Физики фронту

IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Физики фронту

Леханов С.А. 1
1МОУ "Кривозерьевская СОШ"
Карабанова Р.К. 1
1МОУ "Кривозерьевская СОШ"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1.ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Наша страна в этом году отмечает один из незабываемых праздников страны - 75-летие Великой Победы. Этот день занимает особое место среди отмечаемых праздников в нашей стране.

Нам, сегодняшним школьникам, мало известно о подвигах советских ученых в годы войны, об открытиях и изобретениях, сыгравших немаловажную роль в победе над фашизмом. Данная работа рассказывает о деятельности выдающихся физиков в годы войны, их мужестве, героизме, самоотверженном труде, благодаря чему, наша армия была обеспечена новым вооружением, новыми технологиями и одержала победу.

Данная работа особенно актуальна в этот год и направлена на повышение интереса к героизму людей науки. Нужно знать не только о тех людях, кто сражался на поле боя, кто сложил свои головы для нашего будущего. Нужно знать и о тех, кто стремились все свои знания и силы направить на помощь Красной Армии в ее жестокой борьбе с фашизмом.

На уроках истории, литературы и географии мы изучали историю нашей Родины. Немало времени уделяли изучению материала, связанного с Великой Отечественной войной на уроках физики. Меня заинтересовал вопрос о том, какие открытия помогли победить фашизм, хотелось больше узнать о военном времени, об ученых, внесших свой бесценный вклад в Победу.

За основу своей работы я взял проведенное тестирование (Приложение 1) среди учащихся 5-11классов, и выявленные пробелы в кругозоре наших сверстников. О людях науки, трудившихся дни и ночи в годы Великой Отечественной войны, обучающиеся знают мало. Мне захотелось познакомить со своими информационными исследованиями учащихся нашей школы. В этом заключается практическое значение нашей работы.

Цель: вспомнить, перечислить открытия, изобретения, конструкторские находки, ставшие решающими факторами в деле Победы и принесшие славу и приоритет советской науке.

Задачи:

Обучающие: систематизировать знания по физике; изучить, какие достижения физики использовались во время войны; что было открыто в период Великой Отечественной войны.

Развивающие: развивать умение работать с дополнительной литературой по физике, совершенствовать умение выделять главное, продолжить формирование умений обобщать данные на основе приобретенных знаний.

Воспитательные: воспитывать патриотизм, интернационализм, чувство гордости за достижения советской науки и народа; воспитывать волю к победе на исторических примерах.

Гипотеза:

Если бы не было такого бурного развития советской науки, смогли бы мы одержать победу в самой страшной войне за всю историю человечества.

Методы и методики исследования:

1. Изучение литературы;

2. Поиск материалов по «Интернету».

3. Опрос учащихся 5-11 классов. Обработка данных опроса.

4. Подбор материалов и слайдов на компьютере.

5. Поиск музыкального оформления.

6. Проведение презентации проекта.

Этапы проведения проекта:

1.Подготовительный (погружение в проект): выбор темы и ее конкретизация; определение цели и формулирование задач; поиск источников информации и определение списка литературы.

2.Поисково-исследовательский этап: определение источников информации; планирование способов сбора и анализа информации; сбор и систематизация материалов.

3.Трансляционно-оформительский этап: «предзащита» проекта; доработка проекта с учетом замечаний и предложений; подготовка к публичной защите проекта.

4.Заключительный этап: публичная защита проекта; подведение итогов, анализ.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

22 июня... Когда листок календаря с этим числом, невольно вспоминается уже далекий 1941 год, быть может, самый трагический, но и самый героический в многовековой истории нашего Отечества. Кровь и боль, горечь потерь и поражений, гибель родных, героическое сопротивление и самоотверженный, до изнеможения труд в тылу и, наконец, первая победа над страшным врагом - все это было в 1941 году. Тяжелые годы 1941- 1945.

Защита Родины была выполнением великой исторической миссии спасения человечества от фашистской угрозы. Наука и высшая школа, ее профессора, преподаватели, сотрудники и студенческая молодежь стояли перед лицом новых и сложных задач, серьезных трудностей и суровых испытаний. История войны – это не только история боевых действий, это и экономическая, и политическая, и научная история.

Чем дальше в прошлое уходит война, тем более значимым для нас становится подвиг советского народа в Великой Отечественной войне, тем весомее считается вклад учёных и конструкторов в эту победу. Физика – одна из наук на основе, которой базируется техника. Во время войны роль науки в развёртывании военного производства была огромна, что позволило не только выстоять в войне, но и победить.

Великая Отечественная война – «война моторов», «дуэль умов», «сражение мысли».

22 июня 1941 года фашистская Германия вероломно напала на нашу Родину, чтобы поработить ее и уничтожить. Смертельная опасность нависла над первым в мире государством рабочих и крестьян. Для всех советских людей началась священная и грозная битва за жизнь, свободу и независимость, началась Великая отечественная война.

Советские ученые, конструкторы, инженеры с первых дней войны были полны решимости отдать все свои силы, знания, весь свой труд и опыт великому делу разгрома фашизма. «Все для фронта, все для победы!» – эти слова стали девизом миллионов. Как никогда был ясен тезис о войне: «…берет верх тот, у кого величайшая техника, организованность, дисциплина и лучшие машины…» Развернувшаяся битва стала не только смертельной схваткой двух миров -социализма и фашизма, – но и « войной моторов», «дуэлью умов», «сражением мысли», линия фронта как бы незримо прошла через конструкторские бюро и исследовательские институты. В них ковалось оружие победы. Набатом звучал призыв: «Всегда опережать технику врага».

2. В небе фронтовом. Изобретения для воздушных войск.

 Значительную роль в создании современного оружия играет техника, основой которой служит физическая наука. Какой бы новый вид вооружения не создавался, он неминуемо опирается на физические законы: рождалось первое артиллерийское оружие – приходилось учитывать законы движения тел (снаряда), сопротивление воздуха, расширение газов и деформацию металла; создавались подводные лодки – и на первое место выступали законы движения тел в жидкостях, учет архимедовой силы; проблемы бомбометания привели к необходимости составления таблиц, позволяющих находить оптимальное время для сброса бомб на цель.

