Урок Значение физики в первой Мировой войне. Конспект урокаконференции Значение физики в первой Мировой войне Цель урока
 Скачать 38.22 Kb.
|
|
Конспект урока-конференции «Значение физики в первой Мировой войне" Цель урока: знакомство с учеными – физиками и техникой времен первой Мировой войны. Задачи: Образовательные:знакомство с именами ученых – физиков и характеристиками техники времен первой Мировой войны. Воспитательные: формирование ответственности и самостоятельности, воспитание эстетических чувств в процессе оформлении и подачи материала. Развивающие: развитие информационно - коммуникативных способностей, совершенствование умений самообразования, развитие умения использовать ИКТ в учебном процессе для поиска информации и представление ее в заданной форме. Формируемые УУД : •овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий; •формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нем ответы на поставленные вопросы и излагать его; •приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников и новых информационных технологий для решения познавательных задач; •развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение; Методы: беседа, обсуждение содержания материала, демонстрация слайдов. Тип урока: урок- конференция. Оборудование: компьютер, проектор, мультимедиа картинки с портретами ученых – физиков и техники военных лет. Ход урока: I. Организационный момент. II. Сообщение темы и цели урока –конференции. III. Актуализация знаний (беседа с учащимися): (слайд 5) 1. Продолжительность Первой мировой войны. (1554 дня) 2. Число стран- участниц. (38 государств) 3. Противоборствующие коалиции. Четверной союз и Антанта (34 государства) 4. Число нейтральных государств. (17) 5. Число государств, на территории которых проходили военные действия. (14) IV. Слово учителя: презентация (слайд 6) Война всегда была движителем науки и техники. Побеждали в ней страны с наиболее развитой наукой, а следовательно, и техникой. Однако любая война нарушает мировое научное развитие и международной связи ученых. Многие важные теоретические исследования приостанавливаются. Важная роль в техническом развитии принадлежат физике. На основе ее разработок и исследований происходит развитие всего технического прогресса. Именно в годы войны физики вовлекались в разработку вопросов, имеющих военное применение и другой отрасли науки, которые казались перспективными в этом отношении. Когда европейские армии отправились на фронт в 1914 году, в их арсенале до сих пор были лошади и штыки, а к концу войны уже никого нельзя было удивить пулемётами, воздушными бомбардировками, бронетехникой и химическим оружием. На смену овеянному духом романтики оружию пришли газообразный хлор, огромные снаряды с дальностью полёта более 30 километров и пулемёты, выплёвывающие пули, как из пожарного шланга. Каждая из сторон конфликта активно использовала современные технологии и изобретала новые методы в надежде взять верх над противником. Бронированная техника сделала армии неуязвимыми перед стрелковым оружием, танки позволяли идти в наступление прямо по колючей проволоке и окопам, телефоны и гелиографы сделали возможным передачу сведений на большие расстояния, а самолёты неустанно сеяли смерть с неба. Благодаря научным разработкам армии противников стали более могущественными, но в то же время и более уязвимыми. V. Выступления учащихся Страничка первая: появление танков (слайды 7-9)Своим появлением танки обязаны Первой мировой войне. После относительно краткого начального маневренного этапа боевых действий на фронтах установилось равновесие. Глубоко эшелонированные линии обороны противников было сложно прорвать. Обычный способ подготовить наступление и вклиниться в оборону противника состоял в массированном использовании артиллерии для разрушения оборонительных сооружений и уничтожения живой силы с последующим вводом в прорыв своих войск. Однако выяснилось, что по перепаханному взрывами, с разрушенными дорогами, перекрываемому к тому же перекрёстным огнём с флангов участку «чистого» прорыва не удаётся ввести войска достаточно быстро, к тому же противник по действующим железнодорожным и грунтовым дорогам в глубине своей обороны успевал подтягивать резервы и блокировать прорыв. Также развитие прорыва затруднялось сложностью снабжения через линию фронта. Танки, бывшие когда-то предметом насмешек, стали теперь грозным оружием. Надвигаясь длинной цепью, закованные в броню, они кажутся нам самым наглядным