Физика и Великая Отечественная война
занимательные факты по физике (9 класс) по теме

Физика и Великая Отечественная война

8-9 класс

Учитель физики: Эленбергер Марина Александровна

Цель: вспомнить, перечислить открытия, изобретения, конструкторские находки, ставшие решающими факторами в деле Победы и принесшие славу и приоритет советской науке.

Цель воспитательная: воспитывать патриотизм, интернационализм, чувство гордости за достижения человеческого разума и за достижения советской науки и народа, самоотверженно кующего в тылу материальную основу Победы; воспитывать волю к победе на исторических примерах.

Цель развивающая: развивать аналитическое мышление на исторических примерах, развивать интерес к физике, химии, военной технике и отечественной истории.

Материальное обеспечение: 

1. мультимедийное оборудование ( слайдовые презентации, записи песен о Великой Отечественной войне,  иллюстративный материал о Великой Отечественной войне (фотоснимки «Катюш», самолетов, танков, кораблей времен Великой Отечественной войны);
2. портреты ученых и конструкторов.

Время проведения: 40 минут.

План мероприятия

Ход мероприятия

Вступление учителя:

Великая Отечественная война 1941-1945 годов, выпавшая на долю нашего народа, явилась для него суровым испытанием силы духа, стойкости и воли к победе. Граждане нашей страны в эти годы проявили невиданный героизм и мужество, вся страна превратилась в единый боевой лагерь. Беспримерные подвиги в сражениях с немецко-фашистскими захватчиками покрыли неувядаемой славой боевые знамена наших доблестных Вооруженных Сил. Героический труд рабочих, колхозников и интеллигенции в тылу дал возможность обеспечить фронт всем необходимым для разгрома врага.

Отечественная наука и техника тоже встали на военную вахту. Как писал выдающийся физик и организатор науки Сергей Иванович Вавилов, "... научная громада - от академика до лаборанта и механика - направила без промедления все свои усилия, знания и умения на прямую или косвенную помощь фронту. Физики-теоретики от вопросов о внутриядерных силах и квантовой электродинамики перешли к вопросам баллистики, военной акустики, радио. Экспериментаторы, отложив на время острейшие вопросы космической радиации, спектроскопии, занялись дефектоскопией, заводским спектральным анализом, радиолокацией... Во многих случаях физики работали непосредственно на фронте, испытывая свои предложения на деле, немало физиков пало на поле брани, защищая Родину" [1].

9 мая 2010 года исполнится 65 лет со дня Великой Победы советского народа в Великой Отечественной войне. Многонациональный народ нашей страны в борьбе выстоял, и не просто выстоял, а победил, сокрушив фашизм, освободив от него Украину, Белоруссию, Прибалтику, многие государства Версточной Европы. Сегодня мы посвящаем наше внеклассное мероприятие Победе и вкладу ученых и конструкторов в дело Победы над фашизмом.

Великая Отечественная война всколыхнула весь народ, в том числе и людей занимающихся наукой, и, конечно, физиков. Всем понятно, что значительную роль в создании современного оружия играет техника, основой которой служит физическая наука. Какой бы новый вид вооружения не создавался, он неминуемо опирается на физические законы: рождалось первое артиллерийское оружие - приходилось учитывать законы движения тел (снаряда), сопротивление воздуха, расширение газов и деформацию металла; создавались подводные лодки – и на первое место выступали законы движения тел в жидкостях, учет архимедовой силы; проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель. Вкладу ученых в достижение Победы посвящается наша игра.

Предлагаем вашему вниманию интеллектуальную игру «Волшебный квадрат», посвящённую вопросам, связанными  с  Великой Отечественной войной.

Перед вами табло, разбитое на 16 секторов. Каждый сектор имеет свой порядковый номер (вверху сектора) и количество заработанных баллов (внизу сектора). У нас в классе присутствуют две команды, каждая заранее продумала своё название и девиз, связанные с физическими достижениями во время Великой Отечественной войны (о чём свидетельствуют визитные карточки на столах команд). По заранее проведённой жеребьёвке начинает открывать сектор по выбору одна из команд.  Ведущий либо учитель зачитывает вопрос, на обдумывание командам даётся 1 минута. Право на ответ первой даётся команде открывшей сектор, если ответ дан не верный – право дать верный ответ передаётся второй команде. За правильный ответ команда получает заявленное на табло количество баллов.

