Урок Воздушная оболочка Земли. Физика 7 класс. Учитель: Злобина Л. Л. Тема урока: Воздушная оболочка Земли. Вид урока: комбинированный Тип урока: изучение и первичное закрепление знаний

А) поднятие воды в пипетке;

Б) поднятие воды за поршнем шприца;

В) поднятие воды в открытой трубке.

Показ презентации «2»

Опыты:

1. 
   Опыт «Достань, монету из воды не замочив руки».
   
2. 
   Опыт "Тяжелая газета"
   

• 
  Положи на стол широкую и длинную линейку.
  
• 
  Уравновесь ее на краю стола так, чтобы при малейшем нажиме она наклонялась или падала.
  
• 
  Теперь поверх установленной в таком положении линейки расстели газетный лист большого формата. Если ты с силой ударишь кулаком по выступающему концу дощечки, к великому своему изумлению, ты увидишь, что линейка удержалась на месте, точно приколоченная гвоздями!
  
• 
  Объясните, почему это произошло.
  

Основное занятие большинства метеорологов - не предсказание погоды, как обычно думают, а наблюдения за погодой. Без наблюдений не может быть и прогнозов. Более того, чтобы грамотно составить прогноз погоды, нужно иметь результаты наблюдений в десятках и сотнях точек. Наблюдения ведут на метеорологических станциях.

Метеорологическая станция (метеостанция) - учреждение, в котором круглосуточно проводятся регулярные наблюдения за состоянием атмосферы и атмосферными процессами. На станции имеются метеорологическая площадка, где расположены основные метеорологические приборы, и закрытое помещение для обработки наблюдений.

Давление воздуха - важнейший метеорологический показатель, даже важнее температуры. Давление измеряют с помощью ртутного барометра, который не претерпел существенных изменений за три с половиной века, с тех пор, как его изобрел Эванджелиста Торричелли. Барометр позволяет определить высоту ртутного столба с точностью до 0,1 мм. Давление в помещении и снаружи одинаково, поэтому прибор вешают на стене в закрытом помещении - наблюдательской, где ведут обработку наблюдений. В шкалу барометра вмонтирован термометр, показывающий температуру в помещении, потому что при повышении температуры ртуть в барометре расширяется, и в показания приходится вводить температурную поправку по специальной таблице.

Кроме того, в величину давления вводят поправку на абсолютную высоту, т.е. вычисляют давление, которое было бы в данной точке, если бы барометр находился на уровне моря. Не будь этой поправки, любая горная страна, в пределах которой расположены на разных высотах многочисленные метеостанции, независимо от погодных условий оказалась бы изображенной на карте изобар как область низкого давления, причем весьма причудливой конфигурации.

В наблюдательской же находится и гораздо более привычный широкой публике барометр-анероид, он считается менее точным прибором, его держат на всякий случай. Основная деталь анероида - круглая жестяная коробочка с рифлеными крышками. Из нее выкачан воздух, и она запаяна. При увеличении атмосферного давления крышки прогибаются внутрь, при уменьшении - распрямляются. Движения крышек через систему рычажков передаются стрелке.

На том же принципе основано действие находящегося здесь же барографа, вычерчивающего кривую изменения давления воздуха. Стрелка с крохотной чернильницей на кончике отклоняется вверх или вниз в соответствии с изменением суммарного прогиба крышек стопки коробочек и вычерчивает кривую изменения давления на ленте, которой обернут барабан. Барабан вращается с помощью часового механизма. Если барабан делает оборот за сутки, кривая плавная; если за неделю, точность отсчетов меньше, но изменения давления видны более четко. Лучше иметь и суточный, и недельный барографы. У других самописцев недельные барабаны применяются редко.

ТЕМПЕРАТУРА И ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

Температура - наиболее ощущаемый нами метеорологический показатель, погода для нас - это прежде всего "тепло" или "холодно". Температурой воздуха считается температура, которую показывает термометр, находящийся на высоте 2 м над землей и защищенный от прямых солнечных лучей. Термометры размещают в одной из будок на метеоплощадке. Метеоплощадка - это ровное место метрах в двадцати от помещения метеостанции, с сохраненным естественным покровом (травой мхом, словом, тем, что составляет естественную подстилающую поверхность для данного места). Будки выкрашены в белый цвет, их стенки набраны из дощечек так, что воздух в будку проходит свободно, а солнечные лучи не проникают никогда. Возле будки есть постоянная лесенка.

