Світ дзеркал. Інтегрований урок-інтерв`ю у 10 класі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бінарний інтегрований урок в 10 класі

Світ дзеркал

Інтегрований урок-інтерв`ю

Мета: розвивати пізнавальний інтерес на основі між предметних зв’язків.

Задачі. Пізнавальні: сформувати уявлення про роль металів в процесі виробництва дзеркал, їх фізико-хімічні властивості та області застосування; акцентувати увагу учнів на можливостях інтеграції знань з курсів хімії, фізики, історії, літератури, математики; поглиблювати навички роботи з додатковою літературою.

Розвиваючі: Розвивати вміння виділяти головне, суттєве, порівнювати, узагальнювати; сприяти розвитку емоційних якостей особистості, формуванню комунікативних вмінь.

Виховні: Формувати  науковий світогляд, цілісну картину світу.

Обладнання та реактиви: проектор, комп’ютер, реактиви та обладнання для проведення реакції «срібного дзеркала», лінзи, мультимедійна презентація.

Міжпредметні зв’язки уроку: хімія, фізика, історія, література, математика.

План

1. Вступне слово вчителя.
2. Представлення «кореспондентів».
3. Повідомлення учнів. Робота груп: а) істориків; б) хіміків; в) фізиків; г) літераторів; д) винахідників; е) експертів.
4. Заключне слово вчителя.
5. Оцінка роботи учнів.
6. Рефлексія учнів.

Хід уроку

Демонстрація відеороліку, під час якої учні читають вірші:

 

Не спрашивай у зеркала
О прожитых годах,
Оно тебе все тайны
Не раскроет,
И не покажет
Временной размах
Осевший пеплом
На твоих ладонях
 Еще в кудрях
Ни капли седины,
Еще румянцем кожа
Твоя пышет,
Морщинки под глазами
Не видны
А взгляд беспечный
Лишь Весною дышит!

 

Эта женщина в зеркале  смотрит слегка свысока.
У нее за спиной простирается  собственный мир.
Мы синхронно касаемся пряди волос у виска,
Собираясь покинуть пределы зеркальных квартир

Эта женщина в зеркале левой рукой, не спеша
Красит губы пунцовой помадой и щурит глаза.
Мы почти что похожи, но как же она хороша!
Я примерила серьги - ей тоже к лицу бирюза!

Эта женщина в зеркале вряд ли скучает одна
Где проводит она мои ночи и ломтики дней?
Я как следует высплюсь -- а женщина утром бледна:
Кто- то там , в Зазеркалье, похоже , вздыхает по ней.

 

Она у зеркала творила красоту,
Из сонной женщины лепила совершенство,
В помаде скрыв ночную наготу
Губ чувственных, припухших от блаженства.
Александр Шведов

Учитель хімії. Ви можете уявити собі життя без дзеркала? Прокинулися вранці – і не побачили свого відображення. Здається, незначна дрібничка. Але який душевний дискомфорт! Недаремно казкових персонажів в якості покарання позбавляли відображення. Сьогодні ми поговоримо про дзеркала

Що таке дзеркало? У чому його сила? Звідки воно з`явилося? Як його виготовляють? На ці та інші питання ми спробуємо сьогодні відповісти  та допомогти нашим кореспондентам шкільної газети написати матеріал про дзеркала. Ласкаво запрошуємо до дивовижного, таємничого, казкового світу дзеркала!

1-й кореспондент. Для початку ми звертаємося до словників та з`ясуємо, що ж таке дзеркало.

2-й кореспондент. Малый энциклопедический словарь Ф.A.Брокгауза и И.А.Ефрона дает такую формулировку: «Зеркало – физическая, гладкая плоская или кривая поверхность, отражающая свет по определенным направлениям относительно падающего луча».

В толковом словаре В.Даля читаем: «Зеркало – весьма гладкая, металлическая или стеклянная доска, отражающая предметы».

В словаре С.И.Ожегова сказано: «Зеркало – гладкая отполированная блестящая поверхность (стеклянная, металлическая), дающая отражение находящихся перед ней предметов».

1-й кореспондент. З чого ж почати інтерв`ю?

2-й кореспондент. Давай з`ясуємо, де з`явилося перше дзеркало? Хто його винайшов? Група істориків дасть відповіді на ці питання.

Учитель історії.(слайд 7) Ви коли-небудь дивилися у водяну гладь річки або озера? Ви бачили там відображення своє, дерев, неба? По суті ви дивилися в дзеркало. Бо дзеркало – це гладка поверхня, яка відбиває світло та інші предмети. Чим вона рівніша, тим краще відображення. Коли вітерець рябить воду, ми бачимо тільки сонячні блики і нічого більше.

Дзеркала відомі з давніх-давен. В давні часи їх виготовляли з полірованого металу. Ми ніколи не дізнаємося, як людина винайшла дзеркало. Мабуть, вона часто дивилася на гладку поверхню водойм та бачила там себе. А одного прекрасного дня навмисне відполірувала шматок металу та надала йому відповідної форми. Так з`явилося дзеркало.

1-й історик. (слайд 8) Перші металічні дзеркала із бронзи та срібла почали виготовляти в ІІІ тисячолітті до н.е. Вони були широко розповсюджені у народів Давнього Сходу, а пізніше – у древніх греків та римлян. Останнє підтверджує велика кількість полірованих металічних пластинок, знайдених при розкопках Помпеї. Вже тоді широко використовувалися кишенькові дзеркальця, які було зручно носити при собі. Їх виготовляли із круглої пластинки полірованого металу: міді, срібла, золота та бронзи (сплаву міді й олова) з декорованою ручкою або підставкою у вигляді фігури. (слайд 9) Дзеркальна поверхня нерідко захищалася кришкою або футляром.

