źródło: https://pixabay.com/pl/fizyki-podstawy-prawa-r%C3%B3wnanie-3154920/

Od ponad trzech lat uczę w szkole podstawowej. Kiedyś jako stażystka miałam przygodę z nauczaniem przez 1,5 roku w dwóch gimnazjach – czas ten wspominam wręcz fatalnie. Moje początki w szkolnictwie jako świeżo upieczona nauczycielka z wielkimi ideami niesienia pomocy dzieciom w zrozumieniu tajników fizyki były kiepskie, bardzo kiepskie. I w zasadzie tylko dzięki wsparciu starszych, doświadczonych nauczycielek udało mi się ten czas przetrwać. Nic pozytywnego z tego okresu nie zapamiętałam – totalna klęska! Niestety tego, że w gimnazjum trzeba było nauczyć się przetrwać, nikt nam na studiach nie powiedział… Karmiono nas wzniosłymi ideami. A studenckie praktyki w wytypowanych szkołach, pod czujnym okiem wieloletniego praktyka, to było zupełnie coś innego, niż szkoła w rzeczywistym wydaniu. Gimnazjalnym wydaniu… Do niedawna bowiem nauka fizyki zaczynała się właśnie na tym etapie.

Chcecie szczegółów? Nie ma sprawy… Szczególnie dla tych, którzy uważają pracę nauczyciela za taką, w której człowiek Boga za nogi złapał… W końcu "wolnego" co nie miara, możesz lekcję z książki zrobić (ciekawam, który fizyk tak robi?), masz pół dnia wolne i pensyjka jak marzenie… Tak, szczególnie jeżeli do etatu brakuje ci jednej godziny 😀

Młodzież… Po 1,5 roku z uroczą młodzieżą (rok z tą ze śródmieścia, reszta z tymi z Huty), myślałam, że czeka mnie długi turnus w szpitalu na Babińskiego*… Rzucanie koszem? Nie, zaledwie koszem ze znajdującym się w nim plecakiem, bo jakaś dziewoja go wrzuciła takiemu jednemu do kosza, bo był "inny" – duży, gremlinowaty i dopiero wrócił z poprawczaka… Bogu dzięki za katedrę za szkłem! Groźby? – tylko karalne! Po zwróceniu uwagi, że delikwent może być spytany na kolejnej lekcji z tematu, na którym nie uważa – zastraszanie nauczyciela – "pani mi grozi? Już była taka jedna, której opony w aucie poprzebijałem… Zaczekam na panią po lekcji…". Czy w jakiejkolwiek pracy kobieta musi dzwonić po męża, by przyszedł pod same drzwi pracy, by ją bezpiecznie dostarczyć do domu? W szkole nie wolno palić? "Jak to? – nie wiedziałam!" – i ironiczny uśmiech dziewczyny, którą trzeba było pilnować, by przez okno z 2-go piętra nie uciekła i właśnie sobie w klasie zapaliła…

*Szpital psychiatryczny w Krakowie

Czy moim zadaniem nie powinno być wlewanie fizycznej wiedzy do głów? Było… Ale wszystko sprowadzało się do tego, by te nieszczęsne godziny przeżyć! Gość, po którym otrzymałam tę pracę miał 25 lat doświadczenia w szkole, a zrezygnował z pracy w tym gimnazjum po 2 tygodniach… Ja poszukująca pracy, po niechęci do mnie opiekuna stażu w poprzedniej szkole, wytrzymałam tam pół roku, na szczęście jakiś mądry człowiek spisał je na straty i już je zlikwidowali.

Po tych nędznych doświadczeniach stwierdziłam, że nauka w szkole, to ostatnia rzecz jakiej się w życiu tknę. Czas mijał, ja się przekwalifikowałam na przedszkolankę – dobrze mi było. A, że kocham dzieci, to miałam i radość z tej pracy i satysfakcję. Niestety, co u mnie na myśli, to i na języku – nie potrafię kłamać, a i tchórzyć też nie lubię, zatem na pytanie ówczesnej dyrektorki przedszkola odpowiedziałam jasno, co mnie i innym się nie podoba i jak można by to zmienić. Niestety pomysł się nie spodobał i dostałam urlop na odchodne…

Oczywiście nic się nie stało, wręcz i tak zamierzałam stamtąd odejść do pracy na szkolnej świetlicy. I tak też się stało. Tyle tylko, że świetlica po pół roku zamieniła się w lekcje informatyki, a od zeszłego roku także fizyki…

Fortuna kołem się toczy. Co mi dało zarzekanie się, że już nigdy nie będę uczyć? To, że właśnie teraz uczę w podstawówce, wśród dzieci, które chcą się uczyć, są sympatyczne, ułożone i szanują nauczycieli. Daję im swoje zainteresowanie i rzeczywistą uwagę, o każdym praktycznie potrafię coś powiedzieć, a one odwdzięczają się na lekcji swoim zaangażowaniem.

