Атмосфера, її склад та будова

Урок «Атмосфера: її склад та будова.»

Мета: сформувати знання учнів про атмосферу, дати уявлення про її будову і склад; показати значення атмосфери для людини та необхідність її охорони; розвивати практичні навички характеристики шарів атмосфери; учити готувати повідомлення, короткі виступи, висловлювати власну думку, толерантно ставитись до виступаючих, таблицями, схемами, заповнювати таблиці; показати, як відбувалися дослідження атмосфери; виховувати бережливе ставлення до стану повітря.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання: підручники, атласи, схема «Будова атмосфери».

Очікувані результати. Після уроку учні повинні:

 знати: що таке атмосфера та її склад; як змінюються властивості атмосфери з висотою;

вміти: аналізувати зміни, що відбуваються в атмосфері; характеризувати шари атмосфери; оцінювати значення атмосфери в житті людини.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний момент

II. Актуалізація опорних знань, умінь, навичок

Люди завжди прагнули піднятися до небес. Одні хотіли літати, як птахи, інші — побачити, що діється в небесах.

— Пригадайте міф про скульптора Дедала з Афін та його сина Ікара. Як відповідно до міфа змінюється температура атмосфери з висотою?

Прийом «Асоціативний кущ»

Які асоціації виникають у вас, коли ви чуєте поняття «атмосфера»?

III. Мотивація начальної і пізнавальної діяльності

Ми починаємо вивчати оболонку, в якій живуть організми, формуються погодні явища. Називають її «кухнею погоди», «бронею всього живого». Це повітряна оболонка, або атмосфера. Вона оточує Землю і обертається разом з нею. Це найменш щільна оболонка нашої планети, яка утримується біля її поверхні силою тяжіння.

IV. Вивчення нового матеріалу

Слово вчителя

Наприкінці XVIII ст. для підйому в атмосферу широко використовувались повітряні кулі.

У 1862 р. два англійці, Глешер і Коксвель, вирішили піднятися на повітряній кулі вище хмар. Куля полетіла вгору дуже швидко, і чим вище вона піднімалася, тим ставало холодніше. На висоті 3 км англійці досягли хмар. Коли куля летіла, дослідники тремтіли від холоду. Те, що ми називаємо хмарами, дуже нагадує густий туман, у якому нічого не видно. Скінчилися хмари – стало світліше, показалося блакитне небо і сонце. Зверху хмари здавалися білим хвилястим полем, укритим снігом. Через їхні розриви подекуди можна було побачити землю: поля, ліси, міста, море. Вище хмар стало ще холодніше. На висоті близько 5 км замерзла вода. Дихати було важко, у вухах шуміло, серце сильно колотилося. Але дослідники вирішили терпіти до останнього і не спускатися. Навпаки, вони висипали весь пісок із кошика, так що куля стрімко пішла вгору. На висоті 8 км один із них відчув сильну слабкість, він не міг навіть підняти руки. Ще кілька хвилин — і він упав без пам’яті: бракувало повітря для подиху. А куля все піднімалася. Обом сміливцям загрожувала смерть. На висоті 11 км було -24°С. А на землі в цей час дерева були вкриті зеленню і трава майоріла квітами.

Дослідник, який знепритомнів, увесь посинів і лежав, як мрець. Його товариш, ледь дихаючи, зібрав, нарешті, останні сили і хотів підняти руки, щоб узяти шнурок від клапану, але вони не слухалися. Тоді він зубами схопив і потягнув шнурок. Клапан відкрився — і куля почала опускатися. Через якийсь час обидва англійці спустилися на землю.

Зараз відомо, що атмосфера складається із суміші газів.

Питання.

Для того щоб сказати, як називається ця суміш, відга­дайте загадку: таке велике, що займає весь світ, таке мале, що в щі­лину зайде. Куди ступиш — усюди маєш, хоч не бачиш, а вживаєш (повітря).

Робота з малюнком

Повітря сухої і чистої атмосфери складається із суміші газів:

азот — 78 %;

кисень — близько 21 % ;

аргон — близько 0,93 % ;

вуглекислий газ — 0, 03 %;

інші гази — 0,02 % .

