внеклассное мероприятие по предмету "Всё о колоколах и колокольных звонах".
методическая разработка по физике (10, 11 класс)

Конспект внеклассного мероприятия по физике

Предмет: физика

Классы:  10 -11классы

Тема: Всё о колоколах и колокольных звонах

Цели:

• раскрыть значимость звука как средства общения людей и компонента их духовной жизни;
• повторить физические явления, связанные со звуком, особенности его распространения, понятие акустики.
• открыть учащимся окно в историю колоколов и колокольных звонов, обогатить их опытом веков;
• помочь формированию человека и пониманию им национальной культуры и её духовного возрождения в России;
•  расширить познавательный интерес обучающихся;
• убедить учащихся в том, что физика и искусство - две ветви познания и отражения реального мира.

Форма проведения: круглый стол.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, колокольчики (один из них 1812г.), на доске вышивка "Царь-колокол", рисунки колоколов различной массы, альбом "Легенды о колоколах".

эпиграф: «Чудный звон колоколов, радость в душах пробуждает…»

                                                                                                         С.Трофимова

«...Физик, не воспринимающий поэзии, искусства - плохой физик».

                                                                                                         Л.Д. Ландау

Подготовительная работа перед мероприятием:

- обсуждение с участниками хода мероприятия;

-подборка материала по данной теме по группам с учётом индивидуальных способностей учащихся в течение месяца;

- оформление кабинета, выполнение вышивки колокола;

- систематизация информации по теме мероприятия, подготовка музыкального сопровождения, презентации.

Ход мероприятия.

I. Организационно - психологический этап:

1. Создание психологического настроя;

Колокол - объект, играющий большую роль в жизни человека и разных человеческих сообществ, что позволит нам представить его как ценность в масштабе общечеловеческой культуры.

2. Организация дисциплины  во время мероприятия.

II. Вступление

 Вступительное слово учителя.

Л.Д. Ландау говорил: "Грош цена вашей физики, если она застилает для вас всё остальное, шорох леса, краски заката, звон рифм... Физик,  не воспринимающий поэзии, искусства - плохой физик." Поэтому сегодня мы ещё раз убедимся в том, что наука и искусство - две ветви познания и отражения реального мира. У них общий объект познания - природа. Только физика как наука отражает в сознании человека разумом реальный мир, а искусство - эмоциями

III. Основная часть

Выступления учащихся и учителя.

(звучит в записи праздничный звон колоколов , храма Сергия Радонежского - г. Плавск, ученица 10 класса читает стихотворение).

1ученик:           Чудный звон колоколов

                            Радость, в душах пробуждает

                             Их полуночный призыв

                             В тишину небес взлетает,

                             И торжественно парит,

                             Новый день благовещая,

                             Так звенят колокола,

                             С праздником нас поздравляя.

Учитель:  Колокольные звоны на Руси давно стали неотъемлемой частью национальной культуры, частью жизни. Они звучали и в будни, и в дни торжеств, и в малые праздники. Люди слышат звоны Московского Кремля и Ростова Великого, многих населённых пунктов. В наши дни в малых городах возрождаются традиции колокольных звонов.

(звучат в записи звоны Ростовских колоколов).

2 ученик:  Вслушайтесь в прошлое и настоящее. С колоколен соборов, церквей, монастырей доносится к людям колокольный звон. Его слышно в тишине даже за 30 км.

Унылый и монотонный - похоронный, весёлый и "разноцветный" - праздничный, грозный и тревожный - вечевой. предупреждающий об опасности. а вот источник этого звона - колокол. (слайд № 3 ).

Вопрос:  Хотелось бы узнать, когда впервые возникли колокола на Руси и какое они имели значение?

Ученик – историк 1: Появился колокол на Руси в 10веке. Отлит он был из меди и олова. И тогда он произнёс свой первый звук. По латыни слово “колокол” означает – созыв, по гречески – зов, по древнеиндийски – шум, крики. Первое его назначение – созывать народ в храмы. У колокола, как у человека, имеются язык, губа, уши, плечо, и как у царя, -  корона. Люди верили в чудодейственную силу колокола: первые слова, произнесённые над ним: (слайд№1: фотография старинного колокола) “Господи! Где бы ни прозвучал этот колокол, да отступят далеко козни, мрак привидений, набег несчастий, удар молнии, нападение громов, сокрушительная сила градов…”. Звонил набатом, отпугивая врагов и созывая людей спасать город, провожал и встречал высоких гостей, включая царя. И звон его всегда был разный: медленный и тяжёлый, громкий, торопливый, сбивчивый -  при пожаре или наводнении. Многие колокола окружены тайнами. Так колокол в маленьком испанском городе Велилья несколько раз принимался звонить сам и каждый раз предсказывал несчастье: в 1527 году он предсказал войну с Францией, потом смерть Короля V, затем эпидемию чумы, смерть наследного принца.

