A fizikatanítás pedagógiája című felsőoktatási tankönyv(letölthető ...

Ptolemaiosz és követői geocentrikus világképétől kiindulva, Kopernikusz
és Galilei heliocentrikus kozmológiáján át jutunk el a modern képig. A Föld
immár úgy jelenik meg, mint egy átlagos csillag körül keringő közepes méretű
bolygó, valahol egy közönséges spirál-galaxis külterületén. Ez a galaxis maga
is csak egyike a megfigyelhető milliárdnyi galaxisnak. (Howking 1988)
3.6.2. Kapcsolódási lehetőségek
A földrajz tanítása során nagyon sok jelenséget csak a tanulók fizikai ismereteivel
lehet megmagyarázni. Általánosságban elmondható, hogy ezek a magyarázatok
általában követik a jelenség megismerését, mivel azt a földrajz jóval előbb tanítja, ezért
a fizika órákon ezekre vissza kell utalni, magyarázattal ellátni. A teljesség igénye nélkül
a következő témaköröket lehet érinteni:
A földfelszín alakulásában működő erők, árapály (gravitáció),
A kontinensek úszása (úszás, sűrűség),
Szélrendszerek a forgó Földön
Az időjárás elemei, az éghajlat (halmazállapot-változások, fajhő, felhajtóerő),
Földrengések (hullámtan)
Az égitestek mozgása (gravitáció, sebesség)
Villámlás, a Föld mágnessége (elektromosságtan)
Különböző létesítmények, mint erőművek telepítési feltételei
Energiahordozók
A csillagok keletkezése, fejlődése a Föld keletkezése, alakja, fő mozgásai,
mesterséges égitestek, űrkutatás
Az ásványok és kőzetek keletkezése, az olvadás, a fagyás fogalmai
A földtani szerkezet és az ásványkincsek előfordulása, mérési lehetőségek (Eötvös
Loránd)
3.6.3. Néhány jellegzetes példa
A villámokról és a földi elektromosságról
Földünk radioaktív sugárzása és a kozmikus sugárzás következtében a légkörben pozitív és negatív ionok keletkeznek,
melyek egyensúlyban vannak. Zavartalan légköri viszonyok esetében a pozitív ionok 60-70 km magasban vannak, míg
a Föld felszíne negatív töltésű. A térerősség a talaj közelében 100-130 V/m. A magasan kiemelkedő tárgyak, pl. fák,
épületek, azonban ezeket az ekvipotenciális felületeket erősen deformálják. Ezért a felfelé nyúló csúcsokon
koronakisülések lépnek fel, melyeket Szent Elmo tüzének is neveznek.
Zivatarok alkalmával a térerősség 100 000 V/m-ig is nőhet. Ezt a töltések szétválása hozza létre a zivatarfelhőkben. A
20-40 m/s-os, heves felszálló széláramlatok nagy víztömeget porlasztanak szét pozitív és negatív ionokra. Ennek a
szétválásnak a következtében a felső felhők pozitív, az alsók pedig negatív töltést nyernek, így 10 8 – 10 9 V feszültség is
kialakulhat, és a felhőkben 100 km hosszúságú villámok, kisülések keletkezhetnek. Igen magas épületek csúcsairól is
indulhatnak ki villámok az alsó felhőrétegek felé. A villámlás időtartama rövid, mindössze 3-680 mikrosecundum. Az
átlagos energia, amit a villám szállít 10 kWh körül van. Egy villámcsatornában – a kisülés által bejárt cikk-cakkos
vonalon -5-6 kisülés megy végbe általában.
A heves kisülések hatására a nitrogénmolekulák hármas kötései is felbomlanak, így az oxigénnel reakcióba lépve
nitrogénoxidok is keletkeznek, melyek aztán vízben oldódva, különböző nitrogénvegyületek formájában az esővízzel
együtt kerülnek a földre. A magyarázat a kémiával való koordinációt is igényli.
85