Вопрос 1. Подписи каких крупных физиков нашей страны стоят под обращением Академии наук к деятелям науки всего мира?

Ответ. Физиков А.Ф. Иоффе и П.Л. Капицы, механиков А.Н. Крылова, С.А. Чаплыгина.

Вопрос 2. Готовясь к войне, фашисты рассчитывали уничтожить основную часть нашего военного флота неожиданным мощным ударом, а другую «запереть» на морских базах с помощью различного типа мин - секретного и грозного оружия - и постепенно ликвидировать. Адмирал Н.Т. Кузнецов говорил, что кардинальную помощь флоту могла оказать только квалифицированная научная сила. И эта помощь пришла. В чем она заключалась?

Ответ. Еще до войны в Ленинградском физико-техническом институте под руководством профессора А.П. Александрова группой ученых были начаты работы по уменьшению возможности поражения кораблей магнитный минами. В их ходе был создан обмоточный метод размагничивания судов. Известно, что земной шар создает вокруг себя магнитное поле. Оно небольшое по величине, всего около десятитысячной доли Теслы. Однако его достаточно, чтобы ориентировать стрелку компаса по своим силовым линиям. Если в этом поле находится массивный предмет, например, корабль, и железа (вернее стали) в нем много, несколько тысяч тонн, то магнитное поле концентрируется и может увеличиться в несколько десятков раз. С одной стороны, для навигации с использованием компаса в качестве указателя направления движения корабля это мешает. Корабль искажает истинное направление земного магнитного поля, приходится учитывать влияние стального корпуса на компас. Но, с другой стороны, это усиленное кораблем магнитное поле может проявиться и таким образом, что способно привести в действие какой-нибудь механизм, поворачивающийся под влиянием магнитной силы и замыкающий электрическую цепь. В эту цепь можно включить детонатор, погруженный во взрывчатое вещество мины. Такие мины отличаются от обычных, на которые корабль непосредственно натыкается и этим вызывает взрыв, тем, что лежат на дне моря, и взрываются на расстоянии - под действием лишь магнитного поля корабля. С началом войны работа по размагничиванию судов активизировалась. К августу 1941 года ученые защитили от магнитных мин основную часть боевых кораблей на всех действующих флотах и флотилиях. Этот подвиг ученых увековечен памятником им в Севастополе. На кораблях специальным образом располагали большие катушки из проводов, по которым пропускался электрический ток. Он порождал магнитное поле, компенсирующее поле корабля, т.е. поле прямо противоположного направления. Все боевые корабли подвергались в портах «антимагнитной обработке» и выходили в море размагниченными. Тем самым были спасены многие тысячи жизней наших военных моряков. Понятно, что для такой работы потребовались знания физиков, хорошие физические лаборатории, что и определило ее успех.

В начале войны к ученым обратились представители инженерных войск с просьбой выяснить, нельзя ли разработать подобную мину не для кораблей, а для танков. Эта работа была сделана на Урале. Физикам предоставили несколько танков. Провели измерения магнитного поля под ними на разных глубинах. Оказалось, что поле довольно заметное, и можно было попробовать применить магнитный механизм для подрыва танков. Однако ставилось важное дополнительное требование: сама мина должна содержать как можно меньше металла. Ведь к тому времени уже были разработаны миноискатели.

Потребовалось придумать специальный сплав для своеобразной стрелки «компаса», замыкающего цепь, содержащую небольшую батарейку, сплав, легко намагничивающийся под действием поля танка. В результате работы суммарное количество металла ограничивалось 2-3 граммами на одну мину, а магнитик из сплава был настолько хорош, что позволял подорвать не только танк, но и автомашину. Что уж говорить о паровозах...

Вопрос 3. Ученых страны ждало серьезное испытание: враг наступал; его армии неумолимо двигались на восток.

С первых дней войны по решению ЦК партии и Государственного Комитета Обороны началась эвакуация научных учреждений и вузов, прежде всего из прифронтовой полосы в отдаленные от нее места. Она была объявлена важнейшим государственным делом: нужно было во что бы то ни стало сохранить и ученых, и научную базу страны.