Крім газів до складу атмосфери входять водяна пара, попіл, пил, дим, сажа. Кожен газ відіграє важливу роль у житті планети.

Короткі повідомлення учнів.

Без кисню неможливе дихання. Він уходить до складу білків, жирів, вуглеводів, із яких складаються організми.

Азот уходить до складу білків і нуклеїнових кислот. Він регулює темпи окиснення, а відповідно і швидкість біологічних процесів.

Вуглекислий газ іде на утворення живої ровини, він — «утеплювач» Землі, бере участь у процесі фотосинтезу. Він пропускає сонячні промені, але затримує тепло Землі. Питання. Що таке фотосинтез?

Склад повітря не скрізь однаковий. Постійним є склад переважаючих газів в атмосфері до висоти 90-100 км. Ця частина атмосфери називається гомосферою (грецьке «гомо» — однаковий). Біля земної поверхні повітря має найбільшу густину й масу. На рівні моря маса 1 м3 повітря за температури 0 °С важить приблизно 1 кг 300 г, а на висоті 12 км — 310 г.

Робота з малюнком у атласі

За характером зміни температури повітря з висотою та іншими властивостями атмосфера поділяється на кілька шарів: тропосферу, стратосферу, вищі шари атмосфери.

Нижню та верхню межі атмосфери точно встановити дуже складно. Нижня межа проходить земною поверхнею, але повітря проникає в тріщини, пори гірських порід. Верхня межа приблизно проходить на висоті 3000 км.

Завдання ТАБЛИЦЯ

За малюнком «Будова атмосфери», текстом підручника і розповіддю вчителя дати характеристику шарам атмосфери, заповнивши таблицю:

Повітря тропосфери дістає тепло від нагрітої Сонцем земної поверхні, тому температура у верхніх шарах тропосфери знижується над екватором до мінусових значень. Стан повітря в тропосфері (це температура, вологість, рух повітря) залежить від того, над якою поверхнею воно знаходиться. Лише в цьому шарі відбуваються явища погоди, які ми спостерігаємо.

Стратосфера (лат. stratos — шар) починається на висоті 8 км над полюсами, 16-18 км — над екватором. Тут знаходиться менше 20 % повітря атмосфери. Верхня межа — 50-55 км. Падіння температури тут припиняється, з висоти 20 км до 55 км температура підвищується до +30 °С. Це обумовлено інтенсивним поглинанням ультрафіолетової сонячної радіації під час утворення та розпаду озону. Найбільша концентрація озону припадає на висоту 20-25 км і є верхнею межею біосфери. На висоті 20-30 км трапляються перламутрові хмари, утворені з кристаликів льоду.

Розповідь учня (випереджальне завдання)

Активне вивчення стратосфери розпочалося на початку XX ст. Першими в 1931 р. до її нижніх шарів піднялися швейцарський учений Огюст Піккар і його асистент геофізик Пауль Кіпфер. Огюст Піккар сконструював герметичну гондолу з алюмінію, куди помістив апаратуру для наукових досліджень, кисневі прилади й агрегат, що мав підтримувати всередині гондоли нормальний атмосферний тиск. Разом зі своїм асистентом він піднявся на висоту 15 780 м з метою вивчення космічних променів. Політ проходив у дуже важких умовах, гондола була пофарбована в чорний колір і тому температура в ній піднялася до небезпечних для людини позначок. Проте через кілька місяців Піккар повторив політ і зміг піднятися на півкілометра вище. Цього разу «небесний будиночок» було пофарбовано в білий колір, і температура в ньому була низькою.

Вище 55 км лежить мезосфера, яка простягається до 80 км. У ній температура падає до -90 °С. Складні фотохімічні процеси зумовлюють світіння атмосфери. Тут утворюються сріблясті хмари.

Над мезосферою, до 800-1000 км, розміщена термосфера. Температура в ній підвищується на висоті 150 км до 220 °К, а на рівні 600 км — до +1500 °К (К — кінетична температура газу (повітря), що визначається рухом його молекул і доступна для безпосереднього вимірювання). Температура поглинає рентгенівське випромінювання, захищаючи життя від його дії. На висоті від 100 до 1000 км утворюються полярні сяйва. Мезосферу і термосферу часто називають іоносферою.

