1. Влияние техногенеза на атмосферу и жизнь.

Очень часто физические явления исследуются и показываются на модельных объектах. Моделью окружающей среды может стать баночка из-под майонеза. Если поместить в эту баночку кусочек горящей свечи, то все это вместе представляет очень упрощенную модель экосистемы.

Пламя свечи - «жизнь» будет продолжаться, пока устойчива ат­мосфера и есть ресурсы для «жизни» - парафин (рис. 8).

1.1. Накройте баночку крышкой, пламя медленно угаснет, «жизнь» в нашей маленькой экосистеме прекра­тится. Причина этого драматического финала в выгорании, уменьшении кислорода из-за внеш­него воздействия (крышка). Крышка в нашем случае моделирует либо потребление кислоро­да техносферой, нарушение его круговорота из-за выжигания промышленностью и транспор­ том, либо недостаток его производства из-за вырубки лесов. Легковой автомобиль для проезда 1000 км сжигает столько же кислорода, сколько потребляет один человек для дыхания за год.

1.2. Восстановите систему баночки с горящей свечой. Теперь опустите конец резиновой трубки в баночку, а через второй конец выдыхайте воздух из легких. Результат будет такой же. Через не­сколько секунд свеча погаснет. Изменение состава «атмосферы», но теперь это увеличение количества СО₇ ( выдох из легких), мо­делирует эмиссию углекислого газа антропосферой (выбросы транспорта, энергетики и пр.).

Опыт работы показал, что эмоциональный и познавательный эффект от этой демонстрации очень высокий. Особенно эмоцио­нальный.

2. Механизм загрязнения природных водоемов.

1. В стакан с чистой водой из пипетки капните несколько ка­ пель окрашенной жидкости. Стоит сделать подсветку. Сначала видны эффектные гравитационные потоки цветной жидкости, по­ том расползание краски по всему объему стакана. Механизм из­ вестен - диффузия.

1. На поверхность воды в стакане вылейте немного машин­ного масла. Небольшое масляное пятно расползется через неко­торое время по всей поверхности. Причина явления - эффект гра­витации и межмолекулярного взаимодействия в жидкости-загряз­нителе. Физическое поверхностное явление здесь связано с нарушением состояния водной среды, которым традиционная фи­зика пренебрегает. На физические характеристики воды масляная пленка не повлияет: от этого не изменится плотность воды, ее по­казатель преломления, электропроводимость. Но масляная плен­ка препятствует растворению кислорода воздуха в воде - важней­шему фактору экологического равновесия.

2. Сравните отражение света от чистой и загрязненной водной поверхности визуально или пользуясь люксметром или пира­нометром. Эффект поразительный - загрязненная поверхность по­ чти на 30% отражает света больше, чем чистая. Эффект интерес­ный с позиций физики, еще более он интересен с точки зрения физики экологической. Увеличение отражения от масляной плен­ки уменьшает поток световой энергии в воду, снижается продук­тивность фотосинтеза, окисления-распада органических продук­тов, снижается температура воды и т.п.

3. На поверхность масляной пленки в стакане осторожно на­несите несколько капель цветной жидкости из пипетки. Цветная капля будет собираться и расти на поверхности масла. Явление интересное с точки зрения и физики, и экологии: увеличилась проч­ность поверхностного слоя жидкости, это препятствует проникно­вению другой жидкости и создается препятствие диффузионному загрязнению. При добавлении цветной жидкости ее капля растет на поверхности масла, прогибает ее внутрь, образуя мешок. Не­ожиданно мешок прорывается и цветная жидкость подобно взры­ву распространяется в воде. Дальше «работает» диффузия. Опыт наглядный, информативный и эмоциональный.

Приложение 3. Физические задачи с экологическим содержанием

Вряд ли стоит обсуждать роль решения задач в изучении фи­зики, этому посвящено достаточно много педагогических иссле­дований. Физические задачи с экологическим содержанием в прак­тике школы появились сравнительно недавно. Систематическое введение таких задач практически во все разделы физики сдела­но автором в уже упоминавшихся пособиях. Составление таких задач дело непростое, так как требует специальных экологичес­ких знаний, и в то же время увлекательное. Решение задач такого типа дает не только удовлетворение при получении правильного результата, но имеют еще сильную эмоциональную основу. При их составлении полезно брать исходные данные из реальной жиз­ни, тогда эффект работы с ними очень высок. Приведем несколь­ко примеров такого типа задач.