Куда были вывезены в эвакуацию физические, физико-технические, химические научные институты и вузы, президиум Академии наук?

Ответ. В Казань.

Вопрос 4. Лозунг «Все для фронта, все для победы!» стал ведущим для всей

научно-исследовательской работы.

Что делали химики для нужд фронта и тыла?

Ответ. Содействовали развитию металлургической, машиностроительной и

оборонной промышленности, создавали новые металлы и сплавы для брони,

пластмассы, новые составы для зажигательных смесей, топливо для ракетных установок, новые медицинские и технические препараты, участвовали в поиске новых видов сырья.

Вопрос 5. Какие ученые внесли большой вклад в разработку теории взрыва, химию и технологию получения порохов и взрывчатых веществ?

Ответ. Химик и физик академик Николай Николаевич Семенов и физико-химик академик Юлий Борисович Харитон.

Вопрос 6. Академик Ю.Г. Мамедалиев в 1941 г. выполнил работу по синтезу толуола. Что такое толуол и для чего он был нужен?

Ответ. Толуол — метилбензол. Его использовали для получения тротила. Тротил с щелочами образует соли, которые легко взрываются при механических воздействиях. Материал использовали для производства взрывчатых веществ, зарядов к разрывным снарядам, подводным минам, торпедам. Во время Второй мировой войны его было произведено около 1 млн. т.

Вопрос 7. Знаменитый авиаконструктор С.А.Лавочкин писал: «Я не вижу моего врага — немца-конструктора, который сидит над своими чертежами ... в глубоком убежище. Но, не видя его, я воюю с ним ... Я знаю, что бы ни придумал немец, я обязан придумать лучше. Я собираю всю мою волю и фантазию, все мои знания и опыт ... чтобы в день, когда два новых самолета — наш и вражеский — столкнутся в военном небе, наш оказался победителем». Так думал не только С.А.Лавочкин, но и каждый создатель боевой отечественной техники.

Назовите новые и модернизированные типы самолетов, пушенные в серийное производство в годы войны.

Ответ. а) истребители высокого класса Ла-5 конструкции С.А.Лавочкина;

б) самые легкие и маневренные истребители Второй мировой войны Як-3, созданные в конструкторском бюро А.С.Яковлева в 1943 г., появились на фронтах Великой Отечественной войны в разгар летних сражений этого же года. Як-3- самый легкий истребитель Второй мировой войны. Достоинство Як-3 – сочетание простоты пилотирования с мощным вооружением;

в) двухместный штурмовик Ил-10 конструкции С.В.Ильюшина; пикирующий бомбардировщик Ту-2 — детище конструкторского бюро А.Н.Туполева.

Вопрос 8. «Дни и ночи у мартеновских печей Не смыкала наша Родина очей.

Дни и ночи битву трудную вели: Этот день мы приближали, как могли.»

В этой всем известной песне говорится о Дне Победы над фашизмом. Металлурги наряду с другими специалистами внесли свой большой вклад в Победу нашего народа в Великой Отечественной войне.

Для чего использовали сталь, алюминий и цинк в годы войны?

Ответ. Сталь — сплав железа с углеродом (до 2 %) и другими элементами. Применялась для изготовления брони танков, пушек и др.

Алюминий использовали для производства корпусов самолетов.

Цинк — химический элемент. Сплав меди и 50 % цинка — латунь — хорошо обрабатывается давлением и имеет высокую вязкость. Использовался для изготовления гильз, патронов и артиллерийских снарядов, так как обладает хорошим сопротивлением ударным нагрузкам, создаваемым пороховыми газами.

Вопрос 9. В истории обороны Ленинграда, когда город 29 месяцев, почти 2 года, был во вражеском кольце, и в деятельности ленинградских ученых во время блокады есть эпизод, который связан с «Дорогой жизни». Эта дорога пролегала по льду замерзшего Ладожского озера: была проложена автотрасса, связывающая окруженный врагом город с Большой землей. От нее зависела жизнь. Вскоре выяснилось на первый взгляд совершенно необъяснимое обстоятельство: когда грузовики шли в Ленинград максимально нагруженные, лед выдерживал, а на обратном пути, когда они вывозили больных и голодных людей, т.е. имели значительно меньший груз, лед часто ломался и машины проваливались под лед. Руководство города поставило перед учеными задачу: выяснить, в чем дело, и дать рекомендации, избавляющие от этой опасности. Ученые провели исследования и выяснили причины.

