Сценарий внеклассного мероприятия

«Наука и жизнь»

Ведущий 1.Мы открываем заседание научно-художественного журнала «Наука и жизнь: грани соприкосновения»

Что же общего между этими далекими друг от друга областями человеческого интеллекта?

На первый взгляд, кажется, они не совместимы. Однако это не так, и сегодня мы попытаемся это доказать.

Задача нашей встречи рассмотреть законы и явления, которые тесно связаны и отображены в различных видах искусства, жизни, архитектуре.

На повестке дня такие вопросы:

1. физика и музыка,

2. математика и архитектура,

3. физика и живопись,

4. физика и литература,

5.физика и  игрушка

6. физика танца

Ведущий 2: Физика и музыка.

Что же между ними может быть общего?

Физик. Человек живёт в мире звуков. Звук – это то, что слышит ухо. Мы слышим голоса людей, пение птиц, звуки музыкальных инструментов, шум леса, гром во время грозы.

Так что же такое звук? Как он возникает? В физике есть раздел, в котором изучаются звуковые явления. Этот раздел называется акустикой.

Обычно звук доходит к нам от какого-нибудь источника, а источником звука является колеблющееся тело: голосовые связки, мембрана динамика, струна гитары и т.д.

Колеблющееся тело приводит к колебаниям частиц воздуха, и тогда возникают сменяющие друг друга области сгущения и разрежения. Распространение таких колебаний являются волной.

Ведущий 2. Но если звук – это волна, которая распространяется в воздухе, то размахивание руками тоже должно вызывать звук, а наше ухо ничего не слышит.

Физик. Объяснение этому простое - орган слуха человека воспринимает как звук только такие волны, в которых колебания происходят с частотами от 16 до 20 000 Гц.

Ведущий 2. А как мы слышим?

Физик. Звуковые волны вызывают вибрацию барабанной перепонки и затем через систему слуховых косточек, жидкостей и других образований передаются воспринимающим рецепторным клеткам. Далее сигнал передается на специальный участок головного мозга, где и происходит преобразование сигналов в звук, который можно воспринимать.

Физик. Однако, помимо проведения звука по воздуху существует костное звукопроведение: звуковая волна идет через кости черепа, затем передается непосредственно на лабиринт (вестибулярный аппарат), минуя систему среднего уха, и на его звуковоспринимающие рецепторы.

Ведущий 2. Вы можете привести пример применения звукопроведения по кости?

Физик. Да. Композитор Бетховен, когда стал терять слух (на начальных этапах его болезни преимущественно страдала система воздушного звукопроведения), брал в зубы палочку, плотно прижимал ее к деке рояля и только так слышал музыку. При этом звуковые колебания передавались на верхнюю челюсть, скуловую и височную кость и на лабиринт.

Ведущий 2. Можно ли использовать систему костного звукопроведения в быту?

Физик. Да, можно. Это костные телефоны, спрятанные за ухо, которые могут быть использованы как средство связи в армии (танковые войска, авиация) вместо традиционных наушников.

Ведущий 2 Получается при этом можно свободно разговаривать с товарищами по экипажу и в то же время получать команды по костным телефонам.

Физик. Верно. А еще для слабослышащих людей отечественная промышленность выпускает слухулучшающие аппараты, вмонтированные в дужки очков.

Ведущий2 Теперь понятно, почему, когда сосед грызет сухарик, ты его почти не слышишь. Зато, когда делаешь это сам, в голове будто едет трактор!

Каждый из нас знает, что музыка разговаривает с нами языком звуков.

Этот вид искусства способен вызывать у человека всевозможные чувства: умиротворения и раздражения, счастья и безысходности, радости и печали.

Физик Музыка способна еще возвращать к жизни и вдохновлять на подвиги. Поэтому, не случайно речь пойдет о композиторе Людвиге ван Бетховене.

Известность и слава пришли к композитору к 20 годам вместе с личной трагедией. Бетховен, для которого музыка была смыслом всей его жизни, стал терять слух. Он жаловался на шум в ушах, ему было трудно различать тихую речь и высокие тоны.

Композитор был на грани отчаяния, он даже хотел покончить с собой. Но, все же он нашел в себе силы и несмотря ни на что, продолжал писать музыку! В течение еще 25 лет Бетховен жил и творил! Из-под пера уже совсем глухого композитора выходили все новые и новые гениальные творения!

«К Элизе» - небольшая, лёгкая в исполнении фортепианная пьеса-багатель (bagatelle— маленькая изящная вещь, безделушка). Рукопись пьесы состояла из альбомного листа с посвящением и нот, где рукой Бетховена было написано: Элизе на долгую память от Л. в. Бетховена, 27 апреля.

5 симфония известна всем как симфония с темой судьбы. Сам Бетховен говорил о главном мотиве первой части симфонии из 5 тактов: «Так судьба стучится в дверь»

9 симфония поражает необычным решением композитора - введением в финал произведения хора. Симфония произвела на слушателей потрясающее впечатление! От оваций, казалось, разрушатся стены

Бетховен смотрел на эту беззвучную картину, и думал, наверное, о своей симфонии, которой подвел итог всей своей жизни и ради которой совершил беспримерный творческий подвиг!

Ведущий 2.

Где брал он эти сумрачные звуки

Сквозь плотную завесу глухоты,-

Соединенье нежности и муки,

Ложащиеся в нотные листы?

Касаясь верных клавиш лапой львиной

И встряхивая гривою седой

Играл, не слыша ноты ни единой

Глухою ночью в комнате пустой.

Большого сада шорохи и скрипы

Вели свой разговор сквозь полусон

И слушали в окне раскрытом липы

Все то, чего уже не слышал он…

Текли часы и оплывали свечи,

Шло мужество наперекор судьбе

А он всю повесть муки человечьей

Рассказывал лишь самому себе

И убеждал себя и верил властно

Что и для тех, кто в мире одинок

Есть некий свет, возникший не напрасно

А музыка – бессмертия залог.

Ведущий 1. Математика и архитектура

 Математика-это не только стройная система законов, теорем и задач, но и уникальное средство познания красоты. Многие математические теории нередко кажутся искусственными, оторванными от реальной жизни, просто непонятными. Если же подойти к этим проблемам с позиции исторического развития, то станет, виден их глубокий жизненный смысл, их необходимость.

 Знаток. Математика и архитектура развивались одновременно. Нельзя было провести строгую границу между этими двумя видами искусств. В древности математика, как и архитектура, относилась к искусствам. Образование человека считалось неполным, если он, наряду с философией, поэзией, музыкой, не овладевал современной ему математикой, не умел ставить и решать задачи, доказывать теоремы. Развитие математики требовало знаний архитектуры и наоборот.

Тесная связь архитектуры и математики известна давно. Хороший архитектор должен знать аналитическую геометрию и математический анализ, основы высшей алгебры и теории матриц, владеть методами математического моделирования и оптимизации.

Древнеримский теоретик искусства Витрувий назвал три основы, на которые опирается архитектура: «Прочность, Польза, Красота». Архитектура создает реальное пространство. В этом ее главная отличительная особенность. Если для живописи определяющим является цвет, для скульптуры - объем, то для архитектуры - пространство. В создании пространственно-объемной архитектурной формы принимают участие, как и в других видах искусства, такие художественные средства и приемы, как ритм, симметрия и асимметрия, нюанс и контраст, соотношения и пропорции целого и частей.

Золотым сечением (делением) и даже “божественной пропорцией” называли математики древности и средневековья деление отрезка, при котором длина всего отрезка так относится к длине его большей части, как длина большей части к меньшей. «Золотое сечение» многократно встречается при анализе геометрических соразмерностей Парфенона. Многие искусствоведы, стремившиеся раскрыть секрет того могучего эмоционального воздействия, которое это здание оказывает на зрителя, искали и находили в соотношениях его частей золотую пропорцию.

Парфенон – храм, посвящённый Афине Парфенос – покровительнице Афин, по праву считается одним из величайших образцов античного зодчества, шедевром мирового искусства и пластики. Храм был основан по инициативе Перикла – знаменитого афинского полководца и реформатора. Его постройка шла довольно быстро – храм строили с 447 по 438 года до нашей, а его скульптурное оформление и отделка были закончены в 432 году до нашей эры.