В античні часи дзеркала люди використовували не тільки щоб дивитися в них і милуватися собою. (слайд 10) Відомо, що на Александрійському маяку, одному з семи чудес світу, великі металеві дзеркала посилювали силу світла вогню.

(слайд 11) Згідно з легендою, під час оборони Сіракуз знаменитий вчений-механік Архімед у ІІ ст. до н.е. за допомогою металевих дзеркал підпалював римські кораблі.

При дослідженні давньої резиденції єгипетських фараонів поблизу Каїру було знайдено неглибокий басейн, дно якого було залито шаром рідкої ртуті. Можливо, це також один із зразків давніх дзеркал.

1-й кореспондент. А я чув про загадкові, чарівні дзеркала, які виготовляли у Китаї!

2-й історик. (слайд 12) Так, дійсно, у 1832 р. один із європейців, що здійснив подорож по Китаю, привіз до Європи невелике мідне дзеркало – тонку круглу платину, одна сторона якої була відполірована так, що в неї можна було дивитися. Це дзеркало мало дивовижні властивості. Якщо воно відбивало сонячне світло, то на стелі, куди потрапляв відбитий промінь, проступало видиме зображення. Найчастіше це був текст закляття для захисту від злих духів. Дослідники встановили, що подібні дзеркала виготовлялися у Китаї ще у ІІІ ст н.е. У книзі «Історія давніх дзеркал» (Х ст.) було написано, що винайдення таких дзеркал датується глибокою давниною і секрет їх виготовлення втрачено. (слайд 13) Китайськими дзеркалами зацікавилися фізики. Але пройшло цілих сто років, перш ніж цю таємницю вдалося розгадати видатному англійському фізику Уільяму Брегу. В 1932 р. він опублікував роботу, в якій показав, що секрет дзеркала в особливих прийомах поліровки  його поверхні. Спочатку на них наносили необхідні ієрогліфи, а потім поверхню полірували для придання блиску. У ході поліровки поверхню згладжували так, що око не помічало випуклостей. Їх можна було помітити тільки тоді, коли на них потрапляло яскраве сонячне проміння.

2-й кореспондент. Отже, стародавній світ знав лише металеві дзеркала? А коли з'явилися скляні?

3-й історик. Першим, хто здогадався виготовляти скляні дзеркала із шаром ртуті чи олова, були венеціанці. (слайд 14) До 1300 р. почали випускати такі дзеркала, і швидко вони замінили металеві пластини. З цього часу невелике ручне дзеркало є обов`язковим атрибутом вбрання придворної дами. Його носили на золотому ланцюжку на шиї або біля поясу, вставляли до опахала, оправляли у рамки із черепахової або слонової кістки, прикрашали позолотою, мініатюрами із емалі та гравіруванням. Ця мода пройшла лише у ХVІІ ст., коли внаслідок розквіту скловиробництва французькими майстрами був розроблений метод відливки великого дзеркального скла на мідних пластинах з їх прокатуванням. Бальні зали знаті почали прикрашати величезними дзеркалами, й необхідність постійно носити маленькі дзеркальця відпала.

4-й історик. (слайд 15) Починаючи з ХV ст. найкращі скляні дзеркала виготовляли в провідному центрі європейського скловиробництва – Венеції, на острові Мурано. Вони були невеликі за розміром, але дуже коштовні. Їх відбиваюча поверхня спочатку виготовлялася із свинцево-сурм`яного сплаву. Але він швидко тускнів, втрачав необхідні для дзеркал властивості. В ХVІ ст. венеціанці винайшли підводку скляних дзеркал олов’яною амальгамою. Ртутно-олов`яний сплав мав гарну відбивну здатність і відносно високу стійкість. Тому цей сплав, не дивлячись на високу токсичність, майже до середини ХІХ ст. залишався незмінним у виробництві дзеркал. (слайд 16) Склодуви острова Мурано старанно зберігали секрети дзеркального виробництва. За цим ретельно слідкувала і Венеціанська республіка: майстри постійно знаходились під наглядом спеціальної таємної канцелярії, їх під страхом смерті заборонено було залишати острів. Звичайно, по відношенню до мешканців Мурано це було жорстоко, але Венеція оберігала таким чином свої фінансові інтереси.

5-й історик. (слайд 17) Дзеркала були надзвичайно дорогі. Купувати й колекціонувати їх могли лише дуже багаті аристократи й королівські особи. Завзятими колекціонерами зарекомендували себе англійський король Генріх VІІІ і французький – Франциск І. не таке вже й велике дзеркало розміром 100*65 см коштувало більше 8000 ліврів, а картина Рафаеля того ж розміру – близько 3000 ліврів.

(слайд 18) У Франції якась графиня де Фієск розпрощалася з маєтком, щоб купити дзеркало, що їй сподобалось.

1-й кореспондент. Чи тільки в Венеції вироблялися дзеркала?

6-й історик. Європейські монархи будь-якими засобами намагалися вивідати дзеркальні таємниці Венеції. Це двалося в ХVІІ ст міністрові Людовика ХІV – Кольберу. Золотом і обіцянками він спокусив трьох майстрів з Мурано й вивіз їх у Францію.

