Kodused katsed on suurepärane võimalus tutvustada lastele füüsika ja keemia põhitõdesid ning muuta keerukad abstraktsed seadused ja terminid visuaalsete demonstratsioonide abil hõlpsamini mõistetavaks. Lisaks ei pea te nende teostamiseks hankima kalleid reaktiive ega erivarustust. Me ju teeme ilma mõtlemata iga päev kodus katseid - alates kustutatud sooda lisamisest tainale kuni patareide ühendamiseni taskulambiga. Lugege edasi, et õppida huvitavaid katseid lihtsalt, lihtsalt ja ohutult läbi viima.
Keemilised katsed kodus
Kas kohe tuleb silme ette pilt klaaskolvi ja laulva kulmudega professorist? Ärge muretsege, meie kodused keemilised katsed on täiesti ohutud, huvitavad ja kasulikud. Tänu neile jääb lapsele kergesti meelde, mis on ekso- ja endotermilised reaktsioonid ning mis vahe neil on.
Seega valmistame kooruvad dinosaurusemunad, mida saab kasutada vannipommidena.
Kogemuse jaoks, mida vajate:
- väikesed dinosauruste kujukesed;
- söögisooda;
- taimeõli;
- sidrunihape;
- toiduvärvid või vedelad akvarellvärvid.
Katse läbiviimise kord
- Asetage ½ tassi söögisoodat väikesesse kaussi ja lisage umbes ¼ tl. vedelad värvid (või lahustage 1-2 tilka toiduvärvi ¼ tl vees), segage söögisoodat sõrmedega ühtlase värvi saamiseks.
- Lisa 1 spl. l. sidrunhape. Sega kuivained põhjalikult.
- Lisa 1 tl. taimeõli.
- Sul peaks olema murenev tainas, mis vajutades vaevu kokku jääb. Kui see ei taha üldse kokku jääda, lisage aeglaselt ¼ tl. võid, kuni saavutad soovitud konsistentsi.
- Nüüd võta dinosauruse kujuke ja vormi tainas munakujuliseks. See on alguses väga habras, nii et pane see üleöö (vähemalt 10 tundi) kõrvale tahenema.
- Seejärel võite alustada lõbusat katset: täitke vann veega ja visake sinna muna. See kihiseb raevukalt, kui see vees lahustub. See on puudutamisel külm, kuna see on endotermiline reaktsioon happe ja leelise vahel, mis neelab ümbritsevast keskkonnast soojust.
Pange tähele, et vann võib õli lisamise tõttu libedaks muutuda.
Elevandi hambapasta
Kodused katsed, mille tulemusi on tunda ja katsuda, on laste seas väga populaarsed. See hõlmab ka seda lõbusat projekti, mis lõpeb tiheda ja koheva värvilise vahuga.
Selle teostamiseks vajate:
- kaitseprillid lastele;
- kuiv aktiivne pärm;
- soe vesi;
- vesinikperoksiid 6%;
- nõudepesuvahend või vedelseep (mitte antibakteriaalne);
- lehter;
- plastist sära (tingimata mittemetallist);
- toiduvärvid;
- 0,5-liitrine pudel (suurema stabiilsuse huvides on kõige parem võtta laia põhjaga pudel, kuid sobib ka tavalisest plastikust).
Katse ise on äärmiselt lihtne:
- 1 tl. lahjendage kuivpärm 2 spl. l. soe vesi.
- Valage kõrgete külgedega kraanikaussi või nõusse asetatud pudelisse ½ tassi vesinikperoksiidi, tilk värvainet, sära ja veidi nõudepesuvahendit (mitu vajutust jaoturil).
- Sisestage lehter ja valage pärm. Reaktsioon algab kohe, nii et tegutsege kiiresti.
Pärm toimib katalüsaatorina ja kiirendab vesinikperoksiidi eraldumist ning gaas seebiga reageerides tekitab tohutul hulgal vahtu. See on eksotermiline reaktsioon, mis vabastab soojust, nii et kui puudutate pudelit pärast "purse" peatumist, on see soe. Kuna vesinik aurustub koheselt, jääb teil mängida vaid seebivaht.
