Інтегрований урок "Фізика і мистецтво"

ФІЗИКА І МИСТЕЦТВО

Інтегрований урок

Мета. Поглибити знання учнів про фізичні явища і пояснити, яким чином використовуються досягнення фізики у створенні та збереженні творів мистецтва; виховувати гармонійно розвинену особистість, розвивати почуття прекрасного і вміння насолоджуватися красою мистецтва.

Тип уроку. Урок поглиблення знань.

Обладнання. Портрети відомих художників, фотокопії їхніх картин, фо­тографії інших творів мистецтва.

Хід уроку

Ведучий. Фізика і мистецтво... Здається, вони несумісні. Однак це не так і сьогодні ми спробуємо це довести. Представники мистецтва, інколи самі цьо­го не знаючи, використовують для своїх творінь фізичні закономірності. А фізики люблять і цінять мистецтво, яке збуджує їхню творчу думку, надихає і допомагає пізнати таємниці природи.

Альберт Ейнштейн у хвилини відпочинку грав на скрипці, Лев Ландау любив читати вірші Лєрмонтова і Байрона, Макс Планк і Вернер Гейзенберг були чудовими піаністами, винахідник першого в Європі ядерного реактора Ігор Курчатов часто відвідував симфонічні концерти і за три дні до смерті слухав «Реквієм» Моцарта в консерваторії, Людвіг Больцман дуже влучно сказав: «Тим, ким я став, я зобов'язаний Шіллеру. Без нього міг бути люди­ною з тією ж бородою і формою носа, як у мене, але це був би не я. Другою людиною, яка мала на мене такий вплив, був Бетховен...» Проблема «фізиків і ліриків» хвилює людей давно. У XV столітті в Італії жила людина, ім'я якої шанують зараз у всьому світі. Це Леонардо да Вінчі. Досі відбуваються супе­речки, хто він: художник чи вчений? Перші наші доповіді присвячені його діяльності.

Учень читає вірш «Спектри» Віталія Савченка:

Сім основних кольорів із веселки,

Дружно шикують веселий наряд:

Зверху червоний, оранжевий нижче,

Жовтий, зелений, і знов світлопад...

Плавно спливає зелений в блакитний,

Синій в підмогу приходить йому.

А фіолетовий колір спокійний,

Тихо ладнає найнижчу дугу.

Світло — це хвилі електромагнітні,

У кожного кольору хвиля своя.

Світло від Сонця — то хвилі сукупні,

їх розділяє краплиста роса.

Кожна краплина породить веселку,

Безліч краплинок — велику дугу.

В ній все багатство суцільного спектра,

Білого світла, що нищить пітьму.

Призму тригранну візьми на долоню,

 Сонячний промінь на грань наведи,

І на стіні свого рідного дому

Знову побачиш ти спектр без води.

Ведучий. Повідомлення про Леонардо да Вінчі підготували...

Перший учень. За свідченням сучасників Леонардо да Вінчі відзначався прекрасною зовнішністю, він мав пропорційну структуру, був витончений, із привабливим обличчям. Одягався вишукано, носив червоний плащ, який ся­гав колін, хоча тоді в моді був довгий одяг. Він був приємним співрозмовни­ком і приваблював до себе людські серця. Навіть коли мало заробляв, тримав коней, яких любив понад інших тварин. Леонардо постійно малював і запи­сував. До нас дійшло близько семи тисяч сторінок, вкритих записами чи ма­люнками Леонардо. Вони зберігаються в бібліотеках Лондона, Парижа, Мі­лана, Турина. Його цікавила рухливість людського обличчя, яка відбивала рухливість людської душі і він намагався вивчити у всіх подробицях цю рухливість. Він писав: «Той, хто сміється, не відрізняється від того, хто плаче, ні очима, ні ротом, ні щоками, тільки бровами, які з'єднуються в того, хто плаче., і піднімаються в того, хто сміється».

Другий учень. Серед усіх мистецтв Леонардо ставив на перше місце ма­лярство. Він вважав, що світ пізнається через почуття, а очі — володарі по­чуттів, «Око, — писав він, — є вікно людського тіла, через яке людина ди­виться на свій шлях і насолоджується красою світу».