Два термометра срочные, т.е. показывают температуру в данный момент. Они расположены вертикально, шарик которого обернут полоской ткани, конец которой опущен в стаканчик с водой. Термометры соответственно и называются - сухой и смоченный. Возможно, читателю приходилось видеть такую пару термометров в помещениях, где важно следить за влажностью воздуха, например в музеях. Термометры ртутные. Но при очень низких температурах ртутный термометрах заменяют спиртовым (ртуть замерзает при -39°). Температура, которую показывает сухой термометр, и есть температура воздуха в данный момент.

Пара термометров - сухой и смоченный - составляют прибор, называемый психрометром - измерителем влажности. Поэтому и будка называется психрометрической. На испарение воды затрачивается тепло, и смоченный термометр, как правило, показывает более низкую температуру, чем сухой. Если воздух сух, испарение идет быстро, на него расходуется много тепла и разница в показаниях термометров большая. При влажном воздухе вода испаряется медленно, соответственно уменьшается разница показаний. Когда влажность достигает 100%, испарения нет, показания термометров одинаковы. По специальным таблицам (а это довольно солидный том) наблюдатель определяет абсолютную влажность, относительную влажность и дефицит влажности, т.е. количество пара, которое еще может вместить воздух. Понятно, что при относительной влажности 100% дефицит влажности равен нулю.

Абсолютную влажность воздуха человек не ощущает, относительную же замечает только тогда, когда она сильно отличается от оптимальной (60-70%) - либо воздух слишком сухой (40% и меньше), либо слишком сырой (90-100%). При сухом воздухе значительно легче переносятся мороз и жара. Мороз в 15-20° в Мурманской области при стопроцентной влажности да еще с ветерком (а ветерок иной раз и с ног валит) куда тяжелее, чем знаменитые сибирские морозы при низкой влажности и безветрии.

Влажность фиксируется также еще одним прибором - волосным гигрометром. Его действие основано на том, что в зависимости от влажности обезжиренный человеческий волос - обязательно женский (он тоньше) и светлый (пигмент ухудшает его восприимчивость к влаге) - несколько изменяет свою длину.

Гигрометр помещается в той же будке, что и психрометр. Его показания менее точны, их проверяют по психрометру, но зато он позволяет определить влажность сразу, без расчетов: его шкала отградуирована в процентах относительной влажности.

В другой будке помещаются самописцы - термограф и гигрограф, непрерывно фиксирующие изменение температуры и относительной влажности; барабаны с часовым механизмом у них такие же, как у барографа, а стрелки соединены с датчиками температуры и влажности. Датчик влажности - человеческий волос, датчик температуры - биметаллическая пластина.

Для определения скорости ветра существует множество приборов самых разных конструкций. Суть большинства их сводится к одному: ветер крутит вертушку, а счетчик оборотов (механический или электрический) измеряет скорость вращения. Такие приборы называются анемометрами (в переводе с греческого – ветромер)

Психрометрическая будка

Психрометрическая будка сконструирована таким образом, чтобы резервуары термометров и других приборов находились на уровне двух метров — в приземном слое воздуха. Дверца будки всегда обращена на север. Как вы думаете, почему?

Термометры для измерения температуры почвы

На специальном участке — так называемом «участке без растительного покрова» — производятся наблюдения за температурой поверхности почвы и на различных глубинах.

Срочный, минимальный и максимальный термометры служат для измерения температуры поверхности почвы. Зимой эти термометры кладутся на снег.

В метеорологии измеряют не только температуру поверхности почвы (температуру подстилающей поверхности), но и температуру почвы на глубине. Для этого существуют специальные приборы — термометры Савинова и вытяжные термометры.

Наблюдения по термометрам Савинова производятся только в тёплое время из–за их хрупкости, они устанавливаются на глубинах 5, 10, 15 и 20 см.

На каждой метеостанции постоянно установлены на зимний период снегомерные рейки

Снегомер предназначен для измерения высоты и массы вырезаемого столбика пробы снега. Он состоит из безмена (взвешивающей части) и металлического цилиндра для отбора пробы снега и определения его объёма. Плотность снега определяется отношением массы к объему.

Приборы для измерения скорости ветра

Флюгер (в переводе с немецкого — «крыло») довольно прост в эксплуатации. Его устанавливают в северной части метеоплощадки. На фото ветер имеет южное направление («дует» с юга), для определения мы смотрим, куда указывает противовес («шарик» на противоположном конце флюгарки), а скорость — 2–3 м/с (определяем по тому, к какому из штифтов отклонилась доска).