Füüsikakatsed kodus
Kas teadsite, et sidrunit saab kasutada akuna? Tõsi, väga väikese võimsusega. Kodused katsed tsitrusviljadega näitavad lastele aku ja suletud elektriahela toimimist.
Eksperimendi jaoks vajate:
- sidrunid - 4 tk .;
- tsingitud naelad - 4 tk;
- väikesed vasetükid (võite võtta münte) - 4 tk;
- lühikeste juhtmetega alligaatoriklambrid (umbes 20 cm) - 5 tk;
- väike lambipirn või taskulamp - 1 tk.
Olgu valgus
Katse tegemiseks toimige järgmiselt.
- Rullige kõval pinnal, seejärel pigistage sidrunitest kergelt, et koorte sees olev mahl väljuks.
- Sisestage igasse sidrunisse üks tsingitud nael ja üks vasetükk. Asetage need samale reale.
- Ühendage traadi üks ots tsingitud naelaga ja teine teises sidrunis oleva vasetükiga. Korrake seda sammu, kuni kõik puuviljad on ühendatud.
- Kui olete lõpetanud, peaks teile jääma 1 nael ja 1 vasetükk, mis pole millegagi ühendatud. Valmistage lambipirn ette, määrake aku polaarsus.
- Ühendage ülejäänud vasetükk (pluss) ja nael (miinus) taskulambi pluss- ja miinusküljega. Seega on ühendatud sidrunite kett aku.
- Lülitage sisse lambipirn, mis töötab puuviljaenergial!
Selliste katsete kordamiseks kodus sobib ka kartul, eriti roheline.
Kuidas see töötab? Sidrunis leiduv sidrunhape reageerib kahe erineva metalliga, mistõttu ioonid liiguvad ühes suunas, tekitades elektrivoolu. Kõik keemilised elektrienergia allikad töötavad sellel põhimõttel.
Suvine lõbu
Mõne katse tegemiseks ei pea te siseruumides viibima. Mõned katsed toimivad paremini väljas ja pärast nende tegemist ei pea te midagi koristama. Nende hulka kuuluvad huvitavad katsed kodus õhumullidega, mitte lihtsate, vaid tohutute.
Nende valmistamiseks vajate:
- 2 puupulka pikkusega 50-100 cm (olenevalt lapse vanusest ja pikkusest);
- 2 metallist keeratavat kõrva;
- 1 metallist seib;
- 3 m puuvillast nööri;
- ämber veega;
- mis tahes pesuvahend - nõude jaoks, šampoon, vedelseep.
Lastele kodus suurejoonelisi katseid saate teha järgmiselt:
- Keerake pulkade otstesse metallist sakid.
- Lõika puuvillane nöör kaheks osaks, pikkusega 1 ja 2 m. Nendest mõõtudest ei tohi rangelt kinni pidada, kuid on oluline, et nende vaheline suhe jääks 1 kuni 2 vahele.
- Asetage seib pikale köietükile nii, et see ripuks ühtlaselt keskele, ja siduge mõlemad köied pulkade silmade külge, moodustades silmuse.
- Segage väike kogus pesuainet ämbris vees.
- Kastke pulkade silmus õrnalt vedelikku ja alustage hiiglaslike mullide puhumist. Nende üksteisest eraldamiseks viige kahe pulga otsad ettevaatlikult kokku.
Mis on selle katse teaduslik komponent? Selgitage lastele, et mullid hoiavad koos pindpinevus, tõmbejõud, mis hoiab mis tahes vedeliku molekule koos. Selle mõju avaldub selles, et mahavalgunud vesi koguneb tilkadeks, mis kipuvad võtma sfäärilise kuju, mis on looduses kõige kompaktsem, või selles, et vesi koguneb valades silindrilisteks ojadeks. Mulli mõlemal küljel on vedelate molekulide kiht, mis on vahele jäänud seebimolekulidega, mis suurendavad mulli pinnale jaotumisel selle pindpinevust ja takistavad selle kiiret aurustumist. Kui pulgad hoitakse lahti, hoitakse vett silindri kujul, niipea kui need on suletud, muutub see sfääriliseks.