С первых дней войны по решению ЦК партии и Государственного комитета обороны были эвакуированы научные учреждения и вузы с прифронтовой полосы в г. Казань. Нужно было во, чтобы то ни стало сохранить учёных и научную базу страны.

2 .1. Флаттер

Флаттер — это слово наводило ужас на летчиков-

испытателей в предвоенные годы. Но вот в борьбу с

этим, тогда таинственным явлением, вызывающим

разрушение самолетов в воздухе, вступили математики

и механики. После того, как профессором М.В.Келдышем(см.Приложение 2) была разработана математическая теория флаттера, таинственность этого явления исчезла. Ученым были даны рекомендации, которые требовалось учитывать при конструировании самолетов. Их приняли во внимание, и за время войны не было случаев разрушения самолетов из-за флаттера. Что это за явление?

Флаттер — это сочетание изгибных и крутильных колебаний крыльев, хвостового оперения и других элементов самолета. Возбуждение колебаний происходит самопроизвольно, причем с большой амплитудой и ведет к разрушению машины.

2.2.Самолеты

Знаменитый авиаконструктор С.А.Лавочкин писал: «Я не вижу моего врага – немца-конструктора, который сидит над своими чертежами … в глубоком убежище. Но, не видя его, я воюю с ним … Я знаю, что бы ни придумал немец, я обязан придумать лучше. Я собираю всю мою волю и фантазию, все мои знания и опыт … чтобы в день, когда два новых самолета – наш и вражеский – столкнутся в военном небе, наш оказался победителем».

В суровые военные будни, отводя на сон два-три часа в сутки, Семен Алексеевич Лавочкин создавал новый быстроходный, маневренный, хорошо вооруженный истребитель Ла-5.(см.Приложение 3) Чтобы сделать машину стремительной и более «живучей», конструктор поставил на нее звездообразный двигатель конструкции А. Д. Швецова; этот двигатель имел большую мощность и воздушное охлаждение, что делало его более надежным (в случае пробоя системы охлаждения двигатель не выходил из строя за счет перегрева). Была также переделана головная часть самолета, сменено горизонтальное «оперение» и крыло, усилена броневая защита летчика. Новый самолет был создан в кратчайший срок. Уже через две недели после испытания опытного образца его производство было запущено в серию, вскоре машины пошли в бой. Первые полки истребителей Ла-5 участвовали в сражениях уже осенью 1942 года: они громили фашистов под Сталинградом и помогли превратить небо над городом в «грандиозную мясорубку для немецкой авиации». В 1943 г, когда страна подводила итоги битвы на Волге, С.А. Лавочкин за свой творческий вклад в эту победу получил высокое звание Героя Социалистического Труда. В 1943 г Военно-воздушные силы получили еще одну отличную машину. Под руководством авиаконструктора А.С. Яковлева на базе самолета Як-1 был сконструирован самый легкий (всего 2650 кг) и маневренный истребитель второй мировой войны Як-2.(см.Приложение 4). Во время войны были созданы и усовершенствованы другие типы самолетов. В 1943 году был создан пикирующий бомбардировщик Ту-2.(см.Приложение 5). конструктора А.Н. Туполева, поднявший 3000 кг бомб, развивающий скорость 547 км/ч, а в 1944 году – штурмовик ИЛ-10 конструктора С.В.Ильюшина с устойчивой броней и вооружением. Этот самолет покрыл себя неувядаемой славой, прозванный фашистами «летающим» танком, «черной смертью».

О наших самолетах говорили: «Славьтесь гордые в атаке «Илы», «Лавочкины», «Яки» – боевые корабли».

3. Огнестрельное оружие.

3.1. Автомат Калашникова

Основное стрелковое оружие российской пехоты - автомат

Калашникова. Разработка начата в 1943 году сержантом Калашниковым в госпитальной палате. Автомат создан «солдатом для солдат», как говорят военные, в 1947 году. (см.Приложение 6). Принят АК-47 на вооружение Советской Армии в 1949 году, а старшему сержанту Калашникову присуждена была Сталинская премия. И сейчас АК не потерял своей актуальности: на него могут крепиться подствольный гранатомет ГП-25 или ГП-30, устанавливаться ночные или оптические прицелы и приборы для беззвучной или беспламенной стрельбы. Это оружие родилось в госпитальной палате

3.2. Катюша

«Говорит пехота: Чистая работа! Где ударит «Катя», фрицу не пролезть. Воевать охота, — говорит пехота, — Раз у нас такая пушка есть! Влево и направо, бьет врагов на славу. Впереди — горячий бой. Огненную лаву на врагов ораву сыплет «Катя» щедрою рукой». Эти стихи написаны военврачом С.Семиным на фронте в июле 1942 г.

Оружие — «катюша». «Катюши» — реактивные артиллерийские установки, выпускающие реактивные снаряды. Впервые вступили в бой 14 июля 1941 г. в Белоруссии(под Оршей) под командой капитана Флерова.(см.Приложение 7).

У г. Орши, там, где батарея произвела первые залпы,установлен памятник, на котором застыла могучая «катюша», как символ постоянной готовности к ратному подвигу во имя свободы, независимости и счастья нашей Родины. Созданию оружия предшествовала работа группы ученых и конструкторов: Н.И.Тихомирова, В.А.Артемьева, Б.С.Петропавловского, Г.Э.Лангемака, И.Т.Клейменова и других. Для совершенствования оружия было создано конструкторское бюро во главе с В.П.Барминым. Применение нового оружия сулило немало выгод. Дело в том, что общий уровень развития военного дела, достигнутый к тому времени, предъявлял растущие требования к маневренности артиллерии и увеличению плотности огня. С этой целью совершенствовались обычные артиллерийские системы. Однако требовались и принципиально новые решения. Пуск снаряда за счет реактивного двигателя практически исключал действия силы отдачи, вследствие чего появлялась возможность значительно упростить и облегчить конструкцию лафета. Применение реактивного двигателя исключало также необходимость изготовления специальных стволов из высококачественной стали, экономия которой в условиях массового производства вооружения приобретала весьма важное значение. Сравнительно небольшой вес и простота устройства направляющих полозьев для пуска реактивных снарядов обеспечивали их монтаж на автомобильных шасси повышенной проходимости, тракторах, танках, а также кораблях и даже на самолетах. Это обеспечивало высокую мобильность реактивной артиллерии. Но, пожалуй, главным было то, что простота устройства и сравнительно небольшой вес нового оружия открывали широкие возможности создания многозарядных боевых реактивных систем, способных вести стрельбу массированно, залпами, создавая высокую плотность огня.

Советские «Катюши» внесли свой вклад в историческую победу нашей армии над гитлеровскими полчищами.

3.3.«Броня крепка и танки наши быстры...»

И в конструкторских бюро танкостроителей полным ходом шла напряженная творческая работа. В 1943 г под руководством инженеров Ж. Я. Котина, А.И. Благонравова, Н.А. Духова в краткие сроки был создан новый советский тяжелый танк Ис-2. Его масса была 45 т., по технической характеристике значительно лучше: толщина брони 90-120 мм, скорость до 52 км/ч. Танк имел мощное вооружение: пушку 122 мм калибра, и 4 пулемета. Создание Ис-2 явилось блестящим научно-техническим достижением. Эта машина была признана одной из самых лучших в истории войны.(см.Приложение 8). На базе танка Ис-2 – в 1944 г„ был создан ряд тяжелых самоходных артиллерийских установок, в том числе Ису-152 своими огневыми залпами эта гусеничная «царь-пушка» громила врага в конце войны. Появление на полях сражений машин Ис-2 и Ису-152 похоронило надежды гитлеровских захватчиков на техническое превосходство их танков – «пантер, тигров, фердинандов». Откуда же брались снаряды, мины, авиабомбы в то время, когда их не из чего было получить?

Но их делали, из чего? Из материалов, которые раньше совершенно не предназначались для такой цели.

Нафталин, например, служил всегда, чтобы убивать моль, а во время войны он стал исходным материалом для производства… взрывчатки

Н.А.Астров - ведущий разработчик лёгких танков военного периода. Т-60 отличался мощным вооружением, усиленным бронированием, меньшей высотой машины. Развивал скорость до 42 км/ч. Небольшой вес машины позволял уверенно передвигаться по льду.

Ведущим инженером Н.Н. Козыревым в конструкторском бюро Завода № 37 г.Москвы был пущен Т-37А - советский малый плавающий танк. Для обеспечения плавучести танк был оснащен дополнительными поплавками, размещенными вдоль бортов корпуса. Развивал скорость на суше до 40 км/ч, а на плаву - до 6 км/ч.

Ну, и конечно, нельзя забыть о знаменитой «34-ке» .(см.Приложение 9).

Под руководством главного конструктора Уральского танкового завода А. А. Морозова был выпущен самый массовый средний танк Второй мировой войны T-34. Отличается он оптимальным соотношением между основными боевыми, эксплуатационными и технологическими характеристиками. В феврале - марте 1944 года танки Т-34-85 начали поступать в войска. С 1944 г. -1945 г. Их было выпущено – около 26 тысяч.

3.4. Гаубица

В годы Второй мировой войны гаубица использовалась для решения следующих основных задач:

- уничтожение живой силы как открытой, так и находящейся в укрытиях полевого типа;

- уничтожение и подавление огневых средств пехоты;

- разрушение ДЗОТов и других сооружений полевого типа;

- борьба с артиллерией и мотомеханизированными средствами;

- пробивание проходов в проволочных заграждениях (при невозможности использовать минометы);

- пробивание проходов в минных полях.

Характерными особенностями гаубицы являются лафет с раздвижными станинами, большие углы возвышения и горизонтального обстрела, высокая подвижность при механической тяге.

Ствол гаубицы состоит из трубы, кожуха и навинтного казенника. Помещенный в казеннике затвор — поршневой, с эксцентрически расположенным отверстием для выхода бойка ударника. Закрывается и открывается затвор поворотом рукоятки в один прием. Взвод и спуск ударника производятся также в один прием оттягиванием курка спусковым шнуром; в случае осечки спуск ударника может быть повторен, так как ударник всегда готов к спуску. После выстрела гильза удаляется выбрасывающим механизмом при открывании затвора. Такая конструкция затвора обеспечила скорострельность 5-6 выстрелов в минуту.

Как правило, стрельба из гаубицы ведется при разведенных станинах. В отдельных случаях — при внезапном нападении на походе танков, пехоты или конницы, или если местность не позволяет развести станины — допускается стрельба при сведенных станинах. При разведении и сведении станин автоматически производится выключение и включение пластинчатых рессор ходовой части. В раздвинутом положении станины фиксируются автоматически. Благодаря этим особенностям переход из походного в боевое положение занимает всего 1-1,5 мин.

Прицельные приспособления гаубицы состоят из прицела, независимого от орудия, и панорамы системы Герца. В годы войны применялись прицелы двух типов: с полунезависимой линией прицеливания и с независимой линией прицеливания.

Гаубицу можно перевозить как механической, так и конной тягой (шестеркой лошадей). Скорость перевозки механической тягой по хорошим дорогам до 50 км/ч, по булыжным мостовым и проселочным дорогам до 35 км/ч. При конной тяге гаубицу возят за передком; при механической тяге ее можно перевозить непосредственно за тягачом.

Вес гаубицы в боевом положении 2450 кг, в походном без передка — около 2500 кг, в походном с передком — около 3100 кг.

122-мм гаубицы М-30 выпускались советской промышленностью в течение всей войны и широко использовались на всех фронтах. Относительно ее боевых качеств известно высказывание Маршала Г. Ф. Одинцова: «Лучше ее уже ничего не может быть». После начала войны наряду с решением задач по увеличению поставки артиллерийско-минометного вооружения фронту конструкторскими бюро и промышленными предприятиями разрабатывались и внедрялись в производство новые артиллерийские системы. В 1942 г. на вооружение поступила 76,2-мм дивизионная пушка обр. 1941 г. (ЗИС-3), конструкция которой при высоких боевых характеристиках полностью удовлетворяла требованиям поточного производства. Для борьбы с танками противника в 1943 г. была разработана 57-мм противотанковая пушка ЗИС-2 на лафете 76,2-мм пушки обр. 1942 г.

Несколько позже на вооружение поступила еще более мощная 100-мм пушка обр. 1944 г. С 1943 г. в войска начали поступать 152-мм корпусные гаубицы и 160-мм минометы, ставшие незаменимым средством прорыва вражеской обороны. Всего за годы войны промышленностью было выпущено 482,2 тыс. орудий.

3.5. Миномет

В ходе Великой Отечественной войны советское минометное вооружение непрерывно совершенствовалось. Были приняты на вооружение 50-мм, 82-мм и 120-мм минометы образца 1941 года, а также 82-мм и 120-мм минометы образца 1943 года. За разработку конструкции последнего из этих минометов главный конструктор одного из московских заводов А. Котов, известный советский шахматист, в 1944 году награжден орденом Ленина.

Значительный вклад в развитие минометного вооружения в годы войны внес главный конструктор другого московского предприятия А. Дмитриевский, ныне профессор, доктор технических наук.

Продолжавшиеся в Советском Союзе работы по повышению могущества минометов привели к созданию 160-мм миномета образца 1943 года конструкции лауреата Государственной премии И. Теверовского. .(см.Приложение 13). Во второй мировой войне ни в одной иностранной армии не было такого мощного и маневренного оружия. Немцы пытались разработать экспериментальные образцы 150-мм, 210-мм, 305-мм и даже 420-мм минометов. Однако ни один из них к концу войны так и не вышел из стадии проектировании. Неудачные попытки создать 155-мм и 250-мм минометы предпринимались и в США.

Опыт Великой Отечественной войны показал, что массовое применение минометов способствовало продвижению пехоты в наступлении в ее успеху в обороне. Насколько губителен огонь этого оружия, свидетельствует деятельность боевого расчета шести братьев Шумовых.

В 1942 году всех их определили в один расчет 120-мм миномета. Считалось, что миномет не годится для стрельбы по быстродвижущимся целям. Братья Шумовы опровергли это утверждение: "Когда наш расчет стреляет, в воздухе находится восемнадцать мин. Это значит, что в то время, как разрывается первая мина, мы опускаем в ствол двадцатую, а восемнадцать уже летят на врага". 13986 выстрелов сделал миномет Шумовых. 400 фашистов, 29 дзотов и блиндажей, 11 минометов и 13 пулеметов врага уничтожено его метким огнем.

4. Как физики спасали флот

Первый послевоенный период строительства подводных лодок в нашей стране характеризуется созданием подводных кораблей с усовершенствованными тактико-техническими характеристиками (по сравнению с подводными лодками периода Великой Отечественной войны). Увеличиваются автономность плавания, глубина погружения, надводная и подводная скорости, количество торпедных аппаратов и, конечно, водоизмещение. Но энергетическая установка по-прежнему остается дизель-электрической. Проводились

также эксперименты по созданию подводных лодок с единым двигателем, была построена опытная подводная лодка с этим видом энергетической установки, но дальнейшего развития это направление в энергетике подводных лодок не получило.

В этот период строились подводные лодки двух главных видов - морские и океанские (с повышенной автономностью плавания). Океанские подводные лодки совершали плавания не только в морях, прилегающих к побережью страны, но и в самые отдаленные акватории Мирового океана. Часть подводных кораблей уже имели к этому времени на вооружении баллистические и крылатые ракеты. Однако основным недостатком даже новых океанских подводных лодок оставались их неспособность длительно находиться в подводном положении и маневрировать на больших скоростях, а также необходимость часто и подолгу находиться для зарядки аккумуляторной батареи и пополнения запаса воздуха высокого давления под РДП (устройством, обеспечивающим работу дизелей под водой) либо в надводном положении.

Готовясь к войне, фашисты рассчитывали уничтожить основную часть нашего военного флота неожиданным ,мощным ударом, а другую «запереть» на морских базах с помощью различного типа мин – секретного и грозного оружия – и постепенно ликвидировать. Адмирал Н.Т. Кузнецов говорил, что кардинальную помощь флоту могла оказать только квалифицированная научная сила. И эта помощь пришла.

Еще до войны в Ленинградском физико-техническом институте под руководством профессора А.П. Александрова группой ученых были начаты работы по уменьшению возможности поражения кораблей магнитными минами. .(см.Приложение 14).

В их ходе был создан обмоточный метод размагничивания судов. Известно, что земной шар создает вокруг себя магнитное поле. Оно небольшое по величине, всего около десятитысячной доли Теслы. Однако его достаточно,ориентировать стрелку компаса по своим силовым линиям. Если в этом поле находится массивный предмет, например, корабль, и железа (вернее стали) в нем много, несколько тысяч тонн, то магнитное поле концентрируется и может увеличиться в несколько десятков раз. С одной стороны, для навигации с использованием компаса в качестве указателя направления движения корабля это мешает. Корабль искажает истинное направление земного магнитного поля, приходится учитывать влияние стального корпуса на компас. Но, с другой стороны, это усиленное кораблем магнитное поле может проявиться и таким образом, что способно привести в действие какой-нибудь механизм, поворачивающийся под влиянием магнитной силы и замыкающий электрическую цепь. В эту цепь можно включить детонатор, погруженный во взрывчатое вещество мины. Такие мины отличаются от обычных, на которые корабль непосредственно натыкается и этим вызывает взрыв, тем, что лежат на дне моря, и взрываются на расстоянии - под действием лишь магнитного поля корабля. С началом войны работа по размагничиванию судов активизировалась. К августу 1941 года ученые защитили от магнитных мин основную часть боевых кораблей на всех действующих флотах и флотилиях. Этот подвиг ученых увековечен памятником им в Севастополе. На кораблях специальным образом располагали большие катушки из проводов, по которым пропускался электрический ток. Он порождал магнитное поле, компенсирующее поле корабля, т.е. поле прямо противоположного направления. Все боевые корабли подвергались в портах «антимагнитной обработке» и выходили в море размагниченными. Тем самым были спасены многие тысячи жизней наших военных моряков. Понятно, что для такой работы потребовались знания физиков, хорошие физические лаборатории, что и определило ее успех.

В начале войны к ученым обратились представители инженерных войск с просьбой выяснить, нельзя ли разработать подобную мину не для кораблей, а для танков. Эта работа была сделана на Урале. Физикам предоставили несколько танков. Провели измерения магнитного поля под ними на разных глубинах. Оказалось, что поле довольно заметное, и можно было попробовать применить магнитный механизм для подрыва танков. Однако ставилось важное дополнительное требование: сама мина должна содержать как можно меньше металла. Ведь к тому времени уже были разработаны миноискатели.

Потребовалось придумать специальный сплав для своеобразной стрелки «компаса», замыкающего цепь, содержащую небольшую батарейку, сплав, легко намагничивающийся под действием поля танка. В результате работы суммарное количество металла ограничивалось 2-3 граммами на одну мину, а магнитик из сплава был настолько хорош, что позволял подорвать не только танк, но и автомашину. Что уж говорить о паровозах...

Работа группы ученых под руководством Игоря Васильевича Курчатова(см Приложение 10) в г. Севастополе была сопряжена не только с большой ответственностью, но и опасностью. Устройство мин, применявшихся фашистами, постоянно менялось, и для успешной борьбы с ними необходимо было изучить их устройство. Разборку мин неизвестной конструкции зачастую собственноручно производил сам Игорь Васильевич. Суровая действительность военного лихолетья заставляла рисковать жизнью даже крупнейшего ученого нашей страны.

5. «Всё для фронта, всё для Победы!»

5.1. «Дорога жизни»

В истории обороны Ленинграда, когда город 29 месяцев, более 2 лет, был во вражеском кольце, и в деятельности ленинградских ученых во время блокады есть эпизод, который связан с «Дорогой жизни». Эта дорога пролегала по льду замерзшего Ладожского озера: была проложена автотрасса, связывающая окруженный врагом город с Большой землей. От нее зависела жизнь. Вскоре выяснилось на первый взгляд совершенно необъяснимое обстоятельство: когда грузовики шли в Ленинград максимально нагруженные, лед выдерживал, а на обратном пути, когда они вывозили больных и голодных людей, т.е. имели значительно меньший груз, лед часто ломался и машины проваливались под лед. Руководство города поставило перед учеными задачу: выяснить, в чем дело, и дать рекомендации, избавляющие от этой опасности. Ученые под руководством Павла Павловича Кобеко провели исследования и выяснили причины: главную роль играет деформация льда. Эта деформация и распространяющиеся от нее по льду упругие волны зависят от скорости движения транспорта. Критическая скорость 35 км/ч: если транспорт шел со скоростью, близкой к скорости распространения ледовой волны, то даже одна машина могла вызвать гибельный резонанс и пролом льда. Большую роль играла интерференция волн сотрясений, возникающих при встрече машин или обгоне; сложение амплитуд колебания вызывало разрушение льда. (см.Приложение 11).

5.2.Разработки ученых в области металлургии и металловедения

«Дни и ночи у мартеновских печей

Не смыкала наша Родина очей.

Дни и ночи битву трудную вели:

Этот день мы приближали, как могли…»

В этой всем известной песне говорится о Дне Победы над фашизмом. Весомую отдачу на полях сражений дали разработки ученых в области металлургии и металловедения.

Сталь - сплав железа с углеродом (до 2 %) и другими элементами применялась для изготовления брони танков, пушек и др. Успешному решению поставленной задачи по созданию первых в мировой прак­тике танков с противоснарядным бронированием во многом содействовали разработчики новых марок матери­алов и технологии производства листовой брони, к работе по соз­данию толстобронированных танков также были привлечены литейщики, сварщики и другие специалисты.

В резуль­тате исследовательских и эксперимен­тальных работ в лабораториях и на заводах-изготовителях танковых бронекорпусов была разработана и освоена технология производства брони средней и высокой твердости, впоследствии использованной для изготовления бронекорпусов и башен новых танков KB и Т-34. Тогда же были отлиты толстобронные башни для опытных танков и эксперимен­тальных исследований. В эти работы значительный творческий вклад внесли Д.Я. Бадягин, И.И. Брагин, В.Б. Буслов, А.С. Завьялов, Г.Ф. Засецкий, Л.А. Каневский, Г.И. Капырин, А.Т.Ларин, B.C. Ниценко, Н.И. Перов, С.И. Сахин, С.И. Смо­ленский, Н.В. Шмидт и др.

Сплав меди и 50 % цинка- латунь- хорошо обрабатывается давлением и имеет высокую вязкость. Использовался для изготовления гильз, патронов и артиллерийских снарядов, так как обладает хорошим сопротивлением ударным нагрузкам, создаваемым пороховыми газами.

Труды академика Л.Ф. Верещагина позволили создать первую в мире установку по упрочению стволов минометов и других артиллерийских систем, в которых был использован принцип действия сверхвысоких давлений на кристаллическую структуру металла. Эта установка дала возможность увеличить срок службы орудий, их дальнобойность, а также применять для их изготовления менее качественные сорта стали.

Член-корреспондент АН СССР В.П. Вологдин разработал способ закалки металлов токами высокой частоты. Это сыграло большую роль в увеличении выпуска танков, так как метод значительно сокращает время нагрева стали и дает возможность отказаться от остродефицитных сортов металла. Производительность труда на операции термообработки снарядов возросла в 30-40 раз.

Академиком Е.О. Патоном предложен метод скоростной автоматической сварки металлов под слоем флюса, позволяющий лист стали толщиной в 35 мм сваривать в 30 раз быстрее, чем ручным способом, экономя при этом около 90% рабочей силы. Родина высоко оценила работу Института электросварки, указом Верховного Совета СССР в марте 1943 года 12 его специалистов были награждены орденами и медалями, а его директор Е.О. Патон удостоен звания Героя Социалистического Труда.

