Изучение природных явлений: изменение атмосферного давления, приближение дождя

“О сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг... ”
А. С. Пушкин

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Я не зря взял эпитетом строчки великого русского поэта А. С. Пушкина, ведь изучение большинства наук невозможно без постановки опытов.
Из учебника “Окружающий мир” я узнал о множестве удивительных явлениях природы. Мне захотелось сделать макеты природных явлений и провести с ними опыты. Заинтересовавшись, подробнее ознакомился с данными явлениями из литературы. Решил провести опыты самостоятельно. Пришлось проявить творческую мысль и смекалку.

Я выбрал два явления природы:
* Атмосферное давление.
* Атмосферные осадки (дождь).

Вокруг нашего земного шара находится атмосфера. Атмосфера – это смесь различных газов, в основном азота (78%) и кислорода (21%). Атмосфера давит на поверхность Земли [1,2]. Но влияние (давление) атмосферы нельзя увидеть глазами. Мы его можем только почувствовать при изменении состояния нашего здоровья. А как не просто человеку понять и изучить то, что нельзя увидеть. В этом может помочь прибор – барометр. Он измеряет атмосферное давление. Но современные барометры очень сложны и показывают цифровые изменения атмосферы. Я сконструировал макет самого простого барометра. Он позволяет увидеть воздействие атмосферного давление на мембрану прибора и делает это явление из невидимого, вполне реальным (видимым).

Более 70% поверхности Земли покрыто водой. Из всего количества воды 1% находится в атмосфере, 97% в океанах, а остальная часть в реках, озерах и ледниках. Под воздействием солнечного тепла вода испаряется и поднимается в воздух. Воздух содержит этот невидимый водяной пар. Количество водяного пара в воздухе характеризуется показателем влажности. Поднимаясь вверх, водяной пар охлаждается и собирается в крошечные капельки воды, образуя облака. Когда капли становятся достаточно большими, они выпадают в виде осадков (дождя или снега). Чем выше влажность, тем больше вероятность формирования облака и выпадение осадков [2]. Значит, установив опытным путём, повышение влажности в атмосфере, мы сможем предсказывать выпадение дождя. Я собрал прибор “Определитель дождя”, основанный на использовании эффекта влажности в атмосфере.

Постановка опытов очень увлекательное занятие. Все проведенные мною опыты просты и проводятся с выполнением техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты в домашних условиях, особенно впервые. Я описываю предварительную подготовку и стадии выполнения, что позволяет в дальнейшем аккуратно обращаться с предметами и правильно организовывать план своей работы. Помимо изучаемых явлений природы, в этих опытах можно параллельно познакомиться с законами физики (электричество) и приобрести технические навыки (паять, собирать электрическую цепь, работать отвёрткой). Это всегда пригодиться мужчине.

Таким образом, изученный информационный материал и проведенные на его основе собственные опыты, легли в основу данной работы, определив ее цель, задачи и выводы.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Постановка опытов для изучения явлений окружающей природы.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

* Провести наблюдения за выбранными для опытов явлениями в природе (изменение погоды, атмосферные осадки);
* Разработать и провести опыты;
* Сфотографировать полученные результаты;
* Дать рекомендации по постановке опытов.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Макет моего барометра (Опыт №1).

Материал для опыта: банка, воздушный шарик, трубочка от сока, скотч и картон.

Обрезал воздушный шарик и натянул его на банку. Получилась натянутая мембрана. Закрепил шарик на горлышке резинкой. Сделал из трубочки от сока стрелку, заострив ее конец. Закрепил скотчем один ее конец на середине шарика, накрывающего банку. Стрелка должна располагаться строго по горизонтали. Поставил кусок картона рядом с банкой таким образом, чтобы внешний конец стрелки едва прикасался к нему, и отметил положение ее кончика красным цветом (атмосферное давление в начале опыта). Нарисовал шкалу вдоль этой линии. Приклеил этот кусок картона клейкой лентой к банке и следил за положением стрелки.

При повышении атмосферного давления поверхность шарика как бы вдавливалась в сосуд и стрелка поднималась вверх по шкале.

Когда атмосферное давление падало, на поверхность шарика изнутри давил воздух из банки, стремясь вверх, и приподнимал шарик.

Стрелка опускалась по шкале. Точные показатели атмосферного давления на таком барометре не увидишь, так как мембрана натянутого шарика не достаточно тонка и чувствительна. Трубочка опускается и поднимается всего на одно деление, но повышение и падение атмосферного давления видно очень хорошо. Эти результаты совпадали с объявлениями о погоде в местной газете.

Наблюдения показали: При повышении атмосферного давления, погода была ясной, солнечной. При понижении давления – пасмурной, иногда дождливой.

Следующий мой опыт посвящен изучению атмосферных осадков (дождя). Собрались тучи. Скоро пойдет дождь. Как вовремя узнать об этом? Мне поможет определитель дождя.

Построение модели “Определитель дождя” (Опыт №2).

Материал для опыта: бельевая прищепка, электрический провод (около 2м, чтобы провод доставал до форточки), 2 “пальчиковые” батарейки, лампочка от фонарика, 2 шурупа, кусковой сахара.

В прищепку вкрутил 2 шурупа с разных сторон. Зачищенные концы провода прикрепил (припаял) к ним. Зафиксировал кусочек сахара между концами прищепки, что бы электрическая цепь не замкнулась.

Собрал электрическую цепь “определитель дождя”: последовательно соединил провод от прищепки с батарейкой и лампочкой.

Прищепку с кусочком сахара высунул в форточку на улицу. При повышенной влажности воздуха (влажность – количество воды в атмосфере), которая бывает перед дождем, сахар постепенно впитывает в себя воду, крошиться и разламывается. Контакты замыкаются, и лампочка загорается.

По моим наблюдениям примерно через 30 мин. начинался дождик.

ВЫВОДЫ

1. Атмосферное давление, дождь – это явления, подчиненные четким законам природы, которые можно наблюдать и изучать.
2. Проведенные опыты позволяют лучше понять эти законы.
3. Фотографии и модели опытов подтверждают данное исследование.
4. Рекомендации по постановке опытов, помогу проводить их самостоятельно.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

На основе полученных в ходе проведенной работы результатов, разработан комплекс рекомендаций для начинающих экспериментаторов:

* все используемые вещества и материалы должны быть доступными и безопасными для здоровья;
* при постановке опыта “модель барометра”, надо использовать большую емкость с широким горлышком, для создания более тонкой и более чувствительной мембраны
шарика при натягивании и большего количества воздуха в банке для лучшей наглядности опыта; трубочка должна быть как можно тоньше и легче;
* при постановке опыта “определитель дождя”, нужно использовать батарейку 3V или две батарейки по 1,5V; можно вместо лампочки использовать электрический звонок (или небольшой транзистор, который работает на батарейках и включается на музыкальной волне), электрическую цепь собирать последовательно, зачищенные концы провода лучше припаять, для прочности контактов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проводить данные опыты не сложно, но интересно. Они безопасны, просты и полезны. Мой барометр предупреждает бабушку об изменении атмосферного давления, и она вовремя принимает лекарство. Меня не застанет врасплох дождь. Новые исследования впереди!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

* Детская энциклопедия “Хочу все знать” // М. “Планета детства” – 2003.– С. 260–261.
* Новая энциклопедия школьника //– М. “Махаон”.– 2009.– С. 128 – 129.

АВТОР

Дашевский Глеб
Лицей, 3 класс
МОУ-Лицей (физико-математический), г. Владикавказ