Французи виявилися здатними учнями й незабаром навіть перевершили своїх учителів. Дзеркальне скло стали одержувати не видуванням, як це робили на Мурано, а литтям. Технологія полягала в наступному: розплавлене скло прямо із плавильного горщика виливають на рівну поверхню і розгортають вальцем. (слайд 19)

Винахід прийшовся як не можна до речі: у Версалі будували Галерею дзеркал. Вона була довжиною 73 метри й мала потребу в дзеркалах великого розміру. В Сент-Габене виготовили 306 таких дзеркал, щоб їхнім сяйвом приголомшити тих, кому пощастить побувати в гостях у короля в Версалі. Як після цього було не визнати за Людовиком ХІV права йменуватися «король-сонце»? 

2-й кореспондент. А коли почали виготовляти дзеркала на Русі?

7-й історик. На Русі майже до кінця ХVІІ ст. дзеркало вважалося заморським гріхом. Люди благочестиві його уникали. Церковний собор 1666 року взяв та й заборонив духовним особам тримати у своїх будинках дзеркала.

 (слайд 20) «Тільки дзеркала в малому форматі привозилися через кордон у великій кількості й становили приналежність жіночого туалету», - писав Н.І.Костомаров. а історик Забєлін пояснює, що в Росії дзеркала призначення кімнатних меблів отримали чи не з другої половини ХVІІ ст, але у цей час вони становили оздоблення тільки внутрішніх постільних хором і не мали ще місця в парадних приймальнях. Додамо, що вони були сховані завісами з тафти й шовку або зберігалися в кіотах. Лише при Петру І у ХVІІ ст почали виготовляти дзеркала в Росії.

Учитель історії. (слайд 21) Дзеркало стало важливим елементом меблювання й декору, дзеркало зажадало відповідного обрамлення. (слайд 22)У дзеркальних рамах знайшли вираження художній смак, особливість дарування ювелірів і художників, національний колорит, майстерність і, звичайно, час, якому підвласні й ремесла, й мистецтво. (слайд 23) 

Наприкінці ХVІ ст, піддавшись моді, французька королева Марія Медичі вирішила придбати дзеркальний кабінет, для чого у Венеції було замовлено 119 дзеркал. Мабуть, на знак подяки за велике замовлення венеціанські майстри подарували королеві унікальне дзеркало, оздоблене агатами, оніксами, смарагдами й інкрустоване дорогоцінними каменями. Сьогодні воно зберігається в Луврі. (слайд 24) 

1-й кореспондент. Отже, дзеркала можуть бути металевими, з ретельно відполірованою поверхнею, та скляні, з нанесеними на їх поверхню металами.

2-й кореспондент. А які метали використовують для виготовлення дзеркал? Звернемося до хіміків та дізнаємося у них потрібну інформацію.

1-й хімік. (слайд 25)  Метали – хімічні елементи, що утворюють у вільному стані прості речовини з характерною металічною структурою. В основі структури металів - кристалічна гратка із позитивно заряджених йонів, занурена у щільний «газ» рухливих електронів. Ці електрони компенсують сили електричного відштовхування між позитивно зарядженими йонами і тим самим пов`язують їх в тверді тіла. Такий тип хімічного зв`язку називають металічним зв’язком. Він обумовлює найважливіші фізичні властивості металів: високу електро- та теплопровідність, пластичність, металевий блиск, які широко використовуються людиною в практичній діяльності. Специфічний металічний блиск обумовлено тим, що узагальнені електрони відбивають світлові хвилі. (слайд 26)  Самі блискучі метали – ртуть (з якої виготовляли в середні віки відомі «венеціанські дзеркала») та срібло (з нього зараз за допомогою реакції «срібного дзеркала» виготовляють сучасні дзеркала). Металічний блиск спостерігається зазвичай, коли метал утворює суцільну компактну масу. Більшість металів в подрібненому стані мають чорний або темно-сірий колір. Правда, магній й алюміній зберігають свій блиск, навіть в подрібненому стані.

2-й хімік. Як ми вже дізналися, (слайд 27)  першими дзеркалами слугували відполіровані до блиску металічні пластинки із міді, золота, срібла. Але такі дзеркала мали великий недолік – на повітрі швидко темніли і тьмяніли. Який же вихід знайшли з цйєї ситуації? Багаторазові досліди показали, що блискучий металічний шар можна нанести й на скло. (слайд 28)  Так, у I ст. н.е. почали виготовляти склянні дзеркала – склянні пластинки, сполучені зі свинцовими або олов`яними пластинами.

Робили це так: мили спиртом скло, чистили його тальком а потім до поверхні щільно прижимали олов`яний лист. Зверху наливали ртуть та, зачекавши деякий час, зливали надлишок. Шар амальгами, що утворився, заклеювали або зафарбовували. Такі дзеркала виявилися більш практичними, чим металеві, тому ремісничі майстерні перейшли на випуск скляних дзеркал, відбиваюча поверхня яких була виготовлена з амальгами олова (розчин олова Sn у ртуті Hg). Але, оскільки пари ртуті дуже отруйні, виробництво ртутних дзеркал було досить шкідливим, та й самі дзеркала містили ртуть. Було небезпечно тримати такі дзеркала в жилих приміщеннях. Тому вчені продовжували шукати заміну для ртуті. (слайд 29)  Її винайшли французький хімік Франсуа Птижан і великий німецький вчений Юстус Лібіх. Вони запропонували  замінити ртуть на срібло.

1-й кореспондент. Які  хімічні  процеси лежать в основі виготовлення таких дзеркал?

3-й хімік. Лібіх запропонував виготовляти скляні дзеркала зі срібним покриттям. Розроблений ним метод містив такі операції. (слайд 30)  Спочатку до водного розчину арґентум нітрату AgNO₃ додавали водний розчин калій гідроксиду KОН, що викликало утворення чорно-бурого осаду арґентум оксиду Ag₂O.

