyziky s motivací Země2002-12-11 

Za účelem zvýšení obliby fyziky na středních školách a lepšího pochopení látky studenty navrhují dva britští učitelé, Chris King a Peter Kenneth z katedry vzdělávání univerzity v Keele ve Velké Británii, spojit výuku fyziky daleko těsněji s každodenní zkušeností žáků s jevy a chováním věcí na Zemi. Analyzovali fyzikální osnovy pro žáky ve věku 11-16 let a vytipovali oblasti, kterým by takové spojení velmi prospělo. Nejde jen o fyziku, ale i o biologii a chemii. Žákům by to mělo pomoci zasadit si své poznatky ze školy do reálného světa.

A jaké obory jsou navrhovány?

Mechanika-kinematika a dynamika

  • gravitační síla - gravitační pole Země: každé těleso má hmotnost, ale jen v gravitačním poli (např. Země) má váhu. Jelikož Země není koule, liší se gravitační síla podle toho, kde se těleso nachází.
  • tření - jak zabránit zemětřesení: zemětřesení obvykle vzniká tak, že dvě velmi hmotná tělesa (např. tektonické desky) působí silou proti sobě a kvůli velkému tření po sobě nemohou klouzat. Dalo by se klouzání nějak pomoci?
  • síla a tlak - síly v litosféře a atmosféře: atmosférický tlak odpovídá síle 105 N na plochu 1 m2, tj. jako kdyby Vám na ramenou seděl malý slon! Ve vodě zase tlak roste dosti rychle s hloubkou.

Elektřina a magnetismus

  • Elektrické obvody - průzkum Země pomocí odporových metod: pórovité horniny mají větší elektrickou vodivost než nepórovité, protože obsahují vodu s rozpuštěnými minerály. Mezi elektrodami v Zemi necháme procházet elektrický proud a měříme potenciálové rozdíly.
  • Magnetické pole - magnetické pole Země a remanentní magnetizace hornin: princip kompasu, ovlivňování kompasu horninami, které "uchovaly" magnetické pole, vy kterém byly v okamžiku, kdy byly zchlazeny pod Curieovu teplotu. Toto lze ukázat pokusem: roztavený vosk ze svíčky nalijeme do Petriho misky, navrch nasypeme železné piliny a pak vložíme misku do pole tyčového magnetu. Piliny zachovají tvar magnetického pole i po ztuhnutí vosku.
  • elektrostatika - hromy a blesky: během pohybu ve vzduchových proudech se vodní kapičky nabíjejí. Kapky s kladným nábojem se udržují v horní části mraku a kapky se záporným nábojem v dolní části, tedy elektrostatickou indukcí se na povrchu Země utvoří kladný náboj. Bleskem se tyto náboje vybíjejí. Elektrické napětí mezi mrakem a Zemí je v řádu stovek miliónů až miliard voltů, teplota v bleskovém kanálku dosahuje až 30 000ºC.

Vlnění

  • odraz a lom - odraz a lom vln na mořském pobřeží, odraz a lom seizmických vln

Energie

  • Slunce jako zdroj energie - Země jí část pohlcuje a část odráží, souvislost s podnebím a skleníkovým efektem
  • Energie Země - př. geotermální energie: trvale využitelný zdroj - horké prameny
  • Přeměny energií - koloběh vody v přírodě - skupenské teplo vypařování a kondenzace

Radioaktivita

  • energie vzniklá při radioaktivním rozpadu jako "motor Země"
  • radon - nebezpečí v obytných domech
  • poločas rozpadu částic - využití při stanovování stáří předmětů

 

Zpracováno podle PhysicsWeb a tří článků z Physics Education (volume 37, No. 6, November 2002) - Earth Science contexts for teaching physics. Part 1: Why teach Physics in an Earth context?
Earth Science contexts for teaching physics. Part 2: Contexts relating to the  teaching of Energy, Earth and Beyond and Radioactivity
Earth Science contexts for teaching physics. Part 3: Contexts relating to the  teaching of waves, forces and motion, electricity and magnetism

Zpracoval J. Kekule.





Doporučit článek

Od:
Komu:
Antispam: