научно-практическая работа Статическое электричество
презентация урока для интерактивной доски по окружающему миру (4 класс) на тему

Титульный

Содержание

Введение

1.Основная часть

1.1 Статическое электричество: история исследований.

1.2. Статическое электричество в быту: принцип действия и сфера влияния на повседневную жизнь человека.

1.3 Влияние статического электричества на жизнь и здоровье человека.

1.4 Мой домашний опыт со статическим электричеством

2. Заключение

Литература

Приложения

Введение.

        Все дети любят гулять! Даже зимой, в трескучие морозы так здорово выйти на улицу, вдохнуть свежий воздух, скатиться с горки с ветерком или просто поваляться в холодном сугробе! Но вот беда, мама каждый раз заставляет надевать теплый свитер, шарф и варежки, в общем укутывают нас, детей, по полной программе! Какое наслаждение зайти с улицы домой и снять с себя весь этот ворох одежды, особенно этот теплый, но очень колючий свитер. Но что это такое? Вслед за свитером вверх взмывают мои волосы! Такое ощущение, что они просто в шоке от того, что мы уже пришли с прогулки и никак не могут расстаться с колючим другом. Но я-то уже взрослый, учусь в четвертом классе и знаю, что никакое это не чудо и не волшебство, а самая настоящая наука и имя этому необычному процессу – статическое электричество.

        Наверное, кто-то сейчас удивится и даже возмутится – при чем тут электричество, где провода, где ток, как оно появилось в нашем теле!  Дело в том, что это необычное электричество и оно сопровождает нас практически на каждом шагу, просто мы этого часто даже не замечаем. Эта тема взволновала меня, мне захотелось поближе познакомиться с этим загадочным явлением и именно так родилась идея моего научного проекта.

        Гипотезы: 1) статическое электричество является важной, неотъемлемой частью повседневной жизни человека 2) статическое электричество отрицательно влияет на жизнь и здоровье человека.

        Актуальность темы исследования:

        Цель работы: определение роли статического электричества в жизни человека.

Задачи:

1. Изучить причины возникновения и принцип действия статического электричества с помощью литературы, интернет-сервисов.
2. Узнать, какие процессы в жизни человека зависят от статического электричества.
3. Ознакомиться с областью влияния статического электричества на здоровье человека.
4. Провести опыт со статическим электричеством в домашних условиях.

Методы исследования:

1. Наблюдение за проявлением статического электричества в быту.
2. Изучение проблемы с помощью литературы, интернет-сервисов, познавательных передач.
3. Эксперимент со статическим электричеством в домашних условиях.

1. Основная часть.

1. Статическое электричество: история исследований.

Все в нашем мире состоит из атомов и молекул, а они в свою очередь – из положительных (протонов) и отрицательных (электронов) частиц. В норме у атома этих частиц должно быть равное количество, однако при определенных условиях вещества могут обмениваться электронами. Этим условием, как правило, служит трение веществ друг об друга. Такой дисбаланс частиц (перемещение от атома к атому) и служит формированию статического электричества.Когда мы снимаем с себя шерстяной свитер, он плотно касается наших волос. Электроны с наших волос переходят в свитер, и каждый волос на голове приобретает положительный заряд. А как известно, тела с одноимённым зарядом отталкиваются.  Волосы тоже стараются оттолкнуться друг от друга как можно дальше, и именно поэтому встают «дыбом», когда мы стягиваем с себя шапку или свитер, долго расчесываем их пластиковой расческой. Многие знают «фокус» с воздушным шариком и волосами, при котором потерев первый о голову человека или шерсть животного, можно чудесным образом притянуть к шарику мелко нарезанную бумагу или фольгу. «Волшебство» - скажет кто-то. «Наука» - отвечу я.

Когда же впервые в истории заговорили об этом явлении?  В литературе есть немало познавательных историй на эту тему, но больше всего мне понравилась легенда, пришедшая к нам из Древней Греции. Рассказывается, что в Древней Греции одна девушка, когда пряла на янтарном станке шерсть, заметила, что её волосы начали притягиваться к станку, и рассказала об этом знакомым. Один древнегреческий ученый назвал это явление электричеством («электрон» с греческого переводится как «янтарь»). Научный мир не подтверждает до конца правдивость этой истории, но мне эта легенда очень понравилась. Официально считается, что статическое электричество как явление открыл древнегреческий ученый Фалес. Он обнаружил свойство янтаря притягивать мелкие предметы, например, перья или волосы, если натереть его шерстяной тканью. Никакого практического применения такому явлению не нашлось, и его оставили без внимания. Серьезно изучать статическое электричество начали намного позже, в конце XVI века. Придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гильберт изучил все, что было известно о свойствах янтаря древним народам, и сам провел немало опытов с янтарем и магнитами. Этот любопытный и очень умный доктор выяснил, что свойства электризации присущи не только янтарю, но и алмазу, смоле и многим другим веществам. Позже известные ученые проводили много опытов, чтобы понять принцип действия электризации, известно, что великий российский физик с необычным именем Георг Рихман погиб, проводя эксперименты с атмосферным электричеством: он исследовал свойства молнии в грозу, и именно это погубило его в 1753 году.  Рихман создал первую модель электроскопа, с помощью которой можно продемонстрировать действие статического электричества даже в домашних условиях. До сих пор этот вид электричества считается не до конца изученным, хотя над его загадкой бились великие ученые на протяжении многих веков – Тесла, Ампер, Джоуль, Гальвани – все они внесли свой вклад в изучении статического электричества.