Симметрия - одинаковое расположение равных частей по отношению к оси здания - очень действенное средство организации архитектурных форм, вносящее в объемно-пространственную композицию строгую упорядоченность, статичность, покой. Известно, что принципы симметрии являются руководящими принципами для любого архитектора. Симметричные объекты обладают высокой степенью целесообразности - ведь симметричные предметы обладают большей устойчивостью и равной функциональностью в разных направлениях. Все это привело человека к мысли, что чтобы сооружение было красивым оно должно быть симметричным. В одних случаях архитектор ограничивается примитивной симметрией прямоугольного параллелепипеда, в других – использует более утонченную симметрию, как например, в случае здания «Совета Экономической Взаимопомощи». 

Асимметрия противоположна симметрии; она сообщает композиции гибкость, динамичность, остроту, способствуя единству целого за счет соподчинения частей. Асимметричное в целом сооружение может являть собой гармоничную композицию из симметричных элементов. Примером может служить храм Василия Блаженного на Красной площади в Москве. Нельзя не восхищаться этой причудливой композицией из десяти различных храмов. Каждый храм геометрически симметричен, однако собор как целое не обладает ни зеркальной, ни поворотной симметрией.

Таким образом, архитектура зарождается вместе с человечеством, сопровождает его в историческом развитии. В ней отражаются мировоззрение, ценности, знания людей, живших в различные исторические эпохи. В ней сосредоточены особенности культуры представителей разных национальностей.

.

Ведущий 1. Физика и живопись.

Окружающий мир играет красками: зелёная трава, голубое небо, жёлтые листья деревьев осенью, зарево заката, радуга.

Что же такое цвет? Как происходит цветовосприятие человеком?

Физик Первый шаг к разгадке был сделан Исааком Ньютоном. Он проделал маленькое отверстие в оконной ставне и в солнечный день получил узкий пучок света, на пути которого поставил треугольную стеклянную призму. Пучок преломился в ней, и на противоположной стене появилась цветная полоса, где расположились в определённом порядке все цвета радуги: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый.

Эту цветную полосу Ньютон назвал спектром (от латинского «спектрум» - видимое). После такого эксперимента Ньютон сделал вывод: разложение белого света в цветной спектр означает, что белый свет является составным, то есть смесью всех цветов радуги.

Появление цветного спектра при прохождении белого света через призму обусловлено тем, что лучи разных цветов преломляются в стекле по-разному: сильнее всего преломляются фиолетовые лучи, а слабее всего – красные. То есть показатель преломления света зависит от его цвета. Это явление называется дисперсией.

Если же на призму направить одноцветный пучок, то он не меняет окраски. А если направить на собирающую линзу разложенный в спектр свет, то на экране за линзой можно получить белый пучок света.

Ведущий 1. Как же глаз различает цвета?

Физик. На сетчатке глаза расположены светочувствительные элементы – нервные окончания, которые называют «палочками» и «колбочками». Палочки отличают только светлое от тёмного. Колбочки есть трёх типов – их условно называют «красные», «зелёные» и «синие». Потому что «красные» колбочки наиболее чувствительны к красному цвету, «зелёные» - к зелёному, а «синие» - к синему. И всё многообразие видимых нами цветов обусловлено «сигналами», посылаемыми в мозг всего тремя типами колбочек.

В 1756 году М.В. Ломоносов сформулировал трехмерную теорию цвета, обобщив огромный материал, накопленный им при разработке технологии производства цветного стекла и мозаики. Ломоносов обнаружил, что для придания стеклу любого цветового оттенка достаточно использовать всего три основных краски, смешивая их в определенных пропорциях.

Одновременно с Михаилом Васильевичем Ломоносовым из России – в Германии Иоганн Вольфганн фон Гёте государственный деятель, поэт, мыслитель и естествоиспытатель также занимался исследованием цвета. В своей книге «К теории цвета» он описал такие понятия как «основные и дополнительные цвета», «цветовая тень», «преломление» и «хроматическая аберрация».