Здесь уместно отметить работы лауреата Нобелевской премии академика П.Л. Капицы. Чтобы обеспечить чрезвычайно возросшую потребность различных отраслей военной промышленности в жидком кислороде, Петр Леонидович с группой сотрудников Института физических проблем сконструировали самую мощную в мире сжижительную установку. Она давала 2000 кг жидкого кислорода в час и резко отличалась от имеющихся аналогов тем, что сжижение происходило при давлении всего в 6 атмосфер (ранее требовались давления порядка 200 атмосфер), занимаемая установкой площадь сократилась в 4 раза, а производительность ее возросла в 6-7 раз. Наряду с этим П.Л. Капицей предложен эффективный метод борьбы с неразорвавшимися фашистскими бомбами и снарядами, который сводился к замораживанию детонаторов-взрывателей жидким воздухом.

При изготовлении снарядов для орудий на заводах браковали те снаряды, которые имели малейшие царапины, изъяны, чтобы не было риска взрыва снарядов еще до вылета из ствола. Таких деталей на складах набралось много. Ученые предложили способ определения целостности снарядов по магнитной характеристике изделия, которая очень чувствительна к малейшим нарушениям целостности, стабильности структуры. И вот ученые исследовали магнитные характеристики бракованных изделий и выяснили, что многие поверхностные, видимые глазом дефекты в толщу снарядов не проходят. Никакого уменьшения прочности снарядов они не вызывают. Значительная часть бракованных деталей была отправлена на фронт. Это положило начало развитию новой технической науки- метода магнитной дефектоскопии.

5.3.Помощь ученых оборонной промышленности

Фронт ежедневно и ежечасно нуждался в его технике и боеприпасах, причем во всех возрастающих количествах и всего лучшего качества. Удовлетворить эту потребность можно было лишь повысив производительность труда и превратить производство в быстрый и дешевый процесс. Решить эти сложные проблемы обязаны были ученые. В Институте Электросварки АН УССР Е.О. Патоном и A.M. Макаровым был разработан метод скоростной автоматической электросварки под слоем флюса. Внедрение метода экономии рабочей силы на 86% приготовление брони (лист стали толщиной 35 мм автоматически сваривали в 30 раз быстрее, чем в ручную). В годы войны сотрудники института создали около 200 различных автоматов для электросварки корпусов танков, авиабомб, артиллерийских систем. Маршал Советского Союза Г.К. Жуков писал: «Наша армия в труднейших условиях сумела за годы войны произвести почти в 2 раза больше современной боевой техники, чем гитлеровская Германия, опирающиеся на военный потенциал Европы». Роль науки в развертывании военного производства была огромна. Почти каждая деталь военного оборудования, военные материалы, медикаменты – все это имело на себе отпечаток предварительной научно-технической мысли.

6.Заключение

К началу Великой Отечественной войны промышленная база фашистской Германии вместе с базой её союзников и порабощенных стран превышала Советскую в 1,5- 2 раза, а в 1942 г. в связи с захватом богатейших районов СССР- в 3- 4 раза.

За годы войны Советский Союз превзошел Германию в производстве военной техники: по орудиям более чем в 2 раза, по самолетам в 1,7 раза, по автоматам и минометам в 5 раз.

В январе 1945 года мы имели в 2,8 раза больше танков и самоходных артиллерийских установок, чем фашисты, в 3,2 раза больше артиллерии и минометов, в 7,4 раза больше авиации.

В ходе войны было проведено полное перевооружение армии.

После войны немцы признали, что наши наука и техника были на высоте требований, которые предъявляло время. И действительно, советские ученые, в частности физики, самым непосредственным образом исполнили свой патриотический долг помощи фронту.

9 Мая 1945 года всеобщим торжеством советского народа была отмечена его великая победа над фашистской Германией. Призыв Коммунистической партии - «Все для фронта, все для победы над врагом» - был активно поддержан всем советским народом.

Ученые физики также внесли свой значительный вклад в общенародную борьбу с врагом. Примечательно, что ученые, работавшие в различных областях науки и техники и ковавшие общенародную победу в смертельной битве со злейшим врагом человечества, - фашизмом, проявляли безграничный патриотизм и огромную любовь к Отчизне, стойкость и личное мужество. Например, во время войны академик С.И. Вавилов (позднее ставший Президентом Академии Наук СССР), не отличавшийся крепким здоровьем, руководил одновременно двумя большими научными коллективами - оптическим и физическим институтами, работавшими над решением проблем, весьма важных для фронта. Особенно глубокое впечатление производила та непреклонность, с которой он совершал частые поездки по железной дороге из Казани, где находился физический институт, в Йошкар-Олу, где был оптический институт. Его ничто не могло остановить: ни переполненные вагоны, в которых нередко всю ночь приходилось стоять; ни томительные ожидания поезда, редко ходившего по расписанию. Удивительно было видеть в этом хрупком на вид человеке такую волю, роднившую его с нашими воинами-героями, которые насмерть стояли, защищая Родину.

За научные исследования, способствующие укреплению военной и хозяйственной мощи нашей Родины, выполненные в период Великой Отечественной войны, свыше 500 ученых награждены Государственными премиями.

Суммировать вклад отечественной физики и техники в дело Победы над фашистской Германией помогает высказывание академика С.И. Вавилова: «Советская техническая физика ... с честью выдержала суровые испытания войны. Следы этой физики всюду: на самолете, танке, на подводной лодке и линкоре, в артиллерии, в руках нашего радиста, дальномерщика, в ухищрениях маскировки. Дальновидное объединение теоретических высот с конкретными техническими заданиями, неуклонно проводившееся в советских физических институтах, в полной мере оправдало себя в пережитые грозные годы»

6 лет бушевал над планетой пожар Второй мировой войны. Он охватил гигантскую территорию 22 млн. км квадратных, в войну были вовлечены более 60 государств, в которых проживало 80% населения.110млн. человек стали солдатами. В ходе сражения было убито 55 млн. человек и 90 млн. раненных. Такой ценой человечество заплатило за безумство фашистских захватчиков. Победа над гитлеровской Германией – незабываемая страница в нашей истории.