воплощением ужасов войны. … Э. М. Ремарк. На Западном фронте без перемен "Малыш Вилли". Именно так назывался первый в мире прототип танка, созданный в Британии. Он мог ездить со скоростью 4,8 километра в час и был оснащен пушкой. Первая модель, испытанная в полевых условиях, появилась на поле боя в 1916 году, в битве при Флер-Курселет. С тех прошло уже почти сто лет, а разные государства все продолжают мерятся длиной стволов и толщиной брони огромных железных чудовищ. Кстати, примечательно, что вначале англичане делили танки на "самцов" и "самок". Первые были вооружены пушками, а вторые - пулеметами. Само слово "танк" означает цистерну, потому что британцы пытались выдать новый вид оружия за бочки с топливом. Видимо, им не удалось ввести в заблуждение немецкую разведку. Самый большой в мире танк был построен в России в 1915, под руководством Лебеденко. Это было огромное неповоротливое трехколесное чудовище в форме орудийного лафета (диаметр передних колес - почти 10м!). Вес примерно 40т. Двигатели - 2х240 л.с. Несколько огневых точек в боковых спонсонах и верхней (большей) и нижней (меньшей) башнях. Танк застрял на испытаниях, и в серию, к счастью, не пошел. «Царь-танк» остался в лесу возле станции Орудьево, поскольку вытащить его так и не смогли. В 1923 году машину разобрали на металлолом. Первоe применение танков произошло 15 сентября 1916 на Сомме. 18 английских Mk.I добились прорыва немецких линий на пятикилометровом фронте на глубину 5км. Этот небольшой успех означал начало конца позиционной войны. Пулемет, царивший на поле боя, получил противника себе не по зубам. Страничка вторая: применение авиабомб в первую мировую войну (слайды 10-13) В начале войны, ни одна страна не имела на вооружении специализированных авиационных бомб. Германские цеппелины проводили первые бомбардировочные вылеты в 1914, используя обычные артиллерийские снаряды с приделанными матерчатыми плоскостями, самолеты сбрасывали на позиции противника ручные гранаты. Позднее были разработаны специальные авиационные бомбы. Первые боевые полеты самолета "Илья Муромец" в глубокий тыл противника сопровождались сбрасыванием бомб на военные объекты. Эти самолеты в то время брали 15- 20 бомб, в основном пудовых и 25-фунтовых. Возможности бомбометания ограничивало отсутствие авиабомб достаточной мощности и прицелов. Россия располагала разработанными капитаном Толмачевым каплевидными бомбами для сбрасывания с дирижаблей. Но практика бомбометания показала, что для тяжелых самолетов типа "Илья Муромец" нужны авиабомбы крупного калибра. Военное ведомство поставило перед учеными и специалистами задачу создания фугасных, осколочных и зажигательных бомб. К разрешению этой задачи был привлечен и профессор Н. Е. Жуковский. А пока не появились специальные авиабомбы, практики летного дела осуществляли бомбардировки неприятеля с помощью примитивных авиабомб и специальных стрел. Заведующий авиацией и воздухоплаванием в действующей армии в июле 1915 г. обратился к профессору Н. Е. Жуковскому с просьбой изыскать способы изготовления зажигательных авиабомб малого и большого калибров. Для организации опытов1 ГВТУ отпустило в его распоряжение 1500 руб. К решению задачи Н. Е. Жуковский привлек своих учеников Б. Н. Юрьева, Б. С. Стечкина, В. П. Ветчинкина и других. В короткий срок в аэродинамической лаборатории МВТУ были изготовлены и испытаны зажигательные бомбы. 14 сентября 1915 г. Н. Е. Жуковский составил для военного ведомства отчет об этих испытаниях 5, к которому прилагались протокол испытания и два чертежа. Эти документы свидетельствуют, что ученым удалось создать весьма эффективные зажигательные снаряды. Из нескольких систем, испытанных при лаборатории, наиболее удачными были малые авиабомбы, спроектированные Б. Н. Юрьевым и Б. С. Стечкиным. Зажигательный снаряд прапорщика Б. Н. Юрьева "Стрела" состоял из тонкостенного сосуда и специального приспособления для разбрызгивания горючего. "Стрела" сбрасывалась с крыши МВТУ и, как свидетельствует Н. Е. Жуковский, давала большой радиус зажигательного района". Под давлением фронта ГВТУ приступило к срочной разработке специального типа авиационных бомб фугасного и осколочного действия. К середине 1915 г. капитану Орановскому удалось сконструировать вполне удовлетворительный тип авиационной бомбы, которая была принята на вооружение. Фугасные бомбы Орановского имели металлический корпус каплевидной формы и начинялись тротилом. Детонатором являлся небольшой заряд