Jest jeszcze coś… Nienawidzę prowadzić sztampowych lekcji. U mnie coś musi być innego, zaskakującego lub choćby dziwnego. Zaczęłam eksperymentować na lekcjach informatyki, które były dla mnie wielkim wyzwaniem. Starałam się, by te ćwiczenia, które zadaję były interesujące, wymagające kreatywności, czasem działania na czas. Wprowadzałam różne techniki zaliczania działów, pracy w grupach, zdalnej pracy – wszystkich tych kompetencji, które mogą się przydać w prawdziwym życiu. I dzieci bardzo polubiły informatykę ze mną. Dlaczego? Okazało się, że hacker wcale nie musi być zły, że czasem nawet jest potrzebny, gdy chodzi o sprawdzenie bezpieczeństwa. Okazało się, że dzieci mają do mnie zaufanie i przychodzą z prywatnymi problemami, nie tylko dotyczącymi sieci i zagrożeń z nią związanych. Doceniam to bardzo i nie chcę zaprzepaścić ich zaufania.

Przyszła i kolej na fizykę. Dam sobie radę, myślałam, w końcu już jej kiedyś uczyłam… Yhym, tyle, że program dla podstawówek okazał się inny. Nie wiem, kto go w swej radosnej twórczości tak skomponował, ale wielu rzeczy nie wziął pod uwagę. Po pierwszym dziale walczyłam o to by chociaż 20% nie znienawidziło fizyki. I pomyślałam, że coś jest tutaj nie tak jak być powinno. Chciałam zapalać w uczniach chęć do nauki, pokazać im, że fizyka otwiera umysł na tyle niesamowitych pojęć, że pozwala przynajmniej w części zrozumieć, jak działa świat, że jest fascynująca!

I wtedy napadła mnie myśl – skoro potrafiłam sprawić, by informatyka dzieci wciągnęła, to przecież powinnam potrafić zrobić to także z fizyką! I to był początek moich zmian. Powstał wtedy mój drugi WebQuest "Zakręcona dynamika" (pierwszy dotyczył Starożytnej Grecji). Efekty prac zaskoczyły mnie bardzo – część dzieci stworzyła filmiki dotyczące 3 zasad dynamiki Newtona, inne wykonały przeróżne gry edukacyjne – byłam pod wielkim wrażeniem zarówno ich kreatywności, jak i poziomu prac.

Ten pozytywny eksperyment zmotywował mnie do wymyślenia jeszcze czegoś lepszego. Tak powstała moja pierwsza grywalizacja w fizyce – "Wyższa Szkoła Dyskredytacji Cieplika" – jak w pełni wyglądała, opiszę Wam w osobnym poście. Za nią poszła kolejna "Elektryka prąd nie tyka" i liczę, że niedługo wpadnę na pomysł następnej.

Grywalizacja jest bardzo wciągającą formą uczestnictwa w lekcji. Wymaga sporego zaangażowania nauczyciela w trakcie tworzenia i przemyślenia wielu aspektów, ale wyniki są nieproporcjonalnie większe do wkładu pracy…

Ja, która nie mogłam doprosić się o zrobienie jednego zadania domowego, na zasadzie podstawienia odpowiednich wartości do wzoru, miałam przed, po, a nawet i w trakcie lekcji kolejkę uczniów, którzy dopraszali się sprawdzenia ich zadania (i otrzymania kelvinów/voltów – waluty w grywalizacji). Zeszyty były pełne samodzielnie wykonanych notatek, grube, z wystającymi z nich zakładkami, kolorowymi obrazkami. Czegoś takiego się nie spodziewałam…

To oznacza, że dając dzieciom możliwość wyboru – nie musisz nic robić (najwyżej nie dostaniesz nic :D) – robisz kiedy chcesz i ile chcesz, a nawet jak chcesz, spowodowało niespodziewane zainteresowanie fizyką. Czasem pojawiały się pytania – "a czemu Pani nie zadaje zadań z książki"? Dlaczego? Bo są sztampowe! Uważam, że ciekawsze są te z prawdziwego życia…

Tym sposobem dzieci są w stanie same wysnuć logiczne wnioski, przeprowadzić własnoręcznie doświadczenia i nawet zauważyć, że coś im nie wyszło…

Chciałabym to przekazać innym nauczycielom – musimy wszyscy zmienić styl uczenia, by trafić do dzisiejszej młodzieży i nie zniechęcić ich, a wskazać, że jest wiele ciekawych sposobów by się wiele nauczyli i że to jeszcze im sprawi frajdę!

