327
з історії

164
учня

97
для 11 классу

303
відкореговано


Вашій увазі

510
кейсів
Останнє оновлення:
23.03.2017


Кейс - урок "Дождь смывает все следы"
Кейс - урок "Дождь смывает все следы"

Раздел: Науки, природа и человек

Уровень (класс): 9

Тема: Природные явления

Цель: Расширить и систематизировать знания о таком природном явлении, как дождь.

Какая информация меня здесь ждет?

  • Что такое дождь, как он образуется и каким бывает?
  • Есть ли запах у дождя?
  • Может ли дождь навредить?
  • Какие фундаментальные и практические знания мне пригодятся?
  • Какая сила вызывает движение капель дождя к земле?
  • Можно ли искусственно вызвать дождь?
6 разверток по предметам, явлениям и практикам:
Вступление

Дождь! Одним он нравиться и ему радуются, других он огорчает, раздражает и приводит в унынье. Казалось бы, дождь, это всего лишь обычные атмосферные осадки, но это природное явление вызывает массу эмоций, и не оставляет равнодушным ни одного человека.

Весной и летом дождь нам дарит свежесть и прохладу, очищает улицы, обновляет воздух, радует изумительным запахом и удивительной радугой. А в холодное время года он способен навевать грусть и тоску.

 

Каждый из вас не единожды наблюдал, как идет дождь. Бывает он льет, как из ведра, а иногда падают мелкие капельки, как будто парят в воздухе. Но чаще можно наблюдать, как дождь идет монотонной капелью в течение нескольких часов или даже дней.

На протяжении существования человечества, люди пытались понять, откуда берется дождь, как он образуется. О нем слагали легенды. Дождь называли слезами неба и живительной силой, которая способна дать жизнь всему живому. А когда дождь лил беспрерывно и создавал человеку неприятности, а иногда и беды, то тогда о нем говорили, как о каре небесной.

География/ Климатология

Что же такое дождь? Как образуются капли дождя, и какие виды дождя бывают на нашей планете?

Дождь – это атмосферные осадки, которые образуются благодаря непрерывному движения воды в природе. Это вода, которая образуется при конденсации водяного пара, что выпадает из облаков. Облака накапливают в себе влагу, которая время от времени проливается дождем на поверхность земли.

Дождевые капли бывают разных размеров. Их диаметр колеблется от 0,5 до 6 мм. Если дождевые капли имеют размер мельче 0,5 мм, то их называют моросью. А капли, которые более 6 мм, сильно деформируются и разбиваются при падении на землю.

Вот какие типы дождевых капель бывают:

 

Благодаря воздействию солнечного тепла вода, с поверхности озер, рек, морей, океанов и ручьев испаряется, превращаясь в пар. Водяной пар поднимается вверх, в самые холодные слои атмосферы, где он охлаждается и превращается в мельчайшие водяные капли, которые собираются в слоистые облака, увеличиваются в размерах, тяжелеют, срываются на Землю, и начинает идти дождь.

 

Если воздух нагревается, и становится тепло, то облако может раствориться. Тогда капельки испаряются и делаются невидимыми. А если температура понижается, то водяные капли в облаках превращаются в ледяные кристаллы, но, если они, покинув облако, попадут в теплый воздух, то тают и становятся капельками дождя.

В природе существуют различные виды дождей:

 

Дожди могут быть сильными, слабыми и умеренными. При сильном дожде интенсивность капель равна более 8-15 мм в час, при умеренном - от 2,8 до 8 мм в час, а при слабом дожде осадков выпадает до 2,5 мм в час.

Если на равнинной территории осадков выпадает от 50 мм за 12 часов, а в горных районах до 30 мм продолжительностью 12 часов, то такой дождь считается очень сильным.

Как правило, сильные и очень сильные дожди образуются в результате деятельности активных циклонов или атмосферных фронтов.

 

Продолжительные дожди, которые охватывают большие территории, в основном слабые и состоят из мелких капель. А дожди, которые охватывают небольшие участки, как правило, более интенсивные, они состоят из больших капель.

Это интересно знать

• А знаете ли вы, какие самые дождливые места на нашей планете? В западном полушарии - это Гавайские острова. На склоне горы Уайвиль в течение года выпадает почти 12000 мм осадков. В восточном полушарии – это Индия. В штате Ассам, селении Черрапунджа, за год выпадает практически такое же количество осадков, как и на Гавайях.

• Самые сухие места нашей планеты - это Чили, где в пустыне Атакама за все время наблюдений не выпало ни капли дождя, Египет - в оазисе Кхара в среднем за год выпадает 0,1 мм осадков. В Европе самым сухим местом является устье р. Волги.

• Самое «мокрое» место на нашей планете находится на горе Вамалеале, которая расположена на острове Кадан. На этой территории в среднем за год отмечается 335 дождливых дней.

Вопрос:


На каком материке находится самое сухое место на Земле? А на каком самое мокрое? Нанесите эти места на контурную карту.
Биохимия

Наверное, все помнят, как прекрасно пахнет воздух на улице после дождя. Он чистый и свежий, а после долгой засухи очень насыщенный. Этот аромат имеет свое название - петрикор (petrichor).

На самом же деле у дождя нет никакого запаха. Мы слышим запах, который получается благодаря некоторым химическим реакциям. Аромат, который мы считаем запахом дождя, выделяют актиномицеты и цианобактерии, а вещество, которое придает дождю запах, называется геосмин (от греческого "запах земли").

 

Еще один аромат, ассоциируют с запахом дождя – это запах озона. Во время грозы молния расщепляет молекулы водорода и азота в атмосферу, где они трансформируются в оксид азота. Это вещество при взаимодействии с другими химическими веществами образует озон. Он как раз и имеет резкий запах, который мы любим вдыхать после дождя.

Так же вы наверное обращали внимание на то, что после дождя цветы пахнут сильнее.

 

Это происходит потому, что во время засухи некоторые растения выделяют эфирные масла, а после дождя пары масел начинают сильнее испаряться и создают аромат. Во время дождя его капельки проникают в чашечки цветов, добираются до нектарников и смешиваются с пахучими эфирными маслами.

 

И когда после осадков выглядывает солнце, то под воздействием его лучей, смесь дождевых капель и эфирных масел начинают испаряется намного быстрее, чем безводные масла. После этого в воздухе появляется много пахучих паров, поэтому мы чувствуем, что после дождя цветы пахнут сильнее.

На протяжении многих веков, наблюдая за растениями, насекомыми и животными, человек научился без метеосводок предсказывать погоду на ближайшие часы и определять приближение дождя.

Как определить приближение дождя по растениям?

Если перед дождём и приближением грозы, понаблюдать за такими цветами, как одуванчик, василёк, календула, вьюнок, и др., то можно заметить, что они закрываются. У цветов клевера соцветия, как бы сжимаются и опускают головки вниз.

Наблюдая за кувшинкой, можно составить более долгосрочный прогноз. Оказывается, если ее цветы не просто закрываются, а ещё и уходят под воду, то значит дожди продлятся долго. А вот шишки репейника перед дождем наоборот расправляют свои колючки.

 

Перед дождем с грозой пчелы и насекомые более интенсивнее кружат над цветами, и сильнее раздается их «жужжание». А вот если мухи затаились и замерли, то в ближайшее время начнется дождь. Мошки же наоборот, перед грозой особенно сильно роятся и досаждают.

Если вороны начинают громко каркать, лягушки квакают, кот сворачивается клубочком, куры купаются в песке, а петух беспричинно кукарекает - это говорит о том, что в скором времени начнется дождь.

Это интересно знать

Вальдшнепы иногда имитируют дождь. А знаете зачем они это делают? Все вы наверное помните еще с детства такую примету, что перед ливнем дождевые черви ползают по поверхности почвы.

 

А дождевые черви являются основной пищей вальдшнепов. И чтобы легче было добыть червя из земли, эти умные птицы часто прибегают к хитрости: они топчутся по земле, имитируя дождь, чтобы жертва быстрее выползла на поверхность.

Экология

Польза, которую приносит дождь окружающей среде, неоспорима. Благодаря обильным осадкам растут цветы, наполняются водохранилища, увеличивается урожай, уменьшается количество лесных пожаров и т.д.

А может ли дождь навредить? Конечно, может. Из-за обильных дождей могут произойти наводнения, оползни и прочие неприятности современного мира.

 

Ведь в природном мире все взаимосвязано и, если вмешаться в происходящие в нем процессы, то можно ожидать чего угодно, вплоть до экологической катастрофы.

В последнее время во многих местах нашей Земли огромной проблемой являются кислотные дожди. Что же это за такие осадки, чем они опасны и какая их физическая сущность?

Кислотные дожди наблюдаются в регионах, где есть промышленные предприятия, из-за которых происходят выбросы в атмосферу таких веществ, как оксиды азота (NO, NO2, N2O3) и диоксид серы (SO2), которые, вступая в реакцию с водой, кислородом и другими химическими элементами, формируют различные кислотные соединения, в том числе азотную и серную кислоты.

В природе источниками возникновения кислотных дождей являются лесные пожары, вулканы, гниение растительных остатков. Но все же, гораздо большее количество вредных веществ выделяется в результате человеческой деятельности, при сжигании ископаемого и моторного топлива.

 

В результате чего, атмосферный водяной пар соединяется с газообразными выбросами промышленных предприятий и на землю выпадают осадки, уже не в виде чистой дождевой живой воды, а кислота, которая пагубно влияет на природу, живые организмы, здоровье. Они даже способны причинить ущерб зданиям из бетона, стекла и металла.

Норма кислотности дождя равна рН 5,6. Если же показатели ниже этой отметки, то это

уже кислотные осадки, которые отравляют почву, убивают растения и не лучшим образом отражаются на нашем здоровье.

 

Кислотные дожди выпадают из-за вредных выбросов в атмосферу, которые производят тепловые электростанции, металлургические заводы, автомобили. Экологическое загрязнение происходит и из-за деятельности сельхоз хозяйств, которые интенсивно используют удобрения, содержащие азот.

Это интересно знать

А замечали ли вы, что летом на выходные дни начинает идти дождь? Почему так происходит, и почему погода портится на уик-энд?

Если вы скажите, что ничего подобного не происходит, то вас можно поздравить, значит вы живете там, где довольно неплохая экология. Чего не скажешь о крупных городах, которые утопают в выхлопах автомобилей и смоге.

Исследователи из Университета Барселоны (Испания) объяснили почему происходит такая закономерность в густо населенных мегаполисах. Оказывается, причина заключается в том, что в будние дни наблюдается высокая активность транспорта и работают промышленные предприятия. Из-за выделения вредных веществ, которые быстрее нагреваются под солнечными лучами, и вместе с тёплыми воздушными потоками поднимаются вверх, происходит активное формирование облаков. К конце недели их количество накапливается и погода на выходные портится. А после дождя к началу следующей недели воздух снова очищается и выглядывает солнце.

Можно ли найти выход из этой ситуации? Да. Для этого необходимо улучшать экологию мегаполисов, переходить на замкнутые циклы промышленности и по возможности, переходить на более экологический вид транспорта.

Физика

А замечали ли вы, что дождь комарам не помеха? Почему во время дождя капли не сбивают насекомое на лету? Может они такие «хитрые», что умудряются летать между капелек?

 

Ответ на этот вопрос попытались найти ученые из Технологического института штата Джорджия. Разгадку они нашли, проведя специальный эксперимент. С помощью специальной высокоскоростной камеры в режиме замедленной съемки, исследователям удалось зафиксировать столкновения дождевой капли и летящего комара. Комаров поместили в специальное помещение, в котором вода распылялась с потолка, имитируя сильный дождь, при этом капли по размеру и весу соответствовали природным.

А как вы думаете, какая сила вызывает движение капель дождя к земле? Конечно же это сила тяжести.

Сила тяжести - это сила притяжения тел к Земле (к планете).

 

Единица измерения силы – Н (ньютон).

 

Для тела, находящегося на определённой высоте над Землёй сила тяжести может быть найдена по формуле:

 

Где M – масса Земли, R – ее радиус, m – масса данного тела

Проведя анализ полученных видеоматериалов ученые изучили и объяснили с точки зрения динамики взаимодействие дождевой капли и летящего комара. Свои результаты они опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Все оказалось довольно банально: комар просто слишком легок в сравнении с каплей.

Размер комара в среднем около 3 мм и его масса равна всего лишь 2 мг. А капля дождя

имеет диаметр около 2-3 мм, но при этом ее масса может доходить до 100 мг.

Но дело в том, что удар капель практически никогда не приходится точно по центру тела насекомого. Ее центр тяжести, как правило, приходится на широко растопыренные в шесть разных сторон ножки. Поэтому парящий в воздухе комар лишь может перекувыркнуться несколько раз, но это его никак не повредит. Даже если капля попадет прямо между крылышек комара, то все равно он избежит травмы. В худшем случае, капля просто накроет насекомое водой и внутри нее понесет комара к земле.