тетрила. Бомба снабжалась стабилизатором. Взрыватель донного типа с замедлением 0,13 с. имел ветрянку, которая предохраняла бомбу от преждевременного взрыва. После сброса бомбы ветрянка силою воздушного потока вывертывалась и освобождала ударник. Бомбы с таким взрывателем действовали безотказно. На фронте корпусные и армейские авиаотряды применяли фугасные бомбы системы Орановского массой 4, 6, 10, 16, 32 кг. Они сбрасывались в основном с самолетов "Вуазен" и "Фарман". Страничка третья: авиация первой Мировой войны ( слайды 14-19) Первая мировая сделала авиацию полноценным родом войск. Появились первые самолеты-разведчики, истребители и бомбардировщики. Настоящей легендой «германской» войны стал «Илья Муромец» — российский тяжелый самолет. Немцы не могли его сбить в течение полутора лет. Такая живучесть породила легенду о супер-броне, покрывающей «Муромца». В роли разрушителей мифов выступили сами немцы. В конце 1916 группа немецких истребителей атаковала одинокого «Илюшу». Бой длился более часа. Сбить его немцы так и не смогли, но в конце-концов русский самолет совершил вынужденную посадку. Кончились боеприпасы не только в пулеметных лентах, но даже патроны в штатных маузерах. Вышли из строя 3 из 4 двигателей. Осмотрев самолет немцы поняли, что причина «стойкости» самолета — удачная конструкция, а не чудо-броня. В корпусе «Муромца» они насчитали более 300 пробоин. Создателем одного из первых отечественных истребителей был профессиональный авиатор, военный летчик, штабс-капитан русской армии Владимир Михайлович Ольховский (1889-1929). В период 1916-1917 гг. он, будучи командиром 5-го авиационного парка под Брянском, проводил многоплановые работы в мастерских (СВАРМ) этого воинского подразделения. Основной задачей СВАРМ являлся ремонт авиационной техники, вышедшей из строя в бою или из-за отказов в работе. Получив разрешение командования, В. М. Ольховский, помимо ремонтных работ, по личной инициативе развернул деятельность по доработке и усовершенствованию конструкций самолетов, поступающих в мастерские обычным порядком. Имея природную склонность к технике, светлую голову и золотые руки, Ольховский мог починить и довести до пригодного состояния решительно все. Сам процесс реконструкции интересовал его не меньше, чем результат работы, а порой и больше, особенно в тех случаях, когда тот или иной аппарат ему встречался впервые. От разовых ремонтных работ В. М. Ольховский быстро перешел к усовершенствованию, а затем и к созданию новых самолетов. Одной из первых его работ было оснащение французского моноплана «Ньюпор-IV», так называемыми «крылышками Ольховского». Это элероны, введенные взамен системы гоширования, т. е. перекоса концов крыла за счет натяжения их тросовой проводкой управления. Аппарат облетан самим же конструктором в июле 1916 года и сдан в войска. Вскоре последовала переделка покалеченного «Вуазена» IA: изменены гондола экипажа, руль поворота и шасси. В истории авиации бывали эпизоды просто парадоксальные. Так, среди конструкторов можно встретить имя известного украинского сахарозаводчика конца XIX — начала XX века, проживавшего недалеко от Киева в селе Червоное, Федора Федоровича Терещенко. На его взносы существовало Киевское общество воздухоплавателей. Кроме того, Терещенко просто наобум, по чертежам, построил самолет типа Блерио. В селе Червоном были мастерские, в которых ремонтировались и строились самолеты по заказу… Всероссийского военного ведомства. Идея создать тяжелый многомоторный самолет возникла у И.И. Сикорского в 1912 г. после того, как он возглавил авиационный конструкторский отдел РБВЗ. Получив одобрение руководства завода, он приступил к проектированию двухдвигательного самолета. 27 апреля 1913 г. первый в мире тяжелый воздушный корабль С-21 «Гранд» был поднят в воздух самим Сикорским. Для того времени самолет имел весьма внушительные габариты: размах бипланной коробки — 27 м, длина — 20 м. На нижнем крыле устанавливались два рядных двигателя (цилиндры объединяют в общий блок, располагая их вряд) Аргус (140 л. с.) с тянущими воздушными винтами. Длинный фюзеляж начинался балконом, на который можно было выходить во время полета, дальше следовала большая кабина для экипажа и пассажиров, где располагались соломенные кресла. Нижнее крыло бипланной коробки было значительно короче верхнего. Шасси состояло из сдвоенных колес, а также противогрязевых и противокапотажных лыж. Вскоре самолет был переименован в «Русский витязь» (серия А) и на нем