Леонардо боявся плину часу. Він вважав, що час знищує всі речі, «пожи­рає їх твердими зубами років». Око сприймає лише те, що народжується пе­ред ним у дану мить. До Леонардо окресленість предметів у картині набувала вирішального значення. Лінія панувала в ній. Леонардо покінчив із самодо­статньою владою лінії і назвав цей переворот у малярстві «пропаданням об­рисів». Світло й тінь не повинні бути різко розмежовані, тому що їхні межі у більшості випадків нечіткі.

«Серпанкова світлотінь» Леонардо — це ніжне півсвітло з м'якою гамою тонів: молочно-срібних, голубуватих, деколи із зеленуватими переходами, в яких синя лінія ніби стає повітряно-легкою. Світлотінь, обриси, які щезають, вважає Леонардо, є головним у малярстві.

Ведучий. А тепер доповідь «Світло і мистецтво».

Третій учень. Світло... Прекрасне і цікаве явище, яке вивчає оптика. Роль світла в мистецтві дуже важлива. Художник повинен уміти створити в карти­ні психологічно правильне розуміння свого замислу для глядача. Для цього він повинен добре знати закони сприймання світла, утворення тіні і півтіні. Якщо, наприклад, художник зображає пейзаж, який освітлений сонцем, то за­темнені місця можна передати дуже приблизно, бо і в натурі ці деталі розріз­нити важко, якщо пейзаж дано в місячну ніч, то місяць повинен бути дуже світлий і різко виділятися на темному тлі. Незнання таких закономірностей проводить до викривлення зображень дійсності.

Талановиті художники, знаючи закони природи, а отже — фізику, дося­гають надзвичайних ефектів. Якщо художник уміло поєднує яскраве світло і глибоку тінь, а також півтони, там, де світло поступово переходить у тінь, то він може добре передати об'ємність людей і предметів, створити враження їхньої безпосередньої близькості до глядача. У мистецтві це називається світ­лотінню. Світлотінь підсилює наочність і емоційну дію картини.

Четвертий учень. Картин у Леонардо не дуже багато. Назвемо кілька з них: «Мадонна з квіткою», «Свята вечеря», «Дама з горностаєм», «Мона Ліза» (або «Джоконда»)... Зосередимо свою увагу на «Джоконді». Є відомості, що Мона Ліза була жінкою багатого флорентійця Франческо дель Джокондо. Коли Леонардо писав її портрет, він запрошував музикантів, які грали на лірі, щоб підтримати веселий настрій моделі. Леонардо писав цю картину 4 роки. Він намагався досягти у цьому полотні найбільшої довершеності. Композиція картини проста і зрозуміла, завершена і гармонійна. Контури не щезли, але пом'якшені напівсвітлом. Складені руки ніби слугують п'єдесталом образу, а хвилююча пильність погляду загострюється спокоєм усієї постаті. Все живе і міниться в її постаті, як саме життя. А на її обличчі грає усмішка, яка притя­гує глядача. Що означають цей погляд, ця усмішка? Ми бачимо в них і муд­рість, і лукавство, і зверхність, і знання якоїсь таємниці. Ця жінка ніби знає те, що іншим недосяжно. Вона не здається ні гарною, ні люблячою, ні мило­сердною. Але ми підпадаємо під її вплив. Ніхто із художників не зміг повто­рити посмішки Джоконди.

Поєднання різних кольорів в картині називають колоритом.

Ведучий. Повідомлення про фізичні методи дослідження картин зробить... П'ятий учень. Фізики мають різну апаратуру, яка допомагає фахівцям виявити долю і стан шару фарби картини, не доторкаючись до картини. Для цього є кілька методів. Перший — метод наукової фотографії в ультрафіоле­тових променях, який дозволяє «розглянути» яких ділянок полотна доторкав­ся чужий пензель, які фрагменти написані заново. Другий — фотографування в інфрачервоних променях, який дає можливість побачити полотно без шару лаку і скласти уявлення про стан верхніх шарів фарби, прояснити написи, Насамкінець, третій — рентгенографія. Рентгенівські промені, пронизуючи картину, дають можливість вивчати глибокі й найстаріші шари живопису, при цьому на фотоплівці фіксуються і тріщини в шарі фарби. Для досліджен­ня картини роблять рентгенограму. Для дослідження техніки живопису вико­ристовують макро- і мікрофотографію. Цінними методами дослідження картин є спектрофотометрія і калориметрія, які дають можливість визначити коефіціє­нти поглинання і відбивання світла, яскравість і кольорову гаму картин.