2AgNO₃ + 2KOH = Ag₂O↓ + 2KNO₃ + H₂O

Осад відфільтровували та перемішували з водним розчином амоніаку NH₃.

Ag₂O + 4NH₃ + H₂O = 2[Ag(NH₃)₂] (OH).

Арґентум оксид розчинявся в аміачній воді з утворенням комплексної сполуки (аміакату, або аміну) – гідроксиду діамінсрібла(I). Потім в добутий прозорий розчин занурювали лист скла, одна з поверхонь якого була ретельно обезжирена, та додавали формальдегід НСНО.

2[Ag(NH₃)₂](OH) + HCHO = 2Ag↓ +  HCOONH₄ + 3NH₃ + H₂O.

Формальдегід відновлював срібло, яке осаджувалося на очищену поверхню скла, покрываючи його блискучою дзеркальною плівкою. Цікаво, що реакцію, яку відкрив Лібіх, так і назвали – реакція «срібного дзеркала».

Учитель. Ми в змозі в лабораторних умовах отримати «срібне дзеркало».

Учитель проводе реакцію «срібного дзеркала».

В чистую колбу наливают на 1/4 объема 2%-й раствор нитрата серебра, затем добавляют постепенно раствор аммиака до тех пор, пока образующийся вначале осадок не растворится в его избытке. К образующемуся раствору добавляют осторожно по стенке 0,5–1 мл формалина и помещают колбу в стакан с горячей (лучше кипящей) водой.

Вскоре в колбе образуется красивое серебряное зеркало!

4-й хімік. Срібло (слайд 31)   – коштовний метал, відомий із сивої давнини. На Землі цього елемента 7•10^–6 % від маси земної кори. Чисте срібло – блескучий білий метал, дуже м`який, пластичний, з температурою плавлення 960,8 °С. Густина срібла при 20 °С дорівнює 10,5 г/см³, t_кип = 2212 °С. Срібло стійке до атмосферної дії, характеризується високою відбиваючою здатністю та не дає відтінків.

В наш час багато срібла витрачається на виробництво технічних та побутових дзеркал. При виготовленні срібних дзеркал скло обезжирюють й промивають, а потім обробляють розчином станум (II) хлориду SnCl₂. Після цього скло обливають розчином арґентум нітрату AgNO₃, що містить цукор. Цукор відновлює сіль срібла до металу, який рівним та щільним шаром лягає на поверхню скла. Хлорид олова (II) відіграє роль активатору процесу відновлення й сприяє утворенню якісного шару срібла.

Зазвичай товщина срібної плівки коливається від 0,15 до 0,3 мкм. Для електрохімічного захисту відбиваючого шару його покривають мідною тонкою плівкой. На мідну плівку наносять різні лакофарбні матеріали – полівінілбутиральні, нітроепоксидні, епоксидні емалі, які попереджують механічні ушкодження захисного шару.

Для поппередження втрати блиску срібного покриття в технічних дзеркалах його захищаюь шаром хімічного елемента індія. Не впливаючи на відбивну здатність дзеркал, індій дозворляє продовжувати термін їх служби.

Таким чином, технологічний процес виробництва дзеркал посрібненням складається з слідуючих основних операцій:

• видалення з поверхні скла забруднень та продуктів корозії;

• нанесення центрів осадження срібла;

• власне посрібнення;

• нанесення захисних покритів на відбиваючий шар.

2-й кореспондент. Срібло – коштовний метал. Невже не можна замінити його іншим металом, не таким коштовним?

5-й хімік. Можна. Останнім часом дзеркала виготовляють способами металізації скла катодним розпиленням та випаровуванням у вакуумі. Найчастіше використовують термічне випаровування алюмінія у вакуумі. Випаровування алюмінію здійснюється со жгутов із вольфрамового дроту або із жаротривкого тигля. Підготовка поверхні скла к алюмінування виконується більш детально, ніж перед хімічним посрібненням, й складається з обезводнення та обробку електричним розрядом. Товщина алюмінієвої плівки для отримання дзеркала з максимальною відбивною здатністтю має складати 0,12 мкм. Завдяки підвищеній хімічній стійкості алюмінієві дзеркала іноді використовують як поверхні зовнішнього відображення, які захищають оптичними прозорими шарами Al₂O₃, SiO₂, MgF₂ та ін.

Способами катодного розпилення й термічного випаровування можуть бути отримані дзеркала з плівками більшості металів, а також діелектриків.

6-й хімік. Срібні дзеркала на скляній основі до сих пір служать людям, але їх стійкість до дії високих температур та газів, що викликають корозію атмосфери, невысока. Тому в техніці їх по можливості замінюють родієвими. (слайд 32)  Відбивна здатність родію трохи менша, ніж у срібла (95%), проте родовані поверхні не тьмяніють навіть в атмосфері вольтової дуги. Родієм покривають рефлектори прожекторів і техничні дзеркала вимірювальних приладів різного призначення. Особливий блиск й красу родієве покриття надає ювелірним виробам.

1-й кореспондент. А яке дзеркало не «обманює», дає високоякіснее відображення?

7-й хімік. Найкращими виявилися дзеркала із індія. (слайд 33)  Однією з перших областей застосування індію стало виготовлення дзеркал, необхідних для астрономічних приладів, рефлекторів й тому подібних пристосувань. Виявляється, звичайне дзеркало не однаково відбиває світлові промені різних кольорів. Це значить, наприклад, що кольоровий одяг, якщо його роздивитися в дзеркалі, має дещо інший колір, ніж на справді.