Pewnego razu Izaak Newton zaprosił na obiad przyjaciela, ale zapomniał o tym poinformować służbę. Gdy gość się pojawił, zobaczył na stole jedno nakrycie, a stwierdziwszy, że Newton akurat dokonuje obliczeń, zjadł obiad,
i – nie chcąc mu przeszkadzać – wyszedł.

— To dziwne – rzekł fizyk skończywszy pracę – gdyby nie dowody rzeczowe, które stoją na stole, mógłbym sądzić, że nie jadłem dziś obiadu…

Pewnie z fizyki pamiętacie Prawo Ampere’a? Jak nie, to trudno, po tej anegdotce na pewno sprawdzicie, z czym się wiązało  A ja, jako nauczycielka tej „trudnej” dziedziny, oszczędzę Wam swoich utyskiwań.

W skrócie powiem, że Andrzej Ampere był francuskim fizykiem i matematykiem i lubił doświadczenia z prądem elektrycznym.

Andrzej Ampere będac na proszonym obiedzie nagle odsuwa talerz i woła na cały głos:

— To jedzenie jest okropne. Kiedy wreszcie moja siostra nauczy się, że zanim przyjmie nową kucharkę należy się przekonać, czy umie ona gotować!

Drobnostka — Ampere po prostu zapomniał, że nie jest u siebie w domu.

No właśnie, po co?

Nazwa halo obejmuje cały szereg dość skomplikowanych zjawisk optycznych, związanych z załamywaniem, jak również odbijaniem się promieni słonecznych w kryształkach lodu. Z kryształków tych, jak wiemy zbudowane są w większości chmury. Zazwyczaj możemy obserwować to zjawisko, jako świetlistą aureolę, często tęczową (załamanie światła na kryształkach) wokół Słońca lub Księżyca.

halo wokół Księżyca (źródło zdjęcia: wikipedia)

Zjawisko to pojawia się także w innych okolicznościach, ale muszą zostać spełnione specjalne warunki – Słońce musi być nisko nad horyzontem, my wysoko w górach, a pod nami chmury. Wówczas na tle tychże obłoków, zobaczymy tzw. widmo Brockenu – duże halo z kilkoma nawet pierścieniami, z naszym cieniem wewnątrz. Poniżej dwa zdjęcia tego ciekawego zjawiska…

widmo Brockenu helikopter (źródło: wikipedia en)

widmo Brockenu (źródło: wikipedia en)

Jak to się wszystko dzieje?

Każde dziecko wie, jak wygląda płatek śniegu, tych jednak, którzy pewni nie są, odsyłam do mojego wiekowego już wpisu o płatkach śniegu. Zatem, kryształki na których załamują się promienie świetlne mają kształt sześciokątnych płytek, bądź też sześciokątnych graniastosłupów. Zdarza się, że jedne z drugimi łączą się razem, przybierając postać przypominającą kanciaste szpulki od nici –  i to właśnie ten przypadek musi wystąpić, byśmy mogli obserwować na niebie piękne halo. Opis samego zjawiska, jakie zachodzi wewnątrz owych tworów, zająłby mi niestety zbyt wiele miejsca, dlatego skupię się na najważniejszych tylko aspektach.

Ściany lodowych graniastosłupów zachowują się dokładnie tak, jak kąty dwuścienne pryzmatu – padające na nie światło ulega w nich załamaniu, jak również odbiciu. Po pewnych, niewielkich obliczeniach (potrzebne?) otrzymujemy, że małe halo występuje, gdy kąt odchylenia promienia wychodzącego, względem padającego, wynosi 22 stopnie, duże halo natomiast występuje przy 46 stopniach.  Promienie świetlne oczywiście mogą wychodzić ze „szpulek” pod innym kątem, jednak natężenie światła jest wówczas znacznie mniejsze i daje złudzenie pewnej mgiełki wokół obserwowanego pierścienia.

powstawanie efektu (małego) halo (źródło: chmury.pl)

Gdy efekt halo jest bardzo mocny, można się spodziewać, że w granicach pierścienia ujrzymy dwa quasi-księżyce lub quasi-słońca, ale to już temat na kolejny wpis…

Byłabym zapomniała! Zazwyczaj halo występuje wraz z cirrusami wróżąc zmianę frontu atmosferycznego. Zbliża się niż, a co za tym idzie, za kilkadziesiąt godzin pogoda zmieni się na brzydką, tzn. zachmurzoną i deszczową, więc cieszcie się piękną pogodą póki czas!