Шостий учень. Роль Леонардо да Вінчі в науці і техніці особлива. Вели­ку роль відіграли роботи Леонардо в царині механіки. Він вивчав закони ві­льного падіння тіла; тіла, кинутого під кутом до горизонту, вплив тертя на рух тіла, теорію простих машин, коливальний рух тіла. У наукових працях Леонардо гідравліка, як і механіка, займала важливе місце. Його теоретичні праці охоплюють такі розділи:

1.        Теорія сполучених посудин.
2.        Теорія гідравлічних насосів.
3.        Співвідношення між швидкістю руху води і перерізом труби.

Ці питання народились із численних прикладних інженерних завдань, якими він займався. Це — проектування каналів і шлюзів, питання меліора­ції. Леонардо практикує, проектує і частково здійснює побудову ряду кана­лів. Це стосується каналу Піза (Флоренція), зрошувальних каналів на ріках По і Арно. У своїх теоретичних твердженнях Леонардо наблизився до фор­мулювання закону Паскаля. Ним доволі повно була розроблена теорія сполу­чених посудин. Леонардо першим зайнявся питанням теорії польоту. У своїх записках він узагальнив численні спостереження за польотами птахів. Дехто з істориків науки приписує йому винайдення аероплана. Він здійснив і побу­дував модель планера, готував його випробування. Учений працював над ви­найденням парашута. У працях з оптики Леонардо вперше висловлює сміливі здогадки про хвильову природу світла. Поряд із такими важливими теорети­чними питаннями, як будова світу, теорія руху тіл, у Леонардо були суто ін­женерні відкриття і винаходи, починаючи від складних машин і верстатів і до автоматичного вертела для смаження птиці. Він винайшов багато типів верс­татів для прядіння, ткання. Серед записок, які збереглися, є опис землерийної машини, пристосувань для виготовлення пил і гвинтиків, для чеканки монет. Цікава його ідея землерийної машини, в якій використовується принцип не­перервного руху. Особливо багато винаходів зробив Леонардо в галузі війсь­ково-інженерної справи. Це зрозуміло. У той час, коли жив Леонардо, на те­риторії Італії безперервно відбувались війни і повстання. В галузі військових винаходів він пропонує удосконалені види зброї багаторазової дії. Він розро­бив конструкції перевізних розбірних мостів, а також винайшов прототип су часної бронемашини. Ці ідеї і проекти були надзвичайно сміливі для свого часу.

Ведучий. Повідомлення про художнє лиття і кування зроблять...

Сьомий учень. З давніх-давен людство користується виробами з найріз­номанітніших металів: міді, заліза, олова, срібла, золота, усіляких сплавів. Протягом століть ці вироби були не тільки необхідними предметами вжитку, але й справжніми творами мистецтва. Та в давнину люди навіть не здогаду­вались, що виготовлення таких звичних речей, як посуд, прикраси, зброя, го­динники, найрізноманітніші інструменти тісно пов'язане з науковими знан­нями. Адже дотримання технології виготовлення художніх виробів із металу неможливе без знання багатьох явищ і закономірностей природи, а значить і без знання законів фізики.

Одним із найпоширеніших способів обробки металу є лиття і кування — гаряча обробка металів тиском у пресах чи ударом молота. При цьому ін­струмент здійснює багаторазову дію на заготовку, в результаті чого вона, де­формуючись, набирає відповідної форми. Майстри повинні знати все про процеси нагрівання, плавлення, тверднення різних металів, їхню пластич­ність і деформацію. Чому кування проводять при нагріванні металу, чому для художнього лиття використовують, головним чином, чавун — можна пояс­нити на основі фізики. Метал нагрівають, щоб підвищити його пластичність і знизити опір деформації. Чавун під час тверднення збільшується в об'ємі, тому він заповнює маленькі згини форми і дає можливість одержати твори, які добре передають особливості оригіналу. Майстер визначає якість заліза за кольором розігрітого металу. Термічна обробка металу полягає в тому, що залізо нагрівають у попелі деревного вугілля до темно-вишневого, а сталь до світло-коричневого кольору з подальшим повільним охолодженням на повіт­рі. У результаті такої обробки метал стає м'яким, тягучим і пластичним. Його можна легко рубати, згинати, скручувати, сплітати, витягувати, пробивати в ньому отвори, карбувати. Ці види обробки використовуються при виготов­ленні творів ужиткового мистецтва: огорож, окуттів дверей, віконних ґрат, свічників тощо.