Но здесь возникает новая опасность. При падении капли, ее скорость может достигать 9 м/с, и, резко набирая ее, комар должен испытывать перегрузки – по подсчетам Дэвида Хью, в 300 G – совершенно невероятные.

По наблюдения ученых следует вывод, что при столкновении с малоинерционными объектами жидкость дождевых капель не дробится, а только деформируется. Поэтому импульс, который получает комар от удара, сравнительно небольшой. И если для человека это было бы смертельно, то комар имея такой экзоскелет, переносит это без особого вреда, просто немного сбивается с траектории, а затем выравнивается и движется в нужном направлении.

А теперь давайте посмотрим видеоматериал о том, как комар может летать под дождем:

Биомеханики считают такие исследования чрезвычайно полезными. Ведь в будущем они помогут в создании миниатюрных летательных аппаратов.

Задача: Крупный дождь от мелкого можно отличить по его звуку, который возникает при ударах о крышу. Дайте ответ, почему крупные капли имеют более громкий звук?
Ответ: В отличии от мелких капель дождя крупные ударяют с большей силой и возбуждают колебания большей амплитуды, поэтому звук у них более громкий.
Астрономия

А знаете ли вы, что дожди, как природное явление, бывают разными? Каждый из вас в августе имел возможность наблюдать такое явление, как звездопад или звездный дождь. Он образуется при входе в атмосферу Земли потока метеоров.

Метеорный дождь – это светящиеся в ночном небе следы от сгорающего в земной атмосфере потока мелких метеорных тел. Число их движущих единиц достигает более тысячи в минуту.

Метеорные тела – это осколки комет, которые распадаются под влиянием гравитационного притяжения к небесным объектам на небольшие остатки газовых компонентов комет. Они выпадают в верхние слои земной атмосферы и, сгорая, предоставляют нам возможность любоваться таким зрелищем, как метеорный дождь.

 

Метеорный поток Персеиды достигнет своего пика в средине августа. В это время можно наблюдать свыше ста падающих звезд:

А вот метеоритный дождь происходит благодаря падению метеоритов на поверхность Земли. Он появляется после разрушения в земной атмосфере достаточно крупного космического объекта.

На протяжении суток на Землю падает около шести тонн небесных тел, это приблизительно около двух тысяч тонн в год. Такие дожди называют: «каменный», «огненный», «железный».

Что же собой представляет это дивное явление?

Астрофизики метеоритным дождем называют камни, размер которых колеблется от десяти сантиметров до полуметра и более. Это физические тела, которые лишь частично сгорают в атмосфере, а их остатки достигают поверхности земли. А вот когда метеорит больших размеров распадается на отдельные фрагменты, тогда и образуется метеоритный дождь.

Небесное тело на огромной скорости входит в земную атмосферу, накаляется и начинает светиться.

 

Когда «проливается» метеоритный дождь, то он всегда сопровождается свечением, а иногда даже громким звуком или гулом. И чем ближе метеориты приближаются к земле, тем больше они остывают и тем меньше светятся.

Если один метеорит добрался до поверхности земли, то на месте его падения образуется кратер, а вот после выпадения метеоритного дождя появляется целое кратерное поле.

В отличие от звездных дождей, метеоритные дожди являются весьма редким астрономическим явлением, которое предсказать практически невозможно.

Это интересно знать

Для нашей Земли дожди не являются чем-то уникальным. Как правило они состоят из воды. Но дожди есть и на других планетах и их состав зависит от состава атмосферы. На Марсе когда-то тоже шли водяные дожди. На спутнике Сатурна Титане проливаются метановые дожди. А вот на Венере дожди сернокислотные, так как на этой планете облака в основном состоят из серной кислоты. Правда до поверхности они не долетают и испаряются из-за высокой температуры на высоте 25 км.

Вопрос:


О каких еще необычных дождях вам известно? Почему это происходит?
Наука/Искусство

Не для кого не будет секретом, что современные технологии позволяют разгонять нежелательные облака. А можно ли искусственно вызвать дождь? Да можно. Для этого нужно на самолете добраться до кучевого облака и сбросить на него частицы сухого льда.

Что же тогда происходит с облаком? В кучевом облаке углекислота вступает в реакцию с водяным паром, и сначала выпадет снег. Но на пути вниз, от нагрева, снег тает и превращается в дождь.

Посмотрите видео, из которого вы узнаете о процессе образования дождя:

Но такой метод совершенно не подходит, если его использовать в пустыне, так как осадки испарятся еще задолго до того, как достигнут земли.