Selliseid katseid saate lastega kodus teha.
BOU "Koskovskaja keskkool"
Kichmengsko-Gorodetsky munitsipaalrajoon
Vologda piirkond
Haridusprojekt
"Füüsiline eksperiment kodus"
Lõpetatud:
7. klassi õpilased
Koptjajev Artem
Aleksejevskaja Ksenia
Aleksejevskaja Tanya
Juhendaja:
Korovkin I.N.
märts-aprill-2016.
Sisu
Sissejuhatus
Elus pole midagi paremat kui teie enda kogemus.
Scott W.
Koolis ja kodus tutvusime paljude füüsikaliste nähtustega ning soovisime valmistada isetehtud pille, seadmeid ja teha katseid. Kõik meie läbiviidavad katsed võimaldavad meil saada sügavamalt aru ümbritsevast maailmast ja eelkõige füüsikast. Kirjeldame katse jaoks mõeldud seadmete valmistamise protsessi, tööpõhimõtet ja selle seadmega demonstreeritud füüsikalist seadust või nähtust. Katsete käigus viidi läbi teiste klasside huvilisi.
Sihtmärk: teha olemasolevatest vahenditest seade füüsikalise nähtuse demonstreerimiseks ja kasutada seda füüsikalisest nähtusest rääkimiseks.
Hüpotees: valmistatud seadmed ja demonstratsioonid aitavad füüsikat sügavamalt mõista.
Ülesanded:
Tutvuge ise eksperimentide läbiviimise kirjandusega.
Vaadake katseid demonstreerivat videot
Valmistage katseteks varustus
Esitage demonstratsioon
Kirjeldage demonstreeritavat füüsikalist nähtust
Täiustada füüsiku kabineti materiaalseid vahendeid.
EKSPERIMENT 1. Purskkaevu mudel
Sihtmärk : näita lihtsaimat purskkaevu mudelit.
Varustus : plastpudel, tilguti torud, klamber, õhupall, küvett.
Valmis toodeKatse käik:
Teeme korgi sisse 2 auku. Sisestage torud ja kinnitage ühe otsa pall.
Täitke õhupall õhuga ja sulgege see klambriga.
Valage vesi pudelisse ja asetage see küvetti.
Vaatame vee voolu.
Tulemus: Jälgime purskkaevu teket.
Analüüs: Pudelis olevale veele mõjutab pallis olev suruõhk. Mida rohkem õhku pallis on, seda kõrgem on purskkaev.
KOGEMUS 2. Kartuusia sukelduja
(Pascali seadus ja Archimedese jõud.)
Sihtmärk: demonstreerida Pascali seadust ja Archimedese jõudu.
Varustus: plastpudel,
pipett (anum on ühest otsast suletud)
Valmis toodeKatse käik:
Võtke plastpudel mahuga 1,5-2 liitrit.
Võtke väike anum (pipett) ja laadige see vasktraadiga.
Täida pudel veega.
Vajutage oma kätega pudeli ülaosa alla.
Jälgige nähtust.
Tulemus : plastpudelile vajutades jälgime pipeti vajumist ja tõusmist..
Analüüs : jõud surub vee kohal oleva õhu kokku, rõhk kandub veele.
Pascali seaduse kohaselt surub rõhk pipetis oleva õhu kokku. Selle tulemusena Archimedese jõud väheneb. Keha upub Me lõpetame kokkusurumise. Keha hõljub üles.
EKSPERIMENT 3. Pascali seadus ja sidesooned.
Sihtmärk: demonstreerida Pascali seaduse toimimist hüdraulilistes masinates.