Восьмий учень. Археологічні дані свідчать про те, що на території Украї­ни людина оволоділа металом (міддю) близько 5 тис. років тому. Досліджен­ня мідних виробів трипільських майстрів (сокири з Карбунського скарбу) свідчить, що вони зроблені руками досвідчених ковалів, які вміли розкувати мідь на тонкі пластини і надавати їм потрібної форми. Вони навчились роз­рубувати масивні шматки міді та згинати на формах відповідного профілю, досягай досконалості в техніці зварювання, витяжки, пробивання отворів. Із появою ливарства в Трипіллі починає розвиватися гаряче кування, за допо­могою якого ковалі покращували механічні властивості міді. Винайдення за ліза у 1 тисячолітті до н. є. і способів його обробки відігравало революційну роль у розвитку суспільства. Початок залізного віку в Україні збігається із початком скіфської епохи (УП-УІ ст. до н. є.).

Скіфські ковалі свої вироби, особливо зброю (мечі, кинджали) і збрую (вудила), оздоблювали зображеннями голівок птахів. Комплексний аналіз за­лізного виробництва скіфського періоду дає можливість стверджувати, що місцеві ковалі володіли майже всіма основними способами обробки чорного металу. Гаряче кування, холодна наковка, витяжка, пробивання отворів, кар­бування, штампування — становили арсенал професійних навиків тогочасно­го коваля і залишились у виробництві до нашого часу.

Дев'ятий учень. Ковані вироби посідають особливе місце в міській архі­тектурі. Виготовлення кованих віконних ґрат, балконних решіток, окуття две­рей, хрестів, ліхтарів, флюгерів та інших архітектурних елементів входило до номенклатури слюсарського цеху. Решітки кафедрального собору у Львові виконані з прутів квадратного профілю, які, з'єднуючись, створюють квадра­тну або ромбовидну сітку (демонструються ілюстрації з книги В. Овсійчука «Архітектурні пам'ятки Львова»).

Балкон житлового будинку ХУ-ХУІ ст., що на вулиці Вірменській, свід­чить про раннє використання ковалями заліза як засобу підсилення худож­ньої виразності простих архітектурних форм. Після пожежі 1527 року будин­ки на вул. Руській і на площі Ринок будують із каменю. Балконні решітки і віконні грати, брами використовуються тут як засоби підсилення ренесансної доби. Довгі, на ширину фасаду, балкони служили оглядовими майданчиками Ринкової площі. Яскравим прикладом ренесансного художнього лиття і ку­вання є вхідні двері порталу каплиці Трьох святителів (XVI ст.) у Львові. Півкругла решітка над обкованими залізом дверима виконана із прутів круг­лого профілю, які плавно викладені в точені вісімки, оздоблена круглими шишками і квіткоподібними розетами. Двері історичного музею у Львові увінчані декоративною решіткою, виготовленою із прутів круглого січення із застосуванням плавно гнутих спіралей, з'єднаних між собою кільцями-хомутами і шишками. За старими зразками виготовлені ковані двері й віконні ґрати в музеї-аптеці на площі Ринок, 37. В історії декоративного мистецтва і зодчества є чимало прикладів практичного використання ковалями художніх задумів архітекторів та художників.

Ведучий. Ми намагались довести, що фізика і мистецтво пов'язані між собою. Представники мистецтва, його різних сфер і напрямків повинні знати фізичні закономірності, які успішно служать, як ми щойно переконались, не тільки науково-технічному прогресу, але і світові натхнення, почуттів.