Правда, око модниці, яка сидить перед дзеркалом, не в змозі зафіксувати та зміни в її вбранні, але для багатьох приладів світова фальсифікація неприйнятна. І срібні, і олов’яні, і ртутно-вісмутові дзеркала мають такий недолік. Індій не тільки має надзвичайно високу відбивну здатність, але й виявляє при цьому найбільшу об’єктивність. 

Ось чому, щоб світло, яке випромінюють далекі зірки, доходило до астрономів невикревленим, в телескопах встанолвлюють індієві дзеркала.

На відміну від срібла, індій не тьмяніє на повітрі, зберігає високий коефіцієнт відбиття. Між іншим, індій зіграв значну роль при захисті Лондону від масованих налетів німецької авіації під час другої світової війни (саме індієві дзеркала дозволяли прожекторам протиповітряної оборони в пошуках повітряних піратів легко пробивати мощними променями щільний туман на британських островах. Оскільки індій має низьку температуру плавлення (156,2 °С), під час роботи прожектора дзеркало постійно вимагало охолодження, проте англійське воєнне відомство йшло на додаткові витрати, із задоволенням підраховуючи число збитих ворожих літаків.

Учитель. Додам, що отримати дзеркальную поверхню можна, використовуючи не тільки метали, але і їх сполуки. (слайд 34)  Так, сульфід плюмбуму РbS – осад бурого кольору. Але його можна виділити із розчину свинцевої солі з добуванням дзеркальной поверхні. Свинцево-сульфідне дзеркало отримують, використовуючи яку завгодно розчинну сіль плюмбуму, наприклад плюмбум нітрат Pb(NO₃)₂ або ацетат Pb(CH₃COO)₂, гідроксиди натрію NaOH або калію KОН та тіокарбамід CS(NH₂)₂. При дії напдлишку NaOH на нітрат плюмбуму у водному розчині утворюються комплексна сполука – гексагідроксоплюмбат натрію.

Pb (NO₃)₂ + 6 NaOH = Na₄ [Pb(OH)₆] + 2NaNO₃.

Якщо до такого розчину додатиь тіокарбамід й рівномірно нагрівати, то можна відчути запах амоніаку NH₃.

Na₄ [Pb(OH)₆] + CS(NH₂)₂ = PbS↓+ 2NH₃↓ + Na₂CO₃ + H₂O + 2NaOH.

В ретельно вимитій та обезжиреній реакційній склянці сульфід плюмбуму висаджується на склі дзеркально блискучим шаром.

Цікаво, що в тонкому шарі (не більше 1•10^–3 мм) сульфід плюмбума PbS є фотоопором: електропровідність такого шару при освітленні різко збільшується.

2-й кореспондент. Час дізнатися, які бувають дзеркала?

1-й кореспондент. Та які властивості вони мають?

2-й кореспондент. Звернемося за роз’ясненнями до групи фізиків, нам необхідна їх допомога.

1-й фізик. (демонстрація дзеркал – плоского, увігнутого, випуклого). Роздивіться своє відображення у новорічній кульці. (слайд 35)  Чому зображення таке смішне?

1-й кореспондент. Поверхня випукла.

1-й фізик. Так, поряд з плоскими дзеркалами, якими ми зазвичай користуємося, існують увігнуті і опуклі. Зображення предмета в плоскому дзеркалі утворюється за дзеркалом, тобто там, де предмета насправді немає, на такій же відстані за дзеркалом, на якому предмет розташований перед дзеркалом. (слайд 36)  Предмет і його зображення в плоскому дзеркалі є симетричні фігури. Наприклад, дзеркальне зображення правої руки являє собою нібито ліву руку. Плоским дзеркалом широко користуються і в побуті, і в техніці при створенні різних пристроїв і приладів.
Якість дзеркала тим вище, чим ближче форма його поверхні до математично правильною. (слайд 37)  Максимально допустима величина мікронерівностей поверхні визначається призначенням дзеркала: для астрономічних і деяких лазерних дзеркал вона не повинна перевищувати 0,1 найменшої довжини хвилі (lmin) падаючого на дзеркало випромінювання. Відбивні поверхні увігнутих і опуклих дзеркал роблять сферичними, параболоидального, еліпсоїдними. Увігнуті дзеркала найчастіше концентрують енергію пучка світла, збираючи його, опуклі - розсіюють.
          1-й кореспондент. Чому поверхні одних предметів відбивають світло добре, а інших - так собі? Чому одні виглядають дзеркальними, а інші - матовими? Напевно, справа в тому, наскільки добре ці поверхні відполіровані?

1-й фізик. Дійсно, подивіться уважно на пристрій самого звичайного дзеркала (демонструє плоске дзеркало). Адже це не що інше, як плоске скло, покрите з одного боку рівною, ніби відшліфованої металевою плівкою. Завдяки склу ця поверхня металу може довго зберігатися плоскою і відмінно виконувати роль, як кажуть, прямого дзеркала. А тепер поглянемо на площину фанерною двері, пофарбованої білою фарбою (двері кабінету). Вона здається нам гладкою і світлою, але погодьтеся, що ніякого дзеркального ефекту немає. Придивившись, а ще краще поводив пальцем по поверхні фанери, ми переконаємося в її шорсткості. Значить, що падає на неї світло частково відбивається в різні боки. Іншими словами, світло розсіюється. Положення оптичного зображення, що дається дзеркалом, може бути визначено за законами геометричної оптики, воно залежить від форми поверхні дзеркала і положення зображуваного предмета. (слайд 38)  Колись спостереження за звичайними сонячними зайчиками навели на відкриття закону відбиття світла. Звучить цей закон досить просто: під яким кутом промінчик на дзеркало падає, під таким і відбивається. Трохи нахилу дзеркала, і відбитий промінь так само відхилиться убік. Завдяки таким властивостям відображення ми можемо побачити себе в дзеркалі. Якщо дзеркало рівне, то наше зображення в ньому буде таким же, як ми, тобто неспотвореним. Але згадайте «кімнату сміху» - варто зігнути поверхню дзеркала, як зображення предметів у ньому набувають неймовірні обриси. У повній відповідності з законом відбиття різні ділянки кривого дзеркала створюють кожен своє зображення, їх стає багато, і вони химерним чином накладаються один на одного. Використання закону відбиття світла дозволило людям не тільки розважати одне одного, але і створити багато корисних і важливих приладів.