Основными цветами называются цвета, которые нельзя получить путём смешивания других. Это – синий, жёлтый и красный цвета. Составные или дополнительные – цвета, получаемые путём попарного смешивания основных цветов, расположенных рядом по кругу.

В живописи используют теплые и холодные цвета. Все холодные оттенки отличает наличие синего подтона, все оттенки теплой гаммы – наличие желтого (или красного). Перед вами картина, выполненная в Теплых цветах (

А  это картина, выполненная в Холодных цветах (слайд).

Полный цветовой круг включает хроматические и ахроматические цвета (слайд). Смешение хроматического цвета с чёрным увеличивает его насыщенность.

Ахроматические (бесцветные) – так условно называют белые, черные, серые цвета. Ахроматические цвета различаются только яркостью (светлотой). Хроматические (цветные) – все цвета радуги (спектра). Эти цвета обладают тремя основными параметрами: цветовым тоном, насыщенностью, яркостью (или светлотой).

Перед вами основные характеристики цвета: яркость (или светлота), цветовой тон, насыщенность. И их применение в картинах (слайд). Перед вами картины, выполненные в ахроматических и хроматических цветах.

Цвета всегда влияют друг на друга, изменяясь по цветовому тону, яркости и насыщенности. Они могут дополнять, усиливать, ослаблять друг друга или контрастировать. Любой цвет в окружении более темных светлеет, а в окружении более светлых – темнеет (контраст по яркости). Красный цвет в окружении зеленого воспринимается более насыщенным. Зеленый предмет на насыщенном зеленом фоне выглядит менее ярким (цветовой контраст).

Ведущий 2. Физика и литература.

Что их связывает

Хотелось бы привести несколько интересных фактов о великих физиках, и их увлеченностью искусством:

⮚ А. Эйнштейн в минуты отдыха играл на скрипке;

⮚ Л.Д. Ландау любил читать стихотворения Лермонтова и Байрона;

⮚ М. Планк и В. Гейзенберг были отличными пианистами;

⮚ создатель первого в мире ядерного реактора И.В. Курчатов часто посещал симфонические концерты в консерватории;

⮚ виднейший русский писатель XIX в. А.И.Герцен окончил физико-математический факультет Московского университета и специализировался в области астрономии.

Ведущий 1. В то же время многие из известных физиков были прекрасными поэтами. Например, Михаил Ломоносов.

Что зыблет ясный ночью луч?

 Что тонкий пламень в твердь разит?

Как молния без грозных туч

Стремится от Земли в зенит?

Ведущий 2. А физика в стихах никого не оставит равнодушным.

2. Писал он физику в стихах,

Закон природы на устах,

И красотой наполнен мир,

 И тайны звёзд летят в эфир.

 И смотрит в небо телескоп,

 Кристалл стал виден в микроскоп,

 В магнитном поле электрон,

Прекрасен физики закон!

И в зеркалах так много лиц,

 И атом создан из частиц,

 И превращён графит в алмаз,

И мир чудес открыт для нас!

Непрерывность

Смерть не так уж страшна и зловеща.

Окончательной гибели нет:      

Все явленья, и люди, и вещи

Оставляют незыблемый след.

Распадаясь на микрочастицы,

Жизнь минувшая не умерла, —

И когда-то умершие птицы

Пролетают сквозь наши тела.

Мчатся древние лошади в мыле

По асфальту ночных автострад,

И деревья, что срублены были,

Над твоим изголовьем шумят.

Мир пронизан минувшим. Он вечен,

С каждым днем он богаче стократ.

В нем живут наши давние встречи,

И погасшие звезды горят.

Закон сохранения энергии:

В природе ни что не берется из  ниоткуда и не исчезает в никуда, а

  лишь передается от одного тела к другому или переходит из одного

вида в другой.

В стихотворении автор указывает на существование причинно-следственных связей между всеми явлениями природы, невозможность бесследных исчезновений. Данное стихотворение напоминает нам закон сохранения энергии.  

Дорога света

Свет — образец для искреннего слова:

Каких бы крепостей ни возвести -                                            

Свет обойдет препятствия, чтоб снова                                              

Стремиться по кратчайшему пути.