Swoje informacje zaczerpnęłam z bardzo ciekawej książki pt. „Zjawiska optyczne w przyrodzie” p. Wikientija Bułata.

Oto polecone mi dwie naprawdę fajne zagadki. Ciekawa jestem, czy uda Wam się je rozwiązać?

http://www.youtube.com/watch?v=no6MRjHop-Y

http://www.youtube.com/watch?v=xHsXcHoJu-A

Dzięki dla Adama!

Śnieg powstaje z połączenia się kryształków lodu w wyniku bezpośredniej zmiany pary wodnej zawartej w powietrzu w lód. Mamy tu zatem do czynienia ze zjawiskiem resublimacji. Kryształ lodu ze względu na swoją charakterystyczną budowę wiązań ma kształt graniastosłupa o podstawie sześciokąta. Dlatego też kryształy lodu mają sześciokrotną oś symetrii którą możemy zaobserwować w kształcie płatków śniegu.
Płatki śniegu powstają w chmurach, gdzie znajduje się duże nasycenie pary wodnej. Gdy temperatura staje się ujemna i znajdzie się jakieś centrum krystalizacji na przykład drobinka kurzu lub pyłek kwiatowy – rozpoczyna się na nim kondensacja cząsteczek wody i tworzenie kryształu.
Tworzące się płatki mogą mieć, zależnie od temperatury i wilgotności powietrza różne kształty. Zazwyczaj są to sześcioramienne symetryczne gwiazdki. Mogą też mieć kształt płaskich sześciokątnych płytek, igiełek, słupków, krążków, a czasem nieregularnych brył. Najpierw wszystkie kryształki lodu rosną tak samo, formując sześcian foremny. W czasie podróży płatka śniegu w kierunku powierzchni ziemi zmienia się zarówno wilgotność, jak i temperatura otoczenia. Na wystających krawędziach mogą się tworzyć nowe kryształy inaczej ustawione w przestrzeni niż wcześniejsze formy. Taki proces może zajść nawet kilka razy od chwili powstania płatka śniegu do momentu, w którym dotknie on gruntu.
W bardzo niskich temperaturach, poniżej -20°C brak jest w padającym śniegu wymyślnych kształtów podobnych do gwiazdek. Na ziemskich biegunach pada śnieg w kształcie kolumienek czy płaskich płytek o podstawie sześciokąta. Największe i najpiękniejsze śnieżynki powstają w przedziale temperatur od -10°C do -20°C przy dużej wilgotności powietrza. W takich warunkach przyjmują one formę niewielkich płatków o rozmiarach od 2 do 4 milimetrów. Generalnie, im wyższa wilgotność, tym kryształki lodu mają bardziej złożone kształty. Gdy temperatura wynosi około -5°C, a wilgotność stosunkowo wysoka śnieg ma kształt igieł o przekroju sześciokątnym, często krzyżujących się lub pozlepianych ze sobą.
Nie ma dwóch takich samych płatków śniegu, bowiem nawet dla powstałych w bezpośrednim sąsiedztwie płatków droga na ziemię nigdy nie będzie taka sama. Tak więc wpływ zmiany temperatury i wilgotności na każdy z nich będzie inny. Poza tym dla każdego płatku inne może być centrum kondensacji, do którego przyczepiły się pierwsze cząsteczki wody. A od kształtu i wielkości tego centrum zależą pierwsze chwile formowania się płatka śniegowego. Drugim powodem jest to, że wodór i tlen występują w naturze w różnych odmianach. Niektóre cząsteczki wody może tworzyć zamiast zwykłego wodoru deuter, a zamiast tlenu O¹⁶ jego izotop O¹⁸.

Przy opracowaniu tematu skorzystano z następujących publikacji:

Podręcznik dla gimnazjum wydawnictwa „Nowa Era”
Artykuł z numeru 2/2006 czasopisma „Wiedza i Życie”
Strona internetowa:

http://www.fizyka.net.pl

http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/

http://chemistry.about.com/od/snowsnowflakes/tp/snowflakeshapes.htm

Kochani! Tutaj część trzecia rozwiązań – grawitacja-praca.

Kochani! Tutaj rozwiązania dotyczące zadań z prędkością względną oraz dynamiki.

Tutaj znajdują się wybrane przeze mnie zadania, które pomogą Wam poćwiczyć sobie w domu przed konkursem i egzaminem.

Rozwiązania zadań powtórkowych – część I. W najbliższym czasie kolejne cześci rozwiązań 🙂