установили еще два двигателя Аргус (80 л. с). «Илья Муромец» был отличным инструментом для дальней разведки и бомбардировки. Продолжительность полета с бомбовой нагрузкой составляла 5 часов и около 10 часов без бомб. Бомбовая нагрузка набиралась из множества мелких бомб или крупных весом 160,240,400 и даже 640 кг. Бомбоприцел был довольно точным: 60—90% бомб попадало в цель. Другие приборы позволяли «Муромцам» совершать ночные полеты с самого начала войны. И. И. Сикорский являлся конструктором самых известных российских летательных аппаратов времен первой мировой войны — самолета-гиганта «Илья Муромец» и истребителя «С-16». Страничка четвертая: подводные лодки (слайды 20-22) Американцам так и не удалось первыми по-настоящему применить подводные суда в бою. Это сделали европейцы — немцы, французы и русские. Так, одним из основоположников мирового подводного флота по праву считается профессор судостроительной механики из Петербурга Иван Григорьевич Бубнов. Известный инженер-судостроитель проектировал не только надводные, но и подводные корабли, составившие ядро Балтийского флота к Первой мировой войне. Еще перед началом Русско-японской войны им было предложено использовать подлодки для обороны Порт-Артура. А поскольку имевшиеся тогда малые субмарины не могли выполнить эту задачу, коллективом конструкторов во главе с Бубновым был разработан проект лодки «Дельфин», водоизмещением 113 — 123 т, с глубиной погружения до 50 м. Она имела два двигателя — бензиновый, мощностью 300 л.с. и электрический, 160 л.с, которые позволяли ей двигаться как в надводном, так и в подводном положениях с достаточно высокой скоростью (до 10 узлов). Впрочем, пока лодка строилась и испытывалась, необходимость в обороне Порт-Артура отпала. Тем не менее накопленный опыт в самом конце XIX века привел командование Военно-морским флотом и высшее руководство России к заключению о необходимости введения подводных лодок в состав флота. С подачи контр-адмирала В.К. Витгефта император Николай II 19 (6) марта 1906 года подписал соответствующий указ. Именно с этой даты и отсчитывается официальная дата рождения российского подводного флота. Поначалу подводные лодки предназначались исключительно для береговой обороны. К августу 1914 года, то есть к началу Первой мировой войны, практически все флотоводцы мира полагали, что подлодка может быть использована исключительно для оперативной и тайной постановки минных полей. Иногда, быть может, ей удастся атаковать корабль противника, стоящий на якоре. Об атаке движущихся целей всерьез никто не думал. И все же 8 сентября 1914 года «Акула» под командованием лейтенанта Н.А. Гуднина провела первую торпедную атаку. Торпеда, впрочем, прошла мимо, но начало было положено... А 11 октября в районе Босфора экипаж подлодки «Тюлень» под командованием старшего лейтенанта К.Т. Китицына одержал и первую боевую победу. Правда, для этого подлодка всплыла и повредила артиллерийском огнем вооруженный турецкий пароход, команда которого была вынуждена покинуть тонущее судно. Не дремали и конструкторы других стран. Так, например, уже 22 сентября 1914 года немецкие подлодки атаковали английские броненосцы «Ибукир», «Хог» и «Кресси», потопив их. Радиус действия субмарин к тому времени возрос до 8000 морских миль. Связь с ними держали по радио. А сами субмарины начали оборудовать гидроакустическими приборами и устройствами для стрельбы торпедами в подводном положении. Впрочем, немецкие специалисты использовали подлодки не только для охоты за вражескими кораблями. В 1916 году впервые вышла в море грузовая подлодка «Дойчланд», дважды преодолевавшая Атлантику. С помощью таких судов немецкие специалисты надеялись контрабандой доставлять в Германию особо дефицитные грузы. Однако уже вторая подлодка такого класса, «Бремен», вышедшая в море 26 августа 1916 года, назад уже не вернулась. Полагают, что она затонула где-то в Атлантике в результате столкновения с боевыми кораблями противника или из-за технической неисправности. Тем не менее опыт Первой мировой войны показал — субмарины становятся серьезной боевой силой. Страничка пятая: коротко о некоторых технологиях ( слайды 23-29) Ультразвуковой гидролокатор (сонар) В довоенные годы подводные лодки использовались, в основном, для береговой обороны. Германия изменила ситуацию и стала использовать свои подводные лодки в наступательных целях. Это изменение в военной стратегии вынудило союзников, во-первых,использовать подводные лодки для наступления, и