Кто из научных сотрудников возглавил работу по этой проблеме? И что установили ученые?

Ответ. Павел Павлович Кобеко. Установили: главную роль играет деформация льда. Эта деформация и распространяющиеся от нее по льду упругие волны зависят от скорости движения транспорта. Критическая скорость 35 км/ч: если транспорт шел со скоростью, близкой к скорости распространения ледовой волны, то даже одна машина могла вызвать гибельный резонанс и пролом льда. Большую роль играла интерференция волн сотрясений, возникающих при встрече машин или обгоне; сложение амплитуд колебания вызывало разрушение льда.

Вопрос 10. Одно из открытий химиков сыграло громадную роль в спасении многих тысяч раненых. Широко известны работы А.Е. Фаворского и М.Ф. Шостаковского по синтезу винил-бутилового эфира — густой вязкой жидкости. Что лечили этой жидкостью?

Ответ. Данная жидкость — хорошее средство для заживления ран; она использовалась в госпиталях под названием бальзам Шостаковского.

Вопрос 11. Какое стрелковое оружие, стоящее сейчас на вооружении 55 стран мира, родилось в 1943 году в госпитальной палате?

Ответ. Основное стрелковое оружие российской пехоты - автомат Калашникова. Разработка начата в 1943 году сержантом Калашниковым в госпитальной палате. Автомат создан «солдатом для солдат», как говорят военные, в 1947 году. Принят АК-47 на вооружение Советской Армии в 1949 году, а старшему сержанту Калашникову присуждена была Сталинская премия. И сейчас АК не потерял своей актуальности: на него могут крепиться подствольный гранатомет ГП-25 или ГП-30, устанавливаться ночные или оптические прицелы и приборы для беззвучной или беспламенной стрельбы.

Вопрос 12. Флаттер — это слово наводило ужас на летчиков-испытателей в предвоенные годы. Но вот в борьбу с этим, тогда таинственным явлением, вызывающим разрушение самолетов в воздухе, вступили математики и механики. После того, как профессором М.В.Келдышем была разработана математическая теория флаттера, таинственность этого явления исчезла. Ученым были даны рекомендации, которые требовалось учитывать при конструировании самолетов. Их приняли во внимание, и за время войны не было случаев разрушения самолетов из-за флаттера. Что это за явление?

Ответ. Флаттер — это сочетание изгибных и крутильных колебаний крыльев, хвостового оперения и других элементов самолета. Возбуждение колебаний происходит самопроизвольно, причем с большой амплитудой и ведет к разрушению машины.

Ведущий.

«Говорит пехота: Чистая работа! Где ударит «Катя», фрицу не пролезть. Воевать охота, — говорит пехота, — Раз у нас такая пушка есть! Влево и направо, бьет врагов на славу. Впереди — горячий бой. Огненную лаву на врагов ораву Сыплет «Катя» щедрою рукой». Эти стихи написаны военврачом С.Семиным на фронте в июле 1942 г.

Вопрос 13. О каком оружии говорится в этих строках? Что оно представляло собой с точки зрения физики? Когда и где было впервые применено? Кто из ученых и конструкторов работал над его созданием?