2-й кореспондент. Ми підійшли до питання: де використовуються дзеркала?
         2-й фізик. Дзеркала використовуються в науці, техніці та медицині. Властивість вигнутих дзеркал концентрувати, фокусувати світлові промені широко використовується, наприклад, в телескопі. (слайд 39)  Хіба він не збирає з великої площі свого «очі» - об'єктиву - «урожай» світлових променів від далекої зірки? На сьогодні найбільші лінзи, використовувані в телескопах, доходять до 1 м в діаметрі. Бо'льшім розмірів важко досягти, і тому вигідніше вдаватися до увігнутим дзеркал. Найбільший телескоп-рефлектор виготовлений в нашій країні, діаметр його дзеркала дорівнює 6 м. Фокусуючи промені за допомогою увігнутого дзеркала, він підсилює світність зірки і дозволяє нам її розгледіти. Якщо у фокусі подібного дзеркала розмістити джерело світла, то промені, відбившись від дзеркала, вийдуть з нього рівним і потужним пучком. Це застосовується в кишенькових ліхтариках. А якщо направити промені не на увігнуту, а на опуклу сторону дзеркала? Легко здогадатися, що тоді промені будуть не збиратися разом, а, навпаки, розсіюватися. (слайд 40)  Такий ефект виявляється, якщо подивитися в блискучий опуклий бік чайника. Опуклі дзеркала, використовувані водіями, дозволяють розширити сектор огляду - в них видно більше предметів. Вам, напевно, траплялися такі дзеркала на перонах станцій метро у головного вагона?

Дзеркала, що застосовуються в поєднанні з лінзами, утворюють групу дзеркально-лінзових систем. (слайд 41)  Дзеркала з вигнутою поверхнею використовуються в прожекторах кораблів, маяках, фарах машин, в мікроскопах.

Як вести спостереження за полем бою солдатові, що сидить в окопі, якщо кулі свистять так, що не висунути і голови? Як дізнатися капітану корабля, не видавши її присутності, що відбувається на поверхні моря? Зрозуміло, ви згадали про перископ. (слайд 42)  Цей прилад легко зробити самим з допомогою двох дзеркал. Перше з них, відбивши горизонтальний промінчик, зробить його вертикальним. Друге, розташоване внизу, навпаки, «зловивши» прямовисний промінь, відобразить його горизонтально - прямо до наших очей. Дзеркала застосовують для додаткового підсвічування, наприклад, при кінозйомці. (слайд 43)  Відбивні властивості плоских дзеркал використовують в видошукачах фотоапаратів і знімальних камер. (слайд 44)  У медицині з дзеркал найбільш поширений лобовий рефлектор - увігнуте дзеркало з отвором посередині, призначене для направлення вузького пучка світла всередину очі, вуха, носа, глотки і гортані. Дзеркала різноманітних конструкцій і форм застосовують також для досліджень в стоматології, хірургії та т.д. З успіхом вони використовуються в кабінетах психологічного розвантаження (дзеркало релаксації).
         2-й кореспондент. (слайд 45)  А ще дзеркала допомагають нам розглянути себе, причому з різних боків. Випускають навіть тристулкові дзеркала, завдяки яким ми можемо побачити, як виглядаємо збоку. (слайд 46)  У перукарнях за допомогою другого дзеркала вам покажуть, чи добре підстрижений ваш потилицю. (слайд 47)  У старовинних замках влаштовували цілі системи дзеркал, що передають зображення людей з однієї кімнати в іншу.

1-й кореспондент. Ми, сучасні люди, так звикли до дзеркал, що на них іноді не звертаємо уваги. А був час, коли дзеркало здавалося дивом, коли воно цінувалося на вагу золота. Дзеркала вставляли в кільця і ​​сережки замість дорогоцінних каменів. Дзеркалами прикрашали житла. У багатих будинках були навіть дзеркальні кімнати - стіни, стелі, двері - все з дзеркал. Знатні дами замовляли собі сукні, обшиті шматочками дзеркала.

2-й кореспондент. А традиція ворожити за допомогою дзеркал? Потрібна допомога літераторів.