Скорость ветра определяют ещё и другим прибором — ручным анемометром. Ручной анемометр замеряет число оборотов чашечек вокруг оси за заданное время, что равно определённому расстоянию, после чего рассчитывается средняя скорость ветра делением расстояния на время.

Измерители осадков и атмосферного давления

Как мы знаем, барометр является прибором для измерения атмосферного давления. А погодные условия находятся в тесной зависимости от атмосферного давления. И наоборот, по изменению погодных условий можно судить об изменении атмосферного давления. Наш барометр может фиксировать пока еще не уловимые человеком изменения погодных условий. И для этой цели нам отлично подходит сосновая шишка.

Наши предки давно подметили, что шишки очень чутко реагируют на изменение погодных условий. При хорошей сухой и ясной погоде чешуйки шишки раскрываются, а в дождливую погоду они сжимаются. Основываясь на этих наблюдениях, мы и изготовим из шишки барометр.

Для этого нам понадобятся:

• 
  сосновая или еловая шишка;
  
  
  
• 
  древесная смола или клей;
  
• 
  стебель травы или пластиковая трубка.
  

Стебелек травы (он будет служить нам стрелкой) нужно взять потоньше и подлиннее. Чем длиннее стебель, тем, опять же, будут точнее измерения. Однако нужно выбрать золотую середину между длиной травинки и ее массой – она должна быть легкой. Обрезаем излишки.

• 
  В результате нескольких часов наблюдений за таким барометром может быть замечено отклонение стрелки влево, т.е. шишка начнет закрываться, указывая на осадки.
  

 

Что произошло бы на Земле, если бы вдруг воздушная атмосфера вдруг исчезла? 

- Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна, где попеременно царят то испепеляющий зной, то леденящий холод + 130⁰ С днем и - 150⁰ С ночью . Посмотреть, как выглядит, атмосфера Земли посчастливилось только космонавтам. Вот как поэтично описал увиденное сквозь иллюминатор корабля "Восток-2" летчик-космонавт Герман Степанович Титов "Горизонт Земли окружен ореолом нежно-голубого цвета, который постепенно темнеет, становясь бирюзовым, синим, фиолетовым и, наконец, переходит в черный цвет.

- Ребята, а можем ли мы говорить, что мы живем на дне воздушного океана? Почему.

А вот как писал об атмосфере французский астроном XIX столетия Камилл Фламмарион ": Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек - все живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают как вершины гор, так и подножия; а мы живем на дне этого океана, со всех сторон им охваченные, насквозь им проникнутые: Не кто иной, как она покрывает зеленью наши поля и луга, питает и нежный цветок, которым мы любуемся, и громадные, многовековое дерево, запасающее работу солнечного луга для того, чтобы отдать нам ее впоследствии:".

Вот таков океан атмосферы, на дне которого мы живем.

Итог урока:

1.Воздух имеет вес и давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней тела и предметы. Нормальным атмосферным давлением называют давление 760 мм рт.ст. на уровне моря при температуре 0°С.

2. С подъемом вверх давление падает, так как уменьшается толщина слоя атмосферы.

3. Неравномерное распределение атмосферного давления по поверхности Земли связано с ее неодинаковым нагревом, охлаждением и движение воздуха.

4. Подъем воздуха вверх приводит к образованию области низкого давления. Опускание воздуха вызывает образование области высокого давления.

5.Человек не чувствует атмосферного давления, так как оно уравновешивается его внутренним давлением. В то же время при изменении атмосферного давления самочувствие людей

1. 
   Гальперштейн Л. Я. Забавная физика: научно-популярная книга/оформл. Серии о. Кондаковой; художн. Б. Белов и Б. Доля. - Переизд., доп. и перераб. - М.: Дет.лит., 1993
   
2. 
   Ландау Л. Д., Китайгородский А. И. Физика для всех: физические тела. - 6-е изд., стер. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984
   
3. 
   Остер Г. Б. Физика задачник, М. "Росмэн", 1998
   
4. 
   Перышкин А.В. Физика 4 учебн. для общеобраз. школ, М: Дрофа, 2003
   
5. 
   Шабловский В. Занимательная физика. - Санкт - Петербург, "Тригон", 1997
   
6. 
   Физическая смекалка. Занимательные задачи и опыты по физике для детей. - М., Омега, 1994
   
7. 
   Материалы Интернет