2. Статическое электричество в быту: принцип действия и сфера влияния на повседневную жизнь человека.

Электричество в целом давно и очень прочно вошло в нашу жизнь. Как сегодня представить наш быт без света, тепла, удобной микроволновой печи и электрочайника. Все в мире крутится вокруг электричества – производство, сельское хозяйство, культура, вся цивилизация человека. Одной из выдвинутых мной гипотез было предположение о том, что и статическое электричество играет огромную роль в жизни человека.

Статическое электричество может быть верным помощником человека, если изучить его закономерности и правильно их использовать. Каждый день мы совершаем сотни действий, даже не задумываясь о природе их существования. Просыпаясь утром, мы готовим себе на завтрак вкусный бутерброд со свежим хлебом. А ведь его создание на современных заводах напрямую связано именно с процессом обмена отрицательными и положительными зарядами.Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащей дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь друг к другу, образуют однородное тесто, из которого в свою очередь печется воздушный и ароматный хлебец. На самом деле статическое электричество возникает в процессе почти любого пищевого производства, где нужно замешивать, просеивать, фильтровать компоненты пищи. Когда мы позавтракали, мы начинаем собираться по делам: кто-то в школу, кто-то на работу, кто-то просто на прогулку. Брюки, которые мы надеваем, тоже появились благодаря статическому электричеству, так как сматывание и разматывание рулонов ткани при пошиве напрямую зависит от процесса электризации. Эти мелкие заряженные частицы работают круглый год, а мы этого даже не видим! А мы в это время выходим из дома и садимся в машину. То, что автомобили у людей не только разных марок, но и разных цветов – заслуга статического электричества. Дело в том, что детали, которые нужно окрасить, на заводе заряжают положительно, а частицы краски – отрицательно. Они, как мы уже знаем, начинают притягиваться друг к другу, и происходит процесс окрашивания. Весь день мы продолжаем чем-то заниматься: обедаем, учимся, делаем покупки – и все эти процессы тесно взаимосвязаны со статикой. Даже краска, с помощью которой был распечатан на принтере мой проект, производится путем смешивания определенных компонентов, а значит и здесь притянулись отрицательно и положительно заряженные частицы. Современный мир просто не сможет существовать без статического электричества.

3.  Влияние статического электричества на жизнь и здоровье человека.

Воздействие статического электричества на организм человека – малоизученная область. Наденьте на себя синтетическую кофточку, ваше тело накопит отрицательные заряды и прикоснувшись к металлической ручке двери вы сможете (но не всегда) ощутить легкий удар. Это явление кратковременное и не несет опасности для жизни и здоровья человека. Но все ли статическое электричество безвредно? Последние исследования, изучающие влияние статического электричества на организм человека, показали, что регулярное воздействие тока может привести к сбоям в работе некоторых органов. Особенно вредно оно для страдающих сердечно – сосудистыми заболеваниями. Может привести к повышению давления, инсульту, инфаркту. Не исключено, что потерей аппетита, нарушением сна, частым головным боли и раздражительностью вы обязаны именно накоплению статического электричества. У некоторых людей даже возникает   боязнь появления электрического разряда – кому приятно постоянно бить током все окружающее.

Достоверно известно то, что все электрические приборы сами по себе являются источником статического электричества. Сложно приходится человеку, который работает на производстве, где много различной электроники. Рабочие, которые связаны с промышленностью – пищевой, химической, радиоэлектронной, текстильной – каждый день подвергаются воздействию статического электричества. Были разработаны даже специальные государственные стандарты, которые определяют допустимые уровни электростатических полей на производстве. Этот уровень можно измерить с помощью специальных приборов, и если они покажут его превышение, специалисты тут же примут меры по устранению этого явления. Например, могут замедлить скорость работы некоторых контейнеров, которые основаны на трении каких-либо деталей, тем самым снизят интенсивность взаимодействия заряженных частиц. Также периодически увлажняют воздух, так как статическое электричество хорошо себя чувствует именно в сухом пространстве, тщательно заземляют все оборудование, стараются хранить некоторые вещества в контейнерах, близких по составу с этим веществом, чтобы их частицы были как можно более похожи друг на друга.