Давным - давно во времена княжеских междоусобиц русский князь А.В. Суздальский покорил город Владимир и взял в плен соборный колокол. Привёз колокол в Суздаль, подняли его на звонницу, а он молчит. Как ни старались звонари, не смогли добиться ни звука. Испугался князь и вернул колокол во Владимир. Возвратившись на прежнее место , «пленник» зазвонил так же прекрасно, как и прежде.

Ученик – историк 2: В 615 году армия короля франков осадила бургундский город Санс. В городе уже кончались запасы продовольствия и воды. Силы защитников были на исходе. И тогда епископ по имени Лупус зазвонил в колокол, звон был страшный, грозный. Атакующие испугались колокольного звона и в ужасе убежали.

Колокола, как правило,  ценили. Но бывали случаи, когда уважительное отношение сменялось на гнев. И тогда колокол наказывали,  как людей. Один раз набатный колокол Кремля Московского разбудил царя Фёдора Алексеевича и за это был сослан в монастырь. другой набатный колокол Кремля был снят с колокольни и лишён языка за то, что призывал к бунту. Колокол в городе  Угличе звонил в 1591г. по поводу того, что тайно был убит царевич Дмитрий, и за это он был отправлен в ссылку в Тобольск на 300 лет.

Другая подобного рода легенда  связана с новгородским вечевым колоколом.

По приказу царя Ивана Третьего колокол был снят с Софийской звонницы и отправлен в Москву, чтобы не проповедовал вольницу(слайд3: колокол Софийской звонницы). Интересно, что до Москвы новгородский пленник не добрался: на одном из склонов Валдайских гор сани, на которых везли колокол, резко покатились вниз, испуганные кони понеслись, колокол слетел с саней и, свалившишь в овраг, разбился вдребезги. Но, по преданию, какая-то неведомая сила превратила множество мелких осколков в маленькие колокольчики. Потом местные жители собрали все до единого осколки и стали отливать по подобию свои колокола, разнося весть о новгородской вольнице.

Ученик – историк 1. Ещё один любопытный исторический эпизод.

В 1700г. во время войны со шведами под Нарвой русские войска понесли большие потери артиллерии. Чтобы возместить утрату, царь Пётр Первый издал указ, по которому довольно большой процент церковных колоколов подлежал изъятию, переплаву и превращению в орудия. Мирные колокола должны были служить военным целям.

Ученик - литературовед.  В русской литературе немало говорится о колоколах и колокольных звонах. Первое упоминание о них мы находим в русской летописи за 1066 год, и связано это с Новгородом и святой Софией. О колоколах есть упоминание в древних киевских и новгородских былинах, например:                 И повели - то Илью да ко виселице,

                                   И сопровождают Илью да как Муромца

                                   Со всеми звонами - то церковными...

В "Слове о полку Игореве" тоже говорится о колоколах: "Звон звенит, во Киеве, во стальном..."

В старинной новгородской песне пелось:

Звонили звоны в Новгороде,

Звончей того во Каменной Москве...

Учитель: Колокола звонят по всему миру, а значит  и отливали их во многих странах мира. Но нигде колокольное дело не достигло такого совершенства, как в России. Во второй половине 15 века,  и особенно в 16 веке, русские мастера- литейщики создали множество колоколов. В одной Москве было их в то время около пяти тысяч.

   Вопрос:  Как и из чего создавались колокола?

Ученик - литейщик. Создание колокола было большим событием для города, где его делали. . Великими мастерами литья были Филипп Андреев, Емельян Данилов, Флор Терентьев, отец и сын Моторины и другие. Преимущественно все колокола изготавливались из специальной колокольной меди. Но были колокола и из других металлов. Чугунные колокола были в Досифеевой пустыни на берегу Шексны. Соловецкий монастырь имел два каменных колокола. В Обнорском монастыре было 8 колоколов из листового железа. Колокол из стекла был в Тотьме. В Харькове в Успенском кафедральном соборе был колокол весом 17 пудов из чистого серебра. Шесть золоченых колоколов было в Сибири в городе Таре, при Казанской церкви. Все они небольшие, от 1 до 45 пудов. Большой или малый колокол делал мастер, работа его шла путём, проторённым  прадедами.

Строили печи (одну или несколько). Около них вырывали глубокую яму. В яме сначала из кирпича выкладывали конус, который обмазывали глиной. Специальным шаблоном эту глину выравнивали, выглаживали, придавая форму внутренней поверхности будущего колокола, задуманную мастером. Этот глиняный слой называли не очень почтительно – “болван”. Поверхность “болвана” красили особой краской, составленной из просеянной золы, разведённой в мыльной воде, а сверху смазывали салом, чтобы последующий слой глины не прилипал к ней. Затем поверх “болвана” слой за слоем наносили глиняную “рубашку”, создавая модель тела колокола. Чтобы украсить поверхность колокола, мастер лепил в формочках буквы, разные фигурки и прикреплял их к поверхности “рубашки”. Когда “рубашка” была готова, делали верхнюю часть формы – кожух, который был по сути разборным слепком с глиняной части модели. По специальному желобу в форму выпускали из печи жидкий металл – “колокольную” бронзу, в которой было 1/5 часть олова, а остальное медь. Позднее в сплав стали добавлять серебро, чтобы звон был звучнее. Использовали также сплав стали и чугуна. Долгие часы, а иногда и дни, остывала отливка в яме, причем тем дольше, чем большим делали колокол. Когда отливка остывала, её вынимали, выбивали глину, металл полировали, выглаживали поверхность.

Свои секреты мастера передавали сыновьям и ученикам; веками накапливалось их умение.

Акустики не могут теоретически точно объяснить, как нужно изготавливать корпус колокола. математические формулы, объясняющие звучание этого "инструмента", лишь приближённы. Нельзя заранее рассчитать форму колокола, чтобы после отливки он издал нужный звук. И если у лучших колокольных мастеров готовый колокол звучал так, как задумано, это объясняется не математическими расчётами, а опытом, чутьём и искусством мастера. В последнее время колокола научились изготовлять из стекла (в Швеции), из глины (в Эфиопии), фарфора (в Германии), но по-прежнему их делают так, что они издают музыкальные звуки.

Учитель: Мы прослушали интересный рассказ. А теперь давайте попытаемся ответить на вопросы.

1. Как бы вы объяснили необходимость кирпичного конуса при отливке?

2. Что давало выглаживание конуса?

3. Какие агрегатные превращения вещества происходят в процессе создания колокола?

4. Чем, исходя из знаний по физике, объяснить опасность дрожания земли в процессе застывания отлитого колокола?

5. Как изменился бы звук, если при изготовлении колокола в его теле образовалась бы трещина?

Итак, мы убедились в том, что и особенности литья колоколов можно объяснить зная физику.

Какими только не делали колокола мастера1 И совсем круглые, и гранёные, и удлинённые. Семьсот лет искали, пробовали наугад, думали, пока не нашли форму, которую повторяют и сегодня.

Вопрос: Как же устроен колокол?

Ученик - инженер. (слайд № схема-рисунок устройства колокола)

Русские колокола имеют форму усечённого конуса, наподобие огромного толстого колпака с расширенным раструбом и ушками для подвески. Имел колокол верхний и нижний пояс, сковороду, под которой находилась серьга для подвеса языка – металлического стержня с утолщением в конце, называемым “яблоко”, которым били по нижнему поясу колокола – звуковому кольцу.

Вопрос: Как декорировали колокола?

Ученик - искусствовед. Все колокола в той или иной мере декорированы узорами, текстом, изображениями. В декоративном убранстве заметную роль играли надписи, или, как их называли прежде, "летописи". Выполненные красивыми рельефными буквами, они включались обычно в орнамент, находящийся в верхней части колокола, располагались и внизу. Так на колоколе "Лебедь" Московского Кремля написано: Сей колокол вылит был при государе и великом князе Василие Ивановиче всея Руси и при его сыне князе Иоанне Васильевиче в 7040 лето, но как по прошествии нескольких лет повредился, то ныне при благополучном государствовании всепресветлейшие державнейшие...Екатерины Вторые... перелит вновь мастером Семёном Гавриловым сыном Можжухиным от воплощения божия слова 1775 г. в месяце в декабре. Весу 450 пудов".