        Мы выбрали опасную дорогу,                

Где не помогут добрые друзья,                              

Она полна преград.

        Но слава богу,                                                  

Что мысль — как свет —

-  остановить нельзя.

                            Александр Гитович

Принцип

Ферма

Свет распространяется между двумя точками по такому пути, которому

соответствует наименьшее время распространения.

Из учебника физики

В своем стихотворении автор указывает на то, как велика скорость света, выбор пути – кратчайший по времени. Данное стихотворение
напоминает нам один из основных принципов оптики.

Голоса

     Я за счастьем все время в погоне,

     За дорогой дорога подряд.

     Телевиденья быстрые кони

     Бубенцами в эфире звенят.

     До чего же нам стали привычны

     Голоса беспредельных высот!

     Люди в небе живут как обычно —

     Кто поет, кто на помощь зовет.

     И возможно, что за небосклоном

     Он живет среди звездных миров —

     Не записанный магнитофоном

     Околевшего мамонта рев.

                                   Михаил Светлов

Радиоволны

Электромагнитные волны определенного диапазона, отражаемые от ионосферы. Используются в технике для передачи различной

информации на большие расстояния.

В данном стихотворение автор указывает, что благодаря телевидению, радиовещанию, люди достигли таких высот, что информацию можно принимать повсюду. Это связано с повсеместным использованием радиоволн.

Пловец

Воют волны, скачут волны!                    

Под тяжелым плеском волн                

Прям стоит наш парус полный,                

Быстро мчится легкий челн,                          

И расталкивает волны,                              

И скользит по склонам волн!

Их, порывами вздувая,                          

Буря гонит ряд на ряд

Разгулялась волновая;

Буйны головы шумят,              

Друг на друга набегая,

Отшибаяся назад!

Н. Языков

Механические волны -

возмущения, распространяющиеся в пространстве с течением

времени.

                    Из учебника физики

В стихотворении «Пловец» автор описывает волновое движение и движение по волновой поверхности. Данное стихотворение указывает на существование волновых максимумов и минимумов, звукового сопровождения механических волн при распространении в упругой среде

Сквозь волшебный прибор Левенгука    

На поверхности капли воды    

Обнаружила наша наука      

Удивительной жизни следы.

Государство смертей и рождений,

Нескончаемой цепи звено,                        

В этом мире чудесных творений                    

Сколь ничтожно и мелко оно!

Николай Заболоцкий

Микроскоп -

(от микро... и греч. skopeo — смотрю), инструмент, позволяющий получать

увеличенное изображение мелких объектов и их деталей, не видимых невооруженным глазом.

Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия

В своем стихотворении автор указывает на важное значение изобретения микроскопа, с помощью которого сделано много замечательных открытий.

Описание различных явлений и процессов физиками и лириками по сути совпадают.Ноопределения, даваемые явлениям наукой более точны и детальны, чем описания поэтов, отражающих в стихах

только яркие, эмоциональные стороны

Ведущий 2.Физика и игрушка.

 С самого раннего детства начинается наше знакомство с физикой. Играя, мы не обращаем внимания на встречающиеся в устройстве и работе игрушек физические явления и законы.    

Физик Внимательно посмотрев на игрушки, которые в большом количестве есть в каждом доме, я нашел в них много материала, который требует объяснения с физической точки зрения. Остановлюсь только на двух.

Инерция и  игрушечный автомобиль.

Упрямые вещи на свете живут,
Ленивые вещи на свете живут,
Упрямые вещи на свете живут,
Инерцией это упрямство зовут.

   Про тело, которое при взаимодействии медленнее изменяет свою скорость, говорят, что оно более инертно и имеет большую массу. А про тело, которое при этом быстрее изменяет свою скорость, говорят, что оно менее инертно и имеет меньшую массу.

 «Наверное, и вы встречались с инерцией. Вспомните, бежишь и вдруг ноги за что-нибудь запнулись, остановились, а ты вперед летишь по инерции, пока не упадешь на землю. Бывает и наоборот, стоит автобус на месте, а потом резко трогается. Автобус уже поехал, а пассажиры еще сидят неподвижно, и от этого все откидываются назад.»