Varustus: kaks erineva mahuga süstalt ja plasttoru tilgutist.
Valmis toode.
Katse käik:
1. Võtke kaks erineva suurusega süstalt ja ühendage need tilgutiga.
2. Täitke kokkusurumatu vedelikuga (vesi või õli)
3.Vajutage väiksema süstla kolvile. Jälgige suurema süstla kolvi liikumist.
4. Vajutage alla suurema süstla kolbi. Jälgige väiksema süstla kolvi liikumist.
Tulemus : Fikseerime rakendatud jõudude erinevuse.
Analüüs : Vastavalt Pascali seadusele on kolbide tekitatav rõhk sama. Järelikult: mitu korda suurem on kolb, seda suurem on jõud.
EKSPERIMENT 4. Kuivatage veest eemal.
Sihtmärk : näidata kuumutatud õhu paisumist ja külma õhu kokkusurumist.
Varustus Kabiin: klaas, taldrik veega, küünal, kork.
Valmis toode.
Katse käik:
1. vala taldrikusse vesi ja aseta selle põhja münt ja vee peale ujuk.
2. Kutsume publikut üles münti välja võtma, ilma et käsi märjaks saaks.
3.süüta küünal ja aseta see vette.
4. Kata kuumutatud klaasiga.
Tulemus: Jälgime vee liikumist klaasi..
Analüüs: Kui õhk on kuumutatud, paisub see. Kui küünal kustub. Õhk jahtub ja selle rõhk väheneb. Atmosfäärirõhk surub vee klaasi alla.
KOGEMUS 5. Inerts.
Sihtmärk : näitavad inertsi avaldumist.
Varustus : Laia kaelaga pudel, papist sõrmus, mündid.
Valmis toode.
Katse käik:
1. Asetage pudeli kaelale paberrõngas.
2. Asetage rõngale mündid.
3. löö rõngast joonlaua terava löögiga välja
Tulemus: Vaatame, kuidas mündid pudelisse kukuvad.
Analüüs: inerts on keha võime säilitada oma kiirust. Kui lööte rõnga, ei ole müntidel aega kiirust muuta ja need kukuvad pudelisse.
KOGEMUS 6. Tagurpidi.
Sihtmärk : näitab vedeliku käitumist pöörlevas pudelis.
Varustus : Laia kaelaga pudel ja köis.
Valmis toode.
Katse käik:
1. Seome pudeli kaela külge köie.
2. vala vett.
3.pöörake pudelit pea kohal.
Tulemus: vesi välja ei valgu.
Analüüs: Ülemises punktis mõjutavad vett gravitatsioon ja tsentrifugaaljõud. Kui tsentrifugaaljõud on suurem kui raskusjõud, siis vesi välja ei voola.
EKSPERIMENT 7. Mitte-Newtoni vedelik.
Sihtmärk : Näita mitte-Newtoni vedeliku käitumist.
Varustus : kauss.tärklis. vesi.
Valmis toode.
Katse käik:
1. Lahjendage kausis tärklis ja vesi võrdses vahekorras.
2. demonstreerida vedeliku ebatavalisi omadusi
Tulemus: ainel on tahke ja vedeliku omadused.
Analüüs: terava löögi korral ilmnevad tahke aine omadused ja aeglase löögi korral vedeliku omadused.
Järeldus
Oma töö tulemusena:
viis läbi eksperimente, mis tõestasid atmosfäärirõhu olemasolu;
loodud kodused seadmed, mis näitavad vedeliku rõhu sõltuvust vedelikusamba kõrgusest, Pascali seadust.
Meile meeldis survet uurida, isetehtud seadmeid valmistada ja katseid läbi viia. Kuid maailmas on palju huvitavat, mida saate veel õppida, nii et tulevikus:
Jätkame selle huvitava teaduse uurimist
Loodame, et meie klassikaaslased tunnevad selle probleemi vastu huvi ja proovime neid aidata.