На декоре Успенского колокола был портрет императора Александра I и икона "Христос Вседержатель"; на других колоколах - иные изображения. Поражали колокола не только красотой, но и величиной.

(комментируется рисунок "Массы колоколов").

[Ученик, побывавший в музеях Московского Кремля, показывает фотографию "Царь-Колокол" и рассказывает].

Особое место среди всех в мире колоколов, занимает "Царь колокол". Он был отлит из бронзы мастером Иваном Моториным и его сыном Михаилом в 1733-1735 гг.. Весит этот гигантский колокол свыше 200 тонн, высота его 6,14 м, а диаметр 6,6 м. Во время большого московского пожара в 1737 году отливка "Царь-Колокола" сильно раскалилась, он треснул, и от него отвалился кусок массой 11,5 тонн. Так и остался колокол на земле. Не суждено ему  было огласить Москву чудесным звоном. В 1836 г. он был установлен на постаменте около колокольни Ивана Великого.

"Царь колокол" имел своих предшественников, которые назывались так же. Один был отлит в начале 18 века по приказанию Бориса Годунова, другой - в 1654г. Он весил около 130 тонн и разбился при пожаре в 1701 г. Лом этого колокола был использован для отливки того "Царь-Колокола", который мы видим сейчас.

Учитель: А сейчас ещё несколько физических  вопросов , относящихся к конструкции колокола.

6. Как вы думаете, почему колокол расширяется книзу?

(Звук отражается от гладкой поверхности колокола, волна не распространяется во все стороны, а образует узконаправленный пучок, за счёт чего мощность увеличивается и он распространяется на большие расстояния);

7. Почему яблоко языка массивное?

( От массы яблока зависит частота колебаний языка. Чем больше масса, тем меньше частота. а значит и звук будет низкий);

8 .Имеет ли значение тот факт, что удар языка по корпусу колокола  приходится на нижнюю его часть?

(Да, имеет. Во-первых, чем больше амплитуда, тем больше громкость, во-вторых он задаёт основной тон);

Хорошо! Молодцы.

Вопрос:  Что вы можете рассказать нам о музыкальном звучании российских колоколов?

Ученик-музыковед. Колокола на Руси были излюбленным музыкальным инструментом. Народ любил колокольный звон, любил и сам звонить в колокола (это разрешалось во время пасхальных празднеств). Существовал обычай: допускать в пасхальную неделю на колокольню любого желающего. Поговорка гласит “В светлую седмицу, кто не звонарь”.

Русский колокол поражает своим звучанием. Он может взять не одну, а три ноты: основной тон – в месте удара, ниже на четыре тона – в середине, ниже на целую октаву – вверху. Поэтому голос колокола – это сочетание нескольких звуков, которые гармонируют. (слайд №8: фотографии звонниц различных соборов) Особенность звука колокола ещё и в тембре: он постоянно меняется. Если в момент удара преобладает один тон, то через 3 секунды сильным становится другой, а первый постепенно затухает. Этой уникальной особенностью обладают только колокола.

Играть на колоколе непросто. Дергать надо за верёвки многопудовые языки. И колокольные мастера издавна пытались облегчить работу звонарей путём совершенствования способа игры. Так появились карильоны -  своеобразные инструменты-приставки к колоколам, где исполнитель сидит за клавиатурой, правда необычной: клавиши длинные и широкие, иногда ножные; от клавиатуры к колоколам идёт система тяг и рычагов. В России это не прижилось. Звонари считают, что в этом случае колокольная музыка получается невыразительной.

Колокольный звон создаётся по определённым правилам. Колокола распределяют по голосам: низкие, средние, высокие.

9 вопрос:

 Зависит ли с вашей точки зрения, звук колокола от его массы?

(Да, зависит. Колокола, дающие низкие звуки – самые большие, тяжёлые и “медленные”. Они задают темп звона, основу всего звучания. Соответственно самые меньшие по массивности колокольчики создают высокие по частоте звуки).

10 вопрос: От чего зависит частота тона звука колоколов?

(Основной тон колокола определяют геометрические размеры; частота звучания пропорциональна толщине колокола, и обратно пропорциональна квадрату его диаметра).

 Вопрос физику:  Какие физические явления вызывают звон колокола?

Физик.