во-вторых, разработать контрмеры для защиты доставки грузов через Атлантику. Работа Реджинальда Фессендена оказалась решающей. После того как в 1912 году в результате столкновения с айсбергом затонул Титаник, канадский ученый стал проводить подводные акустические эксперименты в поисках способа защиты кораблей от подводных препятствий. Это привело его к изобретению электромеханического осциллятора, устройства, передающего звук сквозь воду при заданной частоте, а затем принимающего отраженный звук от любого вида объектов. Сначала он разработал технологию в качестве средства общения с дружественными подводными лодками, а затем как сигнальное устройство, которое может стать частью навигации и предупреждать корабли о мелководье, рифах и прочих опасностях. В октябре 1914 года британский флот приобрел комплекты подводных осцилляторов в качестве сигнальных устройств, а в ноябре 1915 года оборудовал ими все свои подводные лодки. Французский физик Поль Ланжевен разработал электронную версию устройства Фассендена, что позволило улучшить обнаружение движущихся объектов. Она включала в себя кварцевый передатчик и приемник, который значительно улучшил диапазон и четкость сигнала. В феврале 1918 года он достиг дальности передачи 8км и четкого эха от подводной лодки. Осцилляторы Фассендена продолжали использоваться и в конце Второй мировой войны для обнаружения таких стационарных объектов, как мины. И Фассенден, и Ланжевен заложили основы устройства, которое сейчас называется ультразвуковым гидролокатором. Супергетеродинный приемник: лучшая настройка радиоТехнология радио существовала еще до войны, но два военных изобретателя смогли значительно ее улучшить. В 1917 и 1918 годах, соответственно, французский офицер Люсьен Леви и американский офицер Эдвин Армстронг, независимо друг от друга, придумали устройство, известное как супергетеродинный приемник — способ настройки радиостанции для получения отдаленных сигналов. Приемник накладывал одну радиоволну на другую, значительно усиливал и фильтровал полученные промежуточные частоты, которые затем демодулировал для генерации звукового сигнала, который, в свою очередь, выводил на громкоговоритель или наушники. Изначально Леви искал способ засекретить радиопередачи. Он работал на Эйфелевой башне, которую французские военные использовали для радиоэкспериментов, когда началась война. У Леви возникла идея, что сверхзвуковые волны могут быть наложены на радио частоты несущей волны, которая сама могла быть смодулирована акустической волной. Он доработал свою идею, создав сверхзвуковую волну в приемнике,а затем принял сигнал от местного осциллятора. Армстронг был капитаном войск связи армии США и был отправлен во Францию в 1917 году для работы у союзников в области радиосвязи. К тому времени он был уже известным в мире радиосвязи со своим изобретением регенеративной цепи обратной связи, устройства, которое значительно усиливало сигнал и за которое он получил свою первую медаль в Институте радиоинженеров. В Париже в начале 1918 года он стал свидетелем бомбардировки немецкой армией. Он решил, что точность зенитных орудий можно улучшить, если бы существовал способ обнаружения коротких электрических волн, излучаемых системами зажигания авиационных двигателей. Это и привело его к изобретению супергетеродинного приемника. После войны взаимные претензии Армстронга и Леви на гетеродинный приемник не помешали его широкому использованию и помогли трансформировать радио в чрезвычайно популярный потребительский продукт. Связь воздух-земля: радиотелефония взмывает в небо Еще в 1910 году учены показали беспроводную передачу данных между воздушными судами и землей. Пилоты выстукивали азбуку Морзе на передатчике, расположенном между коленями. Однако, возник ряд проблем. Шум двигателя, как правило, заглушал любые полученные сообщения, да и пилоты были слишком заняты, чтобы передавать сообщения. Стала очевидной необходимость создания голосового радио в беспроводной связи. Но передача голосовых сигналов требует более высоких частот, чем Азбука Морзе, и радиостанции и их источники питания были слишком большими и тяжелыми, чтобы вписаться в авиацию того времени. Инженерам по обе стороны конфликта удалось внести улучшения. В 1916 году французы успешно испытали голосовую связь воздух-земля во время битвы при Вердене. На борту немецких самолетов передатчики стали привычным средством в 1916 году, а к концу года появились и приемники. VI. Подведение итогов. |