 Движение по инерции лежит в основе принципа действия  игрушек – автомобилей, мотоциклов: на задней или передней оси, соединяющей колёса, находится ряд шестерёнок, которые в свою очередь соединяются с маховиком, то есть массивным цилиндром. Мы толкаем автомобиль, шестерёнки передают движение маховику. Маховик же обладает большой массой, поэтому будет долго сохранять состояние движения, которое ему сообщили.  Именно благодаря  тяжелому маховику такую игрушку трудно остановить и она будет двигаться по инерции гораздо дольше времени, чем такая же игрушка без маховика.

     В русском фольклоре эту игрушку иногда называют «Ванька-встанька».

Хорошо известен принцип действия популярной детской игрушки-«неваляшки» — эффект возвращения в одно и то же состояние достигается за счёт смещения центра тяжести. Благодаря этому у неё есть только одно положение устойчивого равновесия (на основании) и только одно положение неустойчивого равновесия (на голове).

У каждого предмета есть центр тяжести.

"Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри него точка -  такая, что если за неё мысленно подвесить тело, то оно остается в покое и сохраняет первоначальное положение."                                                          

Так, например, можно определить центр тяжести плоской фигуры:

 Стоящий предмет (тело на опоре), не опрокидывается, если вертикаль, проведенная через центр тяжести,  пересекает площадь опоры тела.

Падающая башня в  итальянском городе Пиза  не падает, несмотря на свой наклон, т.к. отвесная линия, проведенная из центра тяжести, не выходит за пределы основания.

      У неваляшки внутреннее устройство таково, что создает смещенный вниз центр тяжести. Поэтому такое положение равновесия является устойчивым: центр тяжести корпуса неваляшки и точка её опоры лежат на вертикали, причем расстояние между центром тяжести и точкой опоры, всегда наименьшее.
   

Ведущий 1

Что такое танец? Танец представляет собой род телодвижения. Всякое движение тел есть явление механическое. Следовательно, и танец – механическое явление. Поэтому танцы должны изучаться механикой как составной частью теоретической физики, пытающейся, как известно, почти все явления свести к движениию

Физик Если мы исследуем характер движений, выполняемых танцующими парами, то тотчас же убедимся, что эти движения относятся к классу периодических или, точнее, условно периодических движений.

Чем примитивнее танец, тем проще выражен этот периодический характер. Так, у некоторых народов танцы сводятся большей частью к простому гармоническому колебательному движению отдельных частей тела.

Квантовой теории танца удалось установить чрезвычайно общий и важный принцип запрета, относящийся к произвольным системам танцующих Принцип заключается в следующем: по одной и той же квантованной орбите могут двигаться одновременно лишь два танцора и притом лишь с противоположно ориентированными спинами.

Таким образом, закон утверждает, что танцевать вместе по одной и той же квантованной орбите могут лишь два партнера .

Путь танцующей пары является совершенно неопределенным, и положение ее в тот или иной момент времени может быть определено лишь в терминах теории вероятностей.

Из неопубликованных работ выдающегося советского физика-теоретика Я.И. Френкеля. Рукопись любезно предоставлена нам сыном Я.И. Френкеля.

Ведущий 2. Искусство не только хобби в жизни ученого, не только средство отдыха, сколько совершенно необходимая гимнастика ума, тренировка его фантазии, воображения.

Ведущий 1. Искусство совершенствует образное мышление, развитое воображение необходимое современному ученому.

Ведущий 2. А представители искусства, его разных областей и направлений должны знать физические закономерности, которые успешно служат не только научно-техническому прогрессу, но и миру вдохновения, миру человека.

Ведущий 1 «Наука познается через человека.

Человек – это отображение природы,

Ведь в каждом из нас целая Вселенная.

Искусство же описывает отношения между людьми,

То есть между объектами природы, между физическими объектами»

Ведущий 2. Сбываются слова Флобера, который предсказывал: «Чем дальше, тем Искусство становится более научным, а Наука - более художественной; расставшись у основания, они встретятся когда-нибудь на вершине».