Ответ. Оружие — «катюша». «Катюши» — реактивные артиллерийские установки, выпускающие реактивные снаряды. Впервые вступили в бой 14 июля 1941 г. в Белоруссии (под Оршей) под командой капитана Флерова. У г. Орши, там, где батарея произвела первые залпы, установлен памятник, на котором застыла могучая «катюша», как символ постоянной готовности к ратному подвигу во имя свободы, независимости и счастья нашей Родины. Созданию оружия предшествовала работа группы ученых и конструкторов: Н.И.Тихомирова, В.А.Артемьева, Б.С.Петропавловского, Г.Э.Лангемака, И.Т.Клейменова и других. Для совершенствования оружия было создано конструкторское бюро во главе с В.П.Барминым. Применение нового оружия сулило немало выгод. Дело в том, что общий уровень развития военного дела, достигнутый к тому времени, предъявлял растущие требования к маневренности артиллерии и увеличению плотности огня. С этой целью совершенствовались обычные артиллерийские системы. Однако требовались и принципиально новые решения. Пуск снаряда за счет реактивного двигателя практически исключал действия силы отдачи, вследствие чего появлялась возможность значительно упростить и облегчить конструкцию лафета. Применение реактивного двигателя исключало также необходимость изготовления специальных стволов из высококачественной стали, экономия которой в условиях массового производства вооружения приобретала весьма важное значение. Сравнительно небольшой вес и простота устройства направляющих полозьев для пуска реактивных снарядов обеспечивали их монтаж на автомобильных шасси повышенной проходимости, тракторах, танках, а также кораблях и даже на самолетах. Это обеспечивало высокую мобильность реактивной артиллерии. Но, пожалуй, главным было то, что простота устройства и сравнительно небольшой вес нового оружия открывали широкие возможности создания многозарядных боевых реактивных систем, способных вести стрельбу массированно, залпами, создавая высокую плотность огня.

Вопрос 14. Вклад ученых в достижение Победы над фашизмом был бы более значителен, если бы начиная с конца 20-х гг. глава страны И.В.Сталин шаг за шагом не «подрубал» возможность независимого мышления и творчества.

В 1937—1938 гг. по стране прокатилась волна массовых репрессий, направленная и против интеллигенции, ученых, конструкторов, инженеров. В результате погибло много светлых умов, в том числе «отцы» знаменитого реактивного миномета «катюша» Георгий Эрихович Лангемак и Иван Терентьевич Клейменов. Десятки и сотни талантливых ученых-физиков работали в «шарагах» (тюрьмах для талантов), которые назывались вполне пристойно «Особое техническое бюро».

Кто из деятелей техники, ставших потом гордостью страны, трудился там?

Ответ. Андрей Николаевич Туполев — конструктор самолетов марки Ту и Сергей Павлович Королев — конструктор первых отечественных ракетно-космических систем.

Вопрос 15 . 11 февраля 1943 г. Сталин подписал постановление Правительства СССР об организации работ по использованию атомной энергии в военных целях. Возглавил это дело В.М. Молотов. Кто был привлечен к этой научной работе?

Ответ. По рекомендации А.Ф. Иоффе общее научное руководство было поручено И.В. Курчатову. Ю.Б. Харитон возглавил исследования по созданию конструкции ядерного заряда.

Вопрос 16. 9 мая 1945 г. в 21.00 из тысячи репродукторов, установленных по всей Москве, раздался голос Верховного Главнокомандующего, поздравившего народы СССР с Победой. Диктор всесоюзного радио Юрий Левитан взволнованно-торжественным голосом зачитал последний приказ (приказ № 369), в котором в ознаменование разгрома врага предписывалось произвести салют тридцатью артиллерийскими залпами из тысячи орудий. В воздух взвилась красная сигнальная ракета. Соли какого элемента обусловили ее окраску?

Ответ. Соли стронция.

После войны немцы признали, что наши наука и техника были на высоте требований, которые предъявило время. И действительно, советские ученые, в частности физики, самым непосредственным образом исполнили свой патриотический долг помощи фронту.

Итак, подведем итоги нашей игры. Слово предоставляется нашему (присутствующие педагоги) жюри. Жюри вручает призы победителям.

Используемая литература:

1. Левшин Л.В. Сергей Иванович Вавилов. М.: Просвещение, 1970.

2 Браверман Э.М. Подвиг. Материалы для физико-технического вечера ко Дню Победы, 1995 г.

3 В.В. Корявко «Викторина» № 2, 2002 г. «вклад ученых в дело победы» с.56-59.

4 Военно-исторический журнал № 5, 2002 г. с.24-30. А.И. Миренков «Обеспечение действующей армии вооружением, боевой техников, материальными средствами в 1941-1943 годах».

5 Военно-исторический журнал № 6, 2001 г. с.28036. М.И. Науменко «Фашисты охотились за «катюшами» капитана Флерова».

6 И.К. Кикоин «Физики - фронту» - Физика в школе № 3, 1995 г.,с.4-8.