Tulevikus viime läbi uusi katseid.
Järeldus
Huvitav on jälgida õpetaja tehtud katset. Ise läbi viia on topelt huvitav.
Ja eksperimendi läbiviimine oma kätega valmistatud ja disainitud seadmega äratab kogu klassis suurt huvi. Sellistes katsetes on lihtne luua suhteid ja teha järeldusi selle installi toimimise kohta.
Nende katsete läbiviimine pole keeruline ja huvitav. Need on ohutud, lihtsad ja kasulikud. Uued uuringud on ees!
Kirjandus
Õhtud füüsikast keskkoolis / Koost. EM. Braverman. M.: Haridus, 1969.
Klassiväline töö füüsikas / Toim. O.F. Kabardina. M.: Haridus, 1983.
Galperstein L. Meelelahutuslik füüsika. M.: ROSMEN, 2000.
GorevL.A. Meelelahutuslikud katsed füüsikas. M.: Haridus, 1985.
Gorjatškin E.N. Füüsikalise katse metoodika ja tehnika. M.: Valgustus. 1984. aasta
Mayorov A.N. Füüsika uudishimulikele või see, mida te tunnis ei õpi. Jaroslavl: Arendusakadeemia, Akadeemia ja K, 1999.
Makeeva G.P., Tsedrik M.S. Füüsilised paradoksid ja meelelahutuslikud küsimused. Minsk: Narodnaja Asveta, 1981.
Nikitin Yu.Z. Aeg lõbutsemiseks. M.: Noor kaardivägi, 1980.
Katsed koduses laboris // Quantum. 1980. nr 4.
Perelman Ya.I. Huvitav mehaanika. Kas sa tead füüsikat? M.: VAP, 1994.
Peryshkin A.V., Rodina N.A. Füüsika õpik 7. klassile. M.: Valgustus. 2012. aasta
Peryshkin A.V. Füüsika. – M.: Bustard, 2012
Juhime teie tähelepanu 10 hämmastavale maagilisele katsele ehk teadusshowle, mida saate kodus oma kätega teha.
Olgu selleks siis lapse sünnipäev, nädalavahetus või pühad, veeda mõnusalt aega ja saa paljude silmade tähelepanu keskpunkti! 🙂
Selle postituse ettevalmistamisel aitas meid kogenud teadussaadete korraldaja - Professor Nicolas. Ta selgitas põhimõtteid, mis on omased sellele või teisele fookusele.
1 - Laavalamp
1. Kindlasti on paljud teist näinud lampi, mille sees on vedelik, mis imiteerib kuuma laavat. Näeb maagiline välja.
2. Päevalilleõlisse valatakse vesi ja lisatakse toiduvärv (punane või sinine).
3. Pärast seda lisage anumasse kihisev aspiriin ja jälgige hämmastavat efekti.
4. Reaktsiooni käigus tõuseb ja langeb värviline vesi läbi õli, sellega segunemata. Ja kui lülitate tule välja ja lülitate taskulambi sisse, algab "tõeline maagia".
: “Vesi ja õli on erineva tihedusega ning neil on ka omadus mitte seguneda, ükskõik kui palju pudelit loksutame. Kui lisame pudelisse kihisevaid tablette, lahustuvad need vees ja hakkavad eraldama süsihappegaasi ning panevad vedeliku liikuma.
Kas soovite teha tõelist teadussaadet? Rohkem katseid leiate raamatust.
2 – sooda kogemus
5. Kindlasti on kodus või lähedalasuvas poes pühade puhul mitu purki soodat. Enne nende joomist esitage lastele küsimus: "Mis juhtub, kui kastate soodapurgid vette?"
Kas nad upuvad? Kas nad ujuvad? Oleneb soodast.
Paluge lastel eelnevalt arvata, mis konkreetse purgiga juhtub, ja viima läbi katse.