1-й литератор. (слайд 48)  Гадания были широко распространены на Руси. Так, в балладе русского поэта Василия Андреевича Жуковского «Светлана» упоминается о гадании возле зеркала: (слайд 49) 

Вот в светлице стол накрыт
Белой пеленою;
И на том столе стоит
Зеркало с свечою;
Два прибора на столе.
«Загадай, Светлана;

В чистом зеркала стекле
В полночь без обмана
Ты узнаешь жребий свой:
Стукнет в двери милый твой
Легкою рукою;
Упадет с дверей запор;
Сядет он за свой прибор
Ужинать с тобою».
Вот красавица одна;
К зеркалу садится;
С тайной робостью она
В зеркало глядится;
Тёмно в зеркале; кругом
Мертвое молчанье;
Свечка трепетным огнем
Чуть лиет сиянье…

Александр Сергеевич Пушкин (слайд 50)  в романе «Евгений Онегин» повествует о святочных гаданиях: (слайд 51) 

Морозна ночь, все небо ясно;
Светил небесных дивный хор
Течет так тихо, так согласно…
Татьяна на широкий двор
В открытом платьице выходит,
На месяц зеркало наводит;
Но в темном зеркале одна
Дрожит печальная луна…

Существует много методов гадания с применением зеркала. Самые известные – с помощью двух зеркал и свечи или с помощью одного зеркала и свечи. Святочные гадания на жениха известны с давних времен. И сейчас гадают таким образом, кто в шутку, а кто и всерьез. И даже то, что начинается как шутка, становится чем-то серьезным и настоящим, когда перед тобой в темноте разворачивается бесконечный зеркальный коридор.

1-й корреспондент. Конечно, в каждой стране существуют свои поверья, приметы и гадания, связанные с зеркалами. Все легенды объединяет одно: к зеркалу относятся с опаской, видя в нем предмет магический, таинственный, волшебный.

2-й корреспондент. Вот-вот, здесь скорее больше сказочного вымысла, чем правды.

Хотя… я люблю сказки. Давайте вспомним, в каких из них упоминается зеркало?

2-й литератор читает отрывки из литературных произведений: (слайд 51)  В.И.Губарева «Королевство кривых зеркал», (слайд 52)  А.С.Пушкина «Сказка о мертвой царевне и семи богатырях» (слайд 53 відео уривок із м/ф)  , (слайд 54)  Г.Х.Андерсена «Снежная королева», (слайд 55)  Л.Кэрролла «Алиса в Зазеркалье».

1-й кореспондент. Льюїс Керролл був математиком. Цікаво, а які закони Задзеркалля він описав у своїй безсмертній книзі «Аліса в Задзеркаллі»? Я читав цю книгу, але там все так заплутано.
         2-й кореспондент. Давай попросимо групу математиків внести ясність у це питання.
         Математик. (слайд 56)  У дзеркалі всі предмети «перевертаються», постають перевернутими. Якщо ви протягнете своєму відображенню праву руку, то побачите, що воно простягає вам ліву.
Але чому в своєму дзеркальному відображенні ми бачимо, що дзеркало змінює ліву і праву сторони, але не змінює верх і низ, хоча, за умовами симетрії, мінятися повинні всі напрямки? Виявляється, коли ми стоїмо перед дзеркалом, то подумки як би обходимо його збоку і стаємо за ним. Тому змінюється праве з лівим. Закони руху в Задзеркаллі так само вивернуті, як і нерухомі відображення. Справді, якщо у відповідь на помах правою рукою відображення махає лівою, то, якщо ви бажаєте потрапити в якесь місце в Задзеркаллі, потрібно йти прямо в протилежну сторону. Маленька героїня Керролла цього не знала, тому «куди б вона не йшла, де б не звертала, всякий раз, хоч убий, вона виходила знову до дому». І тільки пішовши в протилежному напрямку, вона вийшла туди, куди хотіла.

1-й кореспондент. Дивно! Просто дива!

Учитель. Але чудеса зустрічаються не тільки у вигаданому світі. Вчених, які займалися дослідженням і розробкою нових матеріалів для унікальних дзеркал, чекали не менш сильні переживання і захоплюючі відкриття, ніж ті, що дісталися Алісі при зустрічі з жителями Задзеркалля.

Початок було покладено дослідженням оптичних тонких плівок рідкоземельних металів ітрію і лантану. Ці метали, як і більш поширені лужноземельні (магній, кальцій та інші), здатні поглинати водень і утворювати гідриди, які при нагріванні можуть розкладатися, знову виділяючи водень. (слайд 57)  Згідно зі статтею в журналі «Nature», сплав магнію з рідкоземельних металом гадолиния легко, всього за 1 с, переключається з дзеркального стану при малих тисках водню на прозоре при великих. Правда, з'ясувалося, що у вивченій системі не два оптично різних стану, а три і при середніх тисках водню плівка сплаву і не дзеркальна, і не прозора, а просто темна. Ще одна складність полягає в тому, що прозорість досягається тільки при тиску водню вище атмосферного. Як же сьогодні може виглядати «перемикається» дзеркало? Уявімо собі вікно з двома прозорими стеклами, як у звичайних житлових будинках нашої кліматичної зони. На одному із стекол з внутрішньої сторони нанесена тонка плівка сплаву, поверх неї - ще тонша, всього в 20 нм, прозора плівка паладію (легко поглинає водень і може переносити його в сплав). До герметично закритому простору між стеклами ведуть трубки для подачі та відкачування водню. До системи підключено джерело водню, наприклад той же сплав, але у вигляді порошку: при одній температурі він поглинає водень, при іншій - виділяє. При подальшій розробці у вікнах-хамелеонах, напевно, будуть використовувати більш прості, електрохімічні способи насичення сплаву воднем. Простір між стеклами можна заповнити лужним розчином, який при пропущенні струму стане дисоціювати, виділяючи водень, або, навпаки, з'єднуватися з воднем.

2-й кореспондент. Де ж можна використовувати такі вікна, що змінюють свої властивості?
Учитель. Вони, звичайно ж, залучать архітекторів, оскільки дають можливість побудувати будівлі з незвичайним ефектом. Здатність до перемикання можна використовувати для створення дисплеїв, освітлювальних систем, дорожніх покажчиків і багато чого іншого.