 

Так в жарких Арабских Эмиратах эту проблему решают совсем по-другому. Арабы устанавливают крупные ионизаторы воздуха, которые выделяют в атмосферу отрицательно заряженные ионы, которые соединяясь с пылью и под действием жаркого, раскаленного воздуха поднимаются вверх, и притягивают частицы воды. Потом вокруг пылинок образуется конденсат из капель и образуются грозовые облака.

 

А теперь давайте посмотрим захватывающее видео кинетического дождя из Сингапурского аэропорта:

Это красивая инсталляция немецкого дизайнерского коллектива ART COM под названием «Кинетический дождь», состоящая из более тысячи золотых капель повисших в аэропорту Changi в Сингапуре.

Главная цель, которую преследовали авторы – это создание успокаивающего уголка для пассажиров, которые могут созерцать это творение, размышлять, снимать стресс и наслаждаться этим потрясающим зрелищем.

Задание:


1. Как вы думаете, может ли дождь лить 2 дня подряд? Объясните свой ответ.

2. Если в 12 ч ночи идет дождь, то можно ли ожидать через 48 ч солнечной погоды?

Подведение итогов урока-кейса

Наименование

Содержание

1

Результаты урока-кейса можно дополнить такими находками учеников

 

2

Какие 3 сайта помогли найти важную информацию?

http://edufuture.biz/

http://howitworks.iknowit.ru/paper1369.html

http://opogode.ua/article/2013-09-16-chto-takoie-dozhd-i-kakim-on-byvaiet

 

3

В помощь ученику и коучу:

http://edufuture.biz/

http://www.meteovesti.ru/news.n2?item=63487024310

https://youtu.be/xA4eG3Sr3rY

http://www.ecoanaliz.ru/cat-ecofacts/36-acidrains.html

https://youtu.be/PL0x--IMo-o

http://www.trud.ru/article/02-08-2012/1279688_kak_komar_letaet_pod_dozhdem.html

 

4

Где брать информацию для кейса:

http://edufuture.biz/

https://www.youtube.com/watch?v=sIoyAUiCEpA

https://www.youtube.com/watch?v=6M9ygdLqbkM&feature=youtu.be

http://ecosounds.net/dozhd/

http://odogde.ru/interesnoe-o-dozhde/primety-dozhdya.html

http://hochu.ua/cat-beauty/perfumery/article-55923-kak-pahnet-dozhd/

https://www.youtube.com/watch?v=4V4g65cRCAU

 

 

5

Локация проведения урока-кейса

Урок – кейс проходит в классе. Возможно проведение в музее, библиотеке.

6

Соревновательность:

Команды мальчиков и девочек.

Счет составил:….

Задания для них:

1. Крупный дождь от мелкого можно отличить по его звуку, который возникает при ударах о крышу.Дайте ответ, почему крупные капли имеют более громкий звук?

2. Если в 12 ч ночи идет дождь, то можно ли ожидать через 48 ч солнечной погоды? 

7

Домашнее задание

  1.      На каком материке находится самое сухое место на Земле? А на каком самое мокрое? Нанесите эти места на контурную карту.
  2.      О каких еще необычных дождях вам известно? Почему это происходит?
  3.      Какие физические силы влияют на полет капли дождя? Аргументируйте свой ответ.
  4.      Как вы думаете, может ли дождь лить 2 дня подряд?
  5.      Какую пользу и вред приносит дождь? 

8

Продолжительность:

90 мин (спаренный урок)

 

9

Возможность схемы проведения с учеником-дублером

 

возможно.

10

Полученные знания и наработанные компетенции:

  •   Расширить и систематизировать знания о таком природном явлении, как дождь. 
  •   Умение быстро найти необходимую информацию по теме.
  •   Получение практических навыков применения полученной информации.
  •   Получение конкретных знаний географии, физике, биологии и других разделов (приведены в развертках).

 

11

Теги:

Дождь, петрикор, капли дождя, актиномицеты, цианобактерии, геосмин, запах земли, озон, кислотные дожди, звездопад, метеоритный дождь

12

Авторы:

Паутинка Светлана Анатольевна.

13

Принимали участие в апгрейде кейса:

 

The End

«Знання завжди повинні бути свіжими!»

Цікаві факти

Протягом життя у людини виділяється така кількість слини, що нею можна заповнити два басейни середнього розміру.

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!