6. Võtke purgid ja laske ettevaatlikult vette.
7. Selgub, et vaatamata samale mahule on neil erinev kaal. See on põhjus, miks mõned pangad uppuvad ja teised mitte.
Professor Nicolase kommentaar: “Kõik meie purgid on ühesuguse mahuga, kuid iga purgi mass on erinev, mis tähendab, et tihedus on erinev. Mis on tihedus? See on mass jagatud mahuga. Kuna kõigi purkide maht on sama, on tihedus suurem sellel, mille mass on suurem.
See, kas purk mahutis hõljub või upub, sõltub selle tiheduse ja vee tiheduse suhtest. Kui purgi tihedus on väiksem, siis jääb see pinnale, muidu vajub purk põhja.
Aga mis teeb tavalise koolapurgi tihkemaks (raskemaks) kui dieetjoogipurk?
See kõik on seotud suhkruga! Erinevalt tavalisest koolast, kus magusainena kasutatakse granuleeritud suhkrut, lisatakse dieetkoolale spetsiaalne magusaine, mis kaalub palju vähem. Niisiis, kui palju suhkrut on tavalises soodapurgis? Vastuse annab tavalise sooda ja selle dieedivastaste massierinevus!
3 - Paberkaas
Küsige kohalviibijatelt: "Mis juhtub, kui keerate klaasi veega ümber?" Muidugi valab välja! Mis siis, kui surute paberi vastu klaasi ja keerate selle ümber? Kas paber kukub maha ja vesi valgub ikkagi põrandale? Kontrollime.
10. Lõika paber ettevaatlikult välja.
11. Asetage klaasi peale.
12. Ja keerake klaas ettevaatlikult ümber. Paber jäi justkui magnetiseeritult klaasi külge kinni ja vesi ei valgunud välja. Imed!
Professor Nicolase kommentaar: "Kuigi see pole nii ilmne, oleme tegelikult tõelises ookeanis, ainult selles ookeanis pole vett, vaid õhku, mis surub kõiki objekte, sealhulgas sind ja mind, oleme sellega lihtsalt nii harjunud. survet, et me ei märka seda üldse. Kui katame veeklaasi paberiga ja keerame selle ümber, surub vesi ühelt poolt lehele ja õhk teiselt poolt (päris alt)! Õhurõhk osutus suuremaks kui veesurve klaasis, nii et leht ei kuku.
4 – seebivulkaan
Kuidas panna kodus väike vulkaan purskama?
14. Vaja läheb söögisoodat, äädikat, mõnda nõudepesuvahendit ja pappi.
16. Lahjenda äädikas vees, lisa pesuvedelik ja tooni kõik joodiga.
17. Mähime kõik tumedasse pappi – sellest saab vulkaani “keha”. Klaasi kukub näputäis soodat ja vulkaan hakkab purskama.
Professor Nicolase kommentaar: “Äädika ja sooda koosmõju tulemusena tekib süsihappegaasi eraldumisega tõeline keemiline reaktsioon. Ja vedelseep ja värvained, interakteerudes süsinikdioksiidiga, moodustavad värvilise seebivahu – ja see ongi purse.
5 - Süüteküünla pump
Kas küünal võib muuta gravitatsiooniseadusi ja tõsta vett üles?
19. Asetage küünal alustassile ja süütage see.
20. Valage alustassile värviline vesi.
21. Kata küünal klaasiga. Mõne aja pärast tõmmatakse vett klaasi sisse, vastupidiselt gravitatsiooniseadustele.
Professor Nicolase kommentaar: “Mida pump teeb? Muudab rõhku: suureneb (siis hakkab vesi või õhk “välja pääsema”) või vastupidi, väheneb (siis hakkab gaas või vedelik “saabuma”). Kui katsime põleva küünla klaasiga, siis küünal kustus, õhk klaasi sees jahtus ja seetõttu rõhk langes, mistõttu hakkas kausist vett sisse imema.»
Mängud ja katsed vee ja tulega on raamatus "Professor Nicolase katsed".