Как же обстоит дело с людьми, которые не работают на таком производстве? Влияние статического электричества в быту не так критично, но тем не менее оно есть. Длительное воздействие энергии статического электричества от электроприборов  представляет некоторую опасность для здоровья человека, в частности для сердечно-сосудистой и центральной нервной системы. Каждый день мы сталкиваемся с огромным количеством электроприборов, которые влияют на наш организм: например, компьютер помимо того, что и сам несет в себе определенное электромагнитное излучение, но еще и состоит из пластика, который очень хорошо притягивает пыль, электризуя ее, а затем передает по сухому воздуху человеку. Диван или кресло из синтетических материалов постоянно контактируют с нашим телом и в результате трения человек «набирает» лишние заряженные частицы.  Однако любой человек может уберечь себя от длительного и отрицательного воздействия, если будет следовать простым правилам:

1. Простой способ уменьшить количество взвешенных в воздухе и осевших на всевозможные предметы пылинок – влажная уборка. А раз частичек будет меньше, соответственно и воздействие статического электричества будет слабее. Электростатика вообще не любит увлажненный воздух.
2. Одежда и белье должны быть из натуральных тканей – они прекрасно пропускают воздух и влагу, а значит не накапливается лишнее электричество. Расчесывать волосы лучше деревянной, а не пластиковой расческой.
3. Немного обмануть статическое электричество можно с помощью металлической безделушки – приколите булавку к кофточке, и она выпустит лишние заряженные частицы. Перед тем, как надеть любимое платье, пропустите его через металлическую вешалку – таким образом вы нейтрализуете все отрицательно заряженные частицы.
4. На сегодняшний день разработаны специальные вещества – антистатики, которые препятствуют возникновению статического электричества. Когда я читал про антистатики, вспомнил, как мама брызгала специальным баллончиком внутреннюю сторону юбки. Я тогда еще смеялся, как смешно она липнет к маминым ногам, а оказывается, моя мама в этот момент подвергалась статическому электричеству.

Вот такими простыми и доступными способами мы можем уберечь себя от воздействия статического электричества на наш организм.

4. Мой домашний опыт со статическим электричеством.

Поскольку моя вторая гипотеза об отрицательном воздействии подтвердилась частично и мы выяснили, что кратковременное взаимодействие электростатики не критично влияет на организм человека, я решил провести свой собственный опыт в домашних условиях. Как уже говорилось выше, первую модель электроскопа – прибора, способного показать присутствие электрического заряда – смастерил ученый Георг Рихман. Я выяснил, что такую модель дома может смастерить любой ребенок. Для этого нам потребовалось: стеклянная банка, лист картона, простой карандаш, 15 сантиметров металлической проволоки, тонкая алюминиевая фольга, скотч, пластмассовая расческа.  Для начала вырежем из картона круг равный по диаметру горлышку банки. В середину этого кружка проденем проволоку таким образом, чтобы ее концы торчали с обеих сторон. Скатываем шарик из фольги и прикрепляем его к проволоке с одной стороны – это будет верхняя часть нашего прибора. Далее отрезаем полоску фольги 10 сантиметров в  длину и примерно 1 сантиметр в ширину и подвешиваем ее на петлю из проволоки с другой стороны. Это нижняя часть прибора. Теперь скотчем закрепляем эту картонную крышку на банку так, чтобы фольг висела в центре банки и не касалась ее стенок. Прибор готов, осталось провести сам опыт. Потрем пластмассовой расческой пять, десять раз о свитер или волосы, а затем медленно поднесем уже заряженную расческу к шарику из фольги на крышке электроскопа. Оба конца фольги поднимутся.  Затем, не меняя положения расчески, дотронемся до шарика и сразу уберем руку. Фольга в банке возвратится в исходное положение. Этот процесс в науке называется – заземлением. Когда мы дотрагиваемся до шарика из фольги, заряд проходит через нас в землю, которая поглощает электрический заряд. Но не стоит переживать – сила этой частицы настолько мала, что не принесет нам вреда при кратковременном использовании, поэтому каждый человек на собственном опыте может почувствовать себя немного великим физико-ученым. Я почувствовал и мне это очень понравилось!

Заключение.

        И дети, и взрослые часто не понимая истинной причины какого-то явления, присваивают ему волшебные свойства. Но я убедился, что стоит только поставить цель исследовать какой-то необычный процесс и он откроется нам совсем с другой стороны – стороны великой науки. В моей работе я доказал, что почти всему на земле есть вполне логичное и очень интересное объяснение. Я ставил перед собой задачи, искал, исследовал, экспериментировал и добился своей цели – доказал, что статическое электричество окружает нас повсюду и его роль в нашей жизни очень велика. Изучая электростатику, я доказал свою первую гипотезу – статическое электричество повсеместно присутствует в нашей жизни и многие жизненно важные процессы просто не смогут без него существовать. Однако я выдвигал и вторую гипотезу, о том, что его воздействие пагубно влияет на человека. Это правильно в частичной мере – точно также вредно есть много сладкого и долго загорать. Когда все это мы делаем в меру, это не приносит вреда нашему организму. Так же и со статическим электричеством. Я могу обезопасить себя в быту, используя одежду из натуральных тканей, проветривая почаще помещение, проводя влажную уборку, тем самым не буду накапливать статику в своем организме.

        Статическое электричество до сих пор мало изучено. Его свойства и принцип действия – поле деятельности ученых во всем мире. Но достоверно то, что если бы однажды мир не узнал про «фокус» с янтарем и шерстяной тканью, научное сообщество так и не открыло бы в XVIII веке электрический ток и не было бы всего того полезного и прекрасного, что окружает нас сегодня.