1-й кореспондент. Незвичайні вікна можуть регулювати освітленість квартири, шкільного класу або інших приміщень: мало сонячного світла - вони прозорі, надмірно багато світла - вони дзеркальні, відбивають, створюють прохолоду. (слайд 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64) 

2-й кореспондент. Здається дивним, що звичайне  дзеркало, має стільки таємниць, загадок! Скільки простору для нових відкриттів, винаходів.

1-й кореспондент. Давайте запитаємо у групи винахідників: які відкриття, пов’язані з дзеркалами, були зроблені останнім часом?

1-й винахідник. (слайд 65)  Унікальне дзеркало винайшли в Японії в 2004 р. Воно дає не дзеркальне, а пряме відображення об`єкту. В новому дзеркалі людина баче себе так, як її бачать інші. Для цього зібрали свого роду акваріум з трикутним розрізом, заповненим водою. Дві його стінки утворюють звичайні дзеркала, сполучені  під прямим кутом відбиваючими поверхнями всередину, а третя стінка – прозоре скло. Воно і є лицевою стороною пристрою, який дає «недзеркальне» відображення предметів. Просто об`єкти відбиваються в ньому двічі. Дивитися в таке дзеркало дуже незвичайно, оскільки ефект порушує стійку звичку до зворотного відображення. Але винахідники вважають його корисним, наприклад, для артистів або спортсменів.  

2-й винахідник. (слайд 66)  Спеціалісти Національного політехнічного інституту Мексики працюють над створенням електронної системи – так званого дзеркала майбутнього, здатного прогнозувати еволюцію обличчя людини. Пристосування, здатне створити перспективну фотографію людського обличчя, буде незамінним при розшуку людей, які загубилися багато років тому. Система отримала назву «Катун», на ім`я бога у племені майя, що мешкали на території Мексики в доколумбову епоху. Електронний пристрій створюється на базі процессору «Пентіум». Щоб побачити себе в зрілому віці потрібна лише фотографія.  

Учитель. Які питання вас ще цікавлять?

1-й кореспондент. Після нашего інтерв`ю у мене з`явилася така повага до звичайних дзеркал, що не можу не запитати: як за ними слід доглядати? Заслухаємо наших експертів.

Експерт. (слайд 67) 

• Дзеркала бояться сирості та сонця. Яскраві сонячні промені не повинні падати прямо на дзеркало.

• Дзеркало краще усього витирати сухою м`якою ганчіркою, а один-два рази на місяць протирати не залишаючи волокон полотняною ганчіркою, змоченою оцтом. Дзеркало буде блискучим, якщо до води, в якй його миють, розвести небагато синьки. Можна також протирати дзеркало настоянкою чаю.

• Дзеркало, засиджене мухами, краще за все протирати розрізаною цибулиною, вимити холодною водою. Нашатирний спирт застосовувати не слід.

• Якщо задня сторона дзеркала нічим не захищена, її неможна витирати сирою ганчіркою, потрібно обережно, щоб не подряпати, стерти або змести з неї пил.

• Дзеркало швидко псується, якщо знаходиться у приміщенні з підвищеною вологістю. Для подовження строку служби дзеркала слід створити герметичний прошарок між ним та рамою. Для цього дзеркало виймають з рами, а на пази намащують тонкий шар склянної шпаклівки. Після чого дзеркало ставлять на місце й обережно прижимають. Потім поверх захистного шару, на зворотному боці дзеркала, наносять ще два шари масляного лаку.

• Одеколон легко знімає із дзеркал дрібні крапельки лаку для волосся.

• Для кращого зберігання дзеркал у ванній та інших вологих приміщеннях, треба мастити зворотний бік (амальгаму) сумішшю з розтопленого воску й скипидару у співвідношенні 1:2.

(Всем обучающимся раздаются памятки по уходу за зеркалами.)

1-й кореспондент. Час підводити підсумки. Нас оточує світ дзеркал. Ми звикли до них. Ми спокійно дивимося в дзеркало вранці, поправляємо зачіску або посміхаємося своєму відображенню. І зовсім не замислюємося, що дзеркало – не на стільки просте, яим здається на перший погляд.

2-й кореспондент. Ми пізнаємо себе, ми ідентифікуємо себе, порівнюємо з іншими людьми, а це можна зробити тільки за допомогою дзеркала.

 

Учитель. (слайд 68)  Я предлагаю вам закончить вашу будущую статью таким стихотворением:

Нам лица наши зеркало покажет,
Познать себя и мир оно позволит.
О горестях, о радостях расскажет.
Да, призадуматься над этим стоит!

Казалось бы, что зеркало – пустяк.
Кусок стекла. Металл с обратной стороны.

Но стоит что-то сделать нам не так –
Процесс зеркальный изменить – и вот,
Увы… Ни отраженья нет, ни глубины!

О зеркало! Магический предмет!
Ты – сплав стекла, металла, мастерства.
Пригодно в телескопе, в маяке,
И модница к тебе добра.

В калейдоскопе, в микроскопе, в фонаре,
В видеокамере, в прожекторе найдется
С тончайшей пленкою металла на стекле
Деталь важнейшая, что зеркалом зовется.

Ось підійшов до завершення наш урок. Кореспонденти зібрали багатий матеріал для своєї статті.

Ми спробували об`єднати розрізнені факти про дзеркала із різних областей знань – хімії, фізики, історії, літератури, математики. (слайд 69) 

Учитель висловлює свою думку про урок, оцінює роботу учнів та організує рефлексію учнів за питаннями.

1. Який ваш внесок в урок?

2. Де вам знадобляться знання, отримані на уроці?

3. Що особисто для вас дав цей урок?