Питання. Як у дійсності змінюється температура атмосфери з висотою?

Атмосфера — це об’єкт вивчення метеорології, кліматології, астрономії, синоптичної метеорології.

Розповіді учнів (випереджальне завдання)

Спостереження за допомогою приладів широко застосовують із кінця XVII ст. У другій половині XVIII ст. було створено більше 30 метеорологічних станцій у різних країнах Європи. Результати їх спостережень систематично публікувались. Після винаходу телеграфа розвивається синоптичний метод досліджень і виникає служба погоди та синоптична метеорологія. Це дало можливість вивчати процеси на великих територіях з урахуванням впливу різних фізико-географічних умов. У 1930 р. П. О. Молчанов винайшов і вперше застосував радіозонд. У 1950-1960-х роках починають використовувати дослідження атмосфери за допомогою літаків, аеростатів, ракет, штучних супутників Землі та різноманітних радіотехнічних засобів. Розвиваються експериментальні методи, особливо у вивчені хмар і туманів, використовуються математика й обчислювальна техніка. Дуже поширився дистанційний метод зондування атмосфери. Технічним засобом отримання метеорологічної інформації з поверхні земної кулі є штучні супутники Землі. В усіх країнах світу є державні організації гідрометеослужби, до складу яких уходять метеостанції і гідрометеопости на суші, кораблях, літаках, дрейфуючих крижинах, а також наукові метеорологічні установи і обсерваторії та численні бюро прогнозів погоди. При ООН існує Всесвітня метеорологічна організація з Усесвітньою службою погоди, яка має три світових метеорологічних центри: у Москві, Вашинґтоні й Мельбурні — та 25 регіональних центрів. Вона розробляє програми дослідження глобальних атмосферних процесів, у яких беруть участь різні країни. Періодично проводяться Всесвітні метеорологічні конгреси.

Питання. Яке значення атмосфери? Робота з підручником. Прочитати про значення атмосфери.

Атмосфера має велике значення: вона розсіює сонячне проміння, в результаті чого воно не так сильно нагріває вдень поверхню Землі, а вночі атмосфера не дає Землі швидко охолоджуватися і, як ковдра, утримує тепло. Атмосфера — броня планети. Сотні метеоритів не долітають до Землі, згоряючи в атмосфері. Особливо це видно зоряної літньої ночі. В народі метеорити, що згорають у повітрі, називають падаючими зорями. В атмосфері утворюються хмари. Нижні шари її перебувають у русі, утворюючи вітер, який переносить хмари на сотні кілометрів від місця їх виникнення. Люди помітили, що одні атмосферні явища предвіщують похмуру і дощову погоду, інші, навпаки, ясну і сонячну. Ось чому з давніх часів вивченню атмосфери, особливо її нижніх шарів, надають величезного значення.

V. Закріплення нових знань, умінь і навичок

Прийом «Розумний куб»

Бесіда

• Що таке атмосфера?
• Які шари атмосфери ви знаєте?
• Який склад повітря?
• Намалюйте на дошці кругову діаграму складу повітря. 
• Яке значення атмосфери?
• Чому вивчають атмосферу?

Проблемне питання. У книзі шведської письменниці С. Лагерлеф «Чудова подорож Нільса з дикими гусьми» розповідається про нерозумного Троля, який вирішив побудувати дім поближче до Сонця — хай воно мене гріє. I Троль узявся до роботи. Він збирав каміння, складав у купу. Невдовзі гора каміння піднялася до самих хмар. – Ну, тепер вистачить! — сказав Троль. Тепер я побудую будинок на вершині цієї гори. Буду жити біля самого Сонця і не замерзну. I Троль поліз угору. Але що таке? Чим вище лізе, тим холодніше стає. Дістався до вершини. «Ну,— думає,— звідси Сонце зовсім близько». А в самого зуб на зуб не попадає. Троль був упертий, і коли йому щось у голову западе — нічим не виб’єш. Вирішив на горі будувати дім – і побудував. Сонце ніби близько, а холод усе одно до кісток проймає. Так нерозумний Троль і замерз. Чому замерз Троль?

VI. Підсумок уроку, виставлення оцінок. 

VII. Домашнє завдання

• Опрацювати §

 • Схематично відобразити будову атмосферу