Вся страна была свидетелем того, как героически и самоотверженно, «денно и нощно, не щадя сил и времени, с истинным энтузиазмом трудились советские ученые в годы войны, чтобы оказать реальную помощь фронту». Академик А. Ф. Иоффе по этому поводу говорил: «…видел, как в Казани физики, выполняя оборонное задание, работали на открытом воздухе при сорокоградусном морозе с приборами, к которым прилипала кожа рук». За научные исследования, способствовавшие укреплению военной и хозяйственной мощи нашей Родины, выполненные в период Великой Отечественной войны, свыше 500 ученых были награждены Государственными премиями. Солдаты, моряки, летчики, партизаны, те, кто непосредственно сражался с врагом, были бесконечно признательны людям науки за их серьезную поддержку в борьбе с захватчиками. Вот только один документ, свидетельствующий об этом,— выдержка из письма моряков-балтийцев: «нам никогда не забыть, что в тяжелые дни зимы 1941—42 г. советские ученые и специалисты, работавшие… в Ленинграде, истощенные голодом и холодом, находили в себе силы, чтобы деятельно помогать нам строить и оснащать новейшей техникой боевые корабли и готовить их к бою. Большое краснофлотское спасибо за все это работникам советской науки!» Родина высоко оценила вклад ученых, конструкторов, инженеров, техников, изобретателей в разгром фашизма.

И молодежь, выросшая в мирные послевоенные годы, должна знать об этом гражданском подвиге, совершенном в годы тяжких для Родины испытаний в научных кабинетах и лабораториях, на полигонах, где проверялось новое оружие, в цехах предприятий, где создавалась более совершенная промышленная технология. И не только знать, но и с благодарностью помнить тех, кто помог завоевать для нас мирную счастливую жизнь.

7.Выводы

Наш информационный проект «Вклад учёных-физиков в дело Великой Победы» интегрированный проект и осуществлялся на разных уровнях технологий,форм и методов воздействия на обучающихся. Прошли интегрированные уроки и мероприятия.

Было изучено, какие физические открытия были сделаны в период Великой Отечественной войны; какие ученые внесли свой вклад в дело Победы; как государство оценило труд ученых. Презентация проекта на уроках физики, истории, на занятиях кружков и позволила расширить кругозор учащихся, показать практическое применение изучаемых физических законов, повысить интерес к предмету.

Мониторинг (анкетирование – опрос учащихся и учителей) эффективности (успешности – неуспешности) реализации информационного проекта.

Возраст участников опроса: 11- 46 лет (57 учащихся 5-11 классов и педагоги МОУ Кривозерьевская СОШ)

Анкета

Знаете ли вы, какие физические открытия были сделаны в период Великой Отечественной войны? (на данный вопрос звучали конкретные примеры – 87% опрошенных).

Знаете ли вы имена выдающихся физиков, внесшие вклад в дело Великой Победы? (на данный вопрос звучали конкретные имена – 87%).

Согласны ли Вы с утверждением: «Любая война, помимо разрушительного, несёт в себе и созидательную функцию». Если согласны, постарайтесь привести свои суждения в защиту этого утверждения (на данный вопрос однозначных ответов почти не было).

Что должен сегодня знать наш современник о главных уроках Великой Отечественной войны? (ответ практически в каждой анкете – «Помнить историю, чтить и уважать тех, кто добыл нам Великую Победу!» - 92%).

Значимость информационного Проекта для Вас? (ответы - Развивает большой интерес к физике, расширяет кругозор, способствует развитию творческих возможностей школьников и воплощение их в исследовательской и проектной деятельности – 96% опрошенных).

Результаты опроса учащихся показали, что выбранная тема актуальна, так как ребята не владеют информацией о роли физики в Великой Отечественной войне, не знают имена выдающихся физиков, внесших вклад в Великую победу.

Данный проект может служить для развития интереса учащихся к физике и другим наукам не только в эти знаменательные дни, но и в дальнейшем. Проект способствует расширению кругозора, развитию творческих возможностей школьников и воплощение их в исследовательской и проектной деятельности, а так же основой для Проекта «ЕДИНАЯ ИНТЕГРИРОВАНАЯ ТЕМА ПРЕДМЕТНОГО ОБУЧЕНИЯ В 1-11 КЛАССАХ: «Великая Отечественная война».

Примерная тематика интегрированных урочных и внеурочных мероприятий

Уроки русского языка: «Письмо с фронта» (урок развития речи – сочинение-воображение), «Урок написания письма ветерану Великой Отечественной войны» (урок развития речи), «Плакаты и лозунги как защита от фашистской Германии», «Русский язык как объединяющая людей сила в годы Великой Отечественной войны» и т.п.

Уроки математики: «Великая Отечественная война в цифрах и фактах», «Математика на страже защиты Отечества в годы Великой Отечественной войны», «Как математика жизнь солдату спасла», «Великая Отечественная война – в математических задачах», «Придумывание задач на тему Великой Отечественной войны» и т.п.

Уроки химии: «О пользе химической науки в годы Великой Отечественной войны», «Использование химических веществ в период Великой Отечественной войны», «Химия как источник защиты в годы Великой Отечественной войны» и т.п.

Уроки биологии: «Роль биологической науки в ВОВ», «Как биология в годы Великой Отечественной войны смерть победила» и т.п.

Уроки физики: «О роли ученых-физиков в годы Великой Отечественной войны», «Физика на страже защиты Отечества в годы Великой Отечественной войны», «Вклад физики как науки в исход Великой Отечественной войны», «Техника Великой Отечественной войны» и т.п.

Уроки литературы: «Образ русского солдата в поэзии Великой Отечественной войны», «Писатели-фронтовики о Великой Отечественной войне», «Образ матери-защитницы в произведениях о Великой Отечественной войне» и т.п.

Уроки истории: «Войну выиграли мы!», «Москва и москвичи в первый год Великой Отечественной войны», «Великая Отечественная война в истории моей родословной (моей семьи)», «Итоги и уроки Великой Отечественной войны» и т.п.