Вы знаете, что источником звука может служить любое тело, совершающее механические колебания. Заставить колокол звучать можно двумя способами: Первый – язык неподвижен, раскачивается чаша колокола, которая ударяется о язык (способ качающегося колокола); его используют на Западе, а на Руси применяли только в Пскове в XVI-XVII веках. Второй – чаша неподвижна, а с помощью шнура движется язык. Этот способ звона российский. Его преимущества в том, что раскачивание только одного языка не оказывает сильного воздействия на саму башню, где помещается колокол, что позволяет использовать колокола больших размеров; при таком раскачивании не возникает резонанс с колокольней, который мог её разрушить.

Вопрос: Почему колокола подвешивают высоко над землёй: на колокольнях или звонницах?

Физик. Чтобы звук распространялся на большие расстояния, чтобы слышимость звона была дальше.

Вопрос: Влияют ли колокольные звоны на здоровье человека?

Физик.

Колокола работают как генераторы энергии в инфразвуковом, ультразвуковом и акустическом диапазоне, их излучения дают чувства гордости, силы, могучести, разрушают болезнетворные микробы, обезвреживают вирусы гриппа, желтухи. Недаром предки во время эпидемий били в колокола, дающие звуки определённого тембра и частоты, и так долго, пока не сгинет напасть. Учёные обнаружили, что некоторые вирусы обезвреживаются ультразвуком. Человек воспринимает ухом акустические колебания от 20Гц до 20кГц. Низкий спектр акустики (40-100 Гц) стабилизирует душевное состояние, средний (100 Гц – 10 кГц) улучшает кровообращение и обмен в лимфатической системе.

Более 70 лет (с 1918 до 1922г.) молчали колокола на колокольне Ивана Великого и звоннице Кремля в Москве. А вернули-то голос этим колоколам учёные физики во главе с академиком Е.И. Шемякиным. Они выполнили ультразвуковую дефектоскопию колоколов, чтобы выяснить явные и скрытые дефекты, трещины; изучили прочность подвесок колоколов, определили акустические характеристики каждого колокола.

Вопрос литературоведу: Возрождение звонов колоколов – это только дань уважения нашим талантливым предкам?

Литературовед.

Колокола, проделав большой исторический путь, стали для России неотъемлемой частью жизни русского народа. Все важные события освещались звоном колоколов.

Колокол – это частичка истории России, произведение мастерства рук людей, но также и произведение искусства, возрождение культуры. Колоколам и колокольным звонам посвящены стихи. Я прочту стихотворение С.Есенина, написанное в 1914г.

Колокол дремавший разбудил поля,
Улыбнулась солнцу сонная земля.
Понеслись удары к синим небесам,
Звонко раздаётся голос по лесам.
Скрылась за рекою белая луна,
Звонко побежала резвая волна.
Тихая долина отгоняет сон,
Где-то за дорогой замирает звон.

Учитель: Колокольный звон в жизни Российского государства и русского народа становится одним из самых ярких черт, имеющих не только богослужебное значение, но и гражданское, особым самостоятельным языком русской культуры. С давних времён колокольный звон является великой объединительной силой, поднимающей народы на защиту своей Родины. Это творение рук человеческих, это произведение литейного искусства. На Руси сейчас происходит становление и возрождение колокольного звона как музыкального искусства. Особо благозвучные звуки называются в народе малиновыми. Каждый колокол неповторим, каждый звучит по своему, у каждого своя судьба.

Литература.

1. Владышевская, Т.Ф. Древнерусские колокола и звоны / Т.Ф.Владышевская.// Русское возрождение. Нью-Йорк-Москва-Париж, 1998. – №2(72). – С.63-94.
2. Иоффе П. Колокола и пушки. / Хочу всё знать. Научно-худ. сб-к. Сост.А. Томилин. – Л.: Дет. лит., 1983. – с. 142-146.
3. Лифанова, Н.Ф. Всё о колоколах и колокольных звонах / Н.Ф.Лифанова. //Физика в школе. – 2002. – №3. – с.46.
4. Древнерусские колокола и звоны (Искусство. Приложение к газете «Первое сентября». – 1997г. №19
5. Покровский, А.М. О музыкальном значении звонниц /А.М.Покровский.// Музыка колоколов: Сб. исследований и материалов. СПб. 1999. – С. 212-221.
6. Шатов, А.И. О колоколах Русской Православной церкви /А.И.Шатов.//Русское Возрождение. Нью-Йорк-Москва-Париж. 1998. – № 2 (72). – C. 167-177.