Уроки географии: «География Великой Отечественной войны», «География крупнейших сражений времен Великой Отечественной войны», «Экономико-географические причины начала Великой Отечественной войны», «Вклад ученых Академии наук СССР в победу в Великой Отечественной войне» и т.п.

Уроки ИЗО: «Фронтовой рисунок Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. Винтовка и карандаш», «Зарисовки с улиц, опаленных Великой Отечественной войной» и т.п.

Уроки музыки: «Музыка и песни как средство поднятия духа советского солдата в годы Великой Отечественной войны», «Роль музыкального искусства в годы Великой Отечественной войны», «Как музыка вдохновляла и утешала в годы Великой Отечественной войны», «Образ Великой Отечественной войны в музыкальном искусстве» и т.п.

Уроки иностранного языка: «Роль знания иностранных языков в годы Великой Отечественной войны», «Как немецкий язык спас жизнь русскому солдату в годы Великой Отечественной войны» и др.

Уроки технологии: «Рецепты приготовления пищи в годы Великой Отечественной войны из домашней кулинарной книги», «Хлеб Великой Отечественной войны», «Чем питался солдат Великой Отечественной войны» и др.

8. Список литературы

Кикоин И. К. «Физики - фронту» - Физика в школе № 3, 1995 г, с.4-8.

Левшин Л.В. Сергей Иванович Вавилов. М.: Просвещение, 1970.

«Физический вечер «Слагаемые победы»- Физика в школе №3, 1985 г., с.17-19

Миренков А.И. «Обеспечение действующей армии вооружением, боевой техникой, материальными средствами в 1941 – 1943 годах» -

Военно – исторический журнал №5, 2002

Журнал «Физика в школе» №3-2005 год.

Алексеев Е.П. «Советские ученые — фронту» — М.: Знание, 2005 год

В.Н.Новикова «Оружие Победы 1941-1945» — М: Машиностроение, 2011 год

9.«Энциклопедический словарь юного физика», Москва, «Педагогика» 1989 год.

Интернет-ресурсы:

1.http://festival.1september.ru/articles/593998/,

2.http://russiasib.ru/kirenskij-leonid-vasilevich/.

Приложение 1

Анкета

Возраст участников опроса: 11- 18 лет

(56 учащихся 5-11 классов МОУ Кривозерьевская СОШ)

Знаете ли вы: какие физические открытия были сделаны в период Великой Отечественной войны? (конкретные примеры привели всего 7 человек (вспомнили миномёт «Катюша» и танк Т-34) - 13% опрошенных)

Знаете ли вы: имена выдающихся физиков, внесшие вклад в дело Великой Победы? (конкретные имена назвали – 5 % опрошенных (3 человека назвали И.В.Курчатова и авиаконструктора Яковлева)

Хотели бы узнать о роли учёных-физиков в Великой Отечественной войне?

(«да» - 82% опрошенных, «нет, мне это не интересно…» - 13% опрошенных).

Мониторинг эффективности реализации информационного проекта

«Вклад учёных-физиков в дело Великой Победы»

Мониторинг (анкетирование – опрос учащихся и учителей) эффективности (успешности – неуспешности) реализации информационного проекта.

Возраст участников опроса: 11- 46 лет (57 учащихся 5-11 классов и педагоги МОУ Кривозерьевская СОШ)

Анкета

Знаете ли вы, какие физические открытия были сделаны в период Великой Отечественной войны? (на данный вопрос звучали конкретные примеры – 87% опрошенных).

Знаете ли вы имена выдающихся физиков, внесшие вклад в дело Великой Победы? (на данный вопрос звучали конкретные имена – 87%).

Согласны ли Вы с утверждением: «Любая война, помимо разрушительного, несёт в себе и созидательную функцию». Если согласны, постарайтесь привести свои суждения в защиту этого утверждения (на данный вопрос однозначных ответов почти не был).

Что должен сегодня знать наш современник о главных уроках Великой Отечественной войны? (ответ практически в каждой анкете – «Помнить историю, чтить и уважать тех, кто добыл нам Великую Победу!» - 92%).

Значимость информационного Проекта для Вас? (ответы - Развивает большой интерес к физике, расширяет кругозор, способствует развитию творческих возможностей школьников и воплощение их в исследовательской и проектной деятельности – 96% опрошенных).

Приложение 2

Приложение 3

 

Приложение 4

«Як-1»- советский одномоторный самолёт-истребитель Второй мировой войны.

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

«БМ-13» («Катюша») советская боевая машина реактивной артиллерии, периода Великой Отечественной войны. Широко известна под названием «Катюша».

Количество направляющих, шт.: 16.

Приложение 8

Танк ИС-2

Приложение 9

«Т-34»-советский средний танк периода Великой Отечественной войны. В течении 1942-1947 годов-основной танк ВС СССР.

Приложение 10

Игорь Васильевич Курчатов (21.1.1903- 7.02.1960) -советский физик, математик, создатель первой в СССР атомной бомбы, также придумал метод размагничивания мин и кораблей.

Памятная гранитная стела открытая 11 июня 1976 года в Севастополе

«Здесь в 1941 году в сражающемся Севастополе группой учёных под руководством А.П. Александрова и И.В. Курчатова были проведены первые в стране успешные опыты по размагничиванию кораблей Черноморского флота»

Приложение 11

   

Везли в Ленинград продовольствие,

медикаменты, оружие и боеприпасы

 

Учёные в борьбе за дорогу жизни

Павел Павлович КобекоНаум Моисеевич Рейнов

Прогибограф Динамические прогибограммы,

записанные прибором

Результаты расшифровки прогибограмм

№ пп

Скорость движения, V, км/ч

Замеренный статический прогиб ωст, см

Амплитуда, А, см

Замеренный динамический прогиб, ωд, см

Динамический коэффициент, μ

При движении через местные препятствия

1

20

0,517

0,038

0,451

0,872

2

30

0,517

0,044

0,561

1,081

3

40

0,517

0,041

0,454

0,879

36

Просмотров работы: 44