6 - Vesi sõelale
Jätkame vee ja ümbritsevate objektide maagiliste omaduste uurimist. Paluge kellelgi kohalolijal sideme tõmmata ja vesi läbi valada. Nagu näeme, läbib see raskusteta sideme auke.
Kihla ümbritsevate inimestega, et saate ilma täiendavate võteteta tagada, et vesi sidemest läbi ei läheks.
22. Lõika sideme tükk.
23. Keera side ümber klaasi või šampanjaflöödi.
24. Pöörake klaas ümber – vesi ei valgu välja!
Professor Nicolase kommentaar: “Tänu sellele vee omadusele, pindpinevusele, tahavad veemolekulid kogu aeg koos olla ja neid pole nii lihtne eraldada (nad on nii toredad sõbrannad!). Ja kui aukude suurus on väike (nagu meie puhul), siis ei rebene kile isegi vee raskuse all!”
7 - Sukeldumiskell
Veemaagi ja elementide isanda aunimetuse kindlustamiseks lubage, et saate toimetada paberi iga ookeani (või vanni või isegi basseini) põhja ilma seda märjaks tegemata.
25. Laske kohalolijatel oma nimed paberile kirjutada.
26. Voldi paberitükk kokku ja pane klaasi nii, et see toetuks vastu seinu ega libiseks alla. Kastame lehe ümberpööratud klaasist paagi põhja.
27. Paber jääb kuivaks – vesi ei pääse sellele ligi! Pärast lehe väljatõmbamist laske publikul veenduda, et see on tõesti kuiv.
Varsti algab talv ja koos sellega kauaoodatud aeg. Senikaua kutsume teid üles hoidma oma last sama põnevate katsetustega kodus, sest imet ei taha mitte ainult aastavahetuseks, vaid iga päev.
See artikkel keskendub katsetele, mis näitavad lastele selgelt selliseid füüsilisi nähtusi nagu: atmosfäärirõhk, gaaside omadused, õhuvoolude ja erinevate objektide liikumine.
Need tekitavad teie lapses üllatust ja rõõmu ning isegi nelja-aastane võib neid teie järelevalve all korrata.
Kuidas täita veepudelit ilma käteta?
Meil on vaja:
- kauss külma veega, selguse huvides värviline;
- kuum vesi;
- Klaaspudel.
Valage pudelisse mitu korda kuuma vett, et see hästi soojeneks. Pöörake tühi kuum pudel tagurpidi ja asetage see külma veega kaussi. Jälgime, kuidas kausist pudelisse vett tõmmatakse ja vastupidiselt anumate suhtlemise seadusele on veetase pudelis palju kõrgem kui kausis.
Miks see juhtub? Esialgu täidetakse hästi soojendatud pudel sooja õhuga. Gaas jahtudes tõmbub kokku, täites järjest väiksema mahu. Nii tekib pudelis madalrõhukeskkond, kuhu juhitakse vett tasakaalu taastamiseks, sest atmosfäärirõhk surub vett väljastpoolt peale. Värvilist vett voolab pudelisse, kuni rõhk klaasanumas ja väljaspool on ühtlustunud.
Tantsiv münt
Selle katse jaoks vajame:
- kitsa kaelaga klaaspudel, mille saab mündiga täielikult blokeerida;
- münt;
- vesi;
- sügavkülmik.
Jätke tühi avatud klaaspudel 1 tunniks sügavkülma (või talvel õue). Võtame pudeli välja, niisutame mündi veega ja asetame pudeli kaelale. Mõne sekundi pärast hakkab münt kaela hüppama ja tegema iseloomulikke klõpse.
Mündi sellist käitumist seletatakse gaaside võimega kuumutamisel paisuda. Õhk on gaaside segu ja kui me pudeli külmkapist välja võtsime, täitus see külma õhuga. Toatemperatuuril hakkas sees olev gaas soojenema ja selle maht suurenema, samal ajal kui münt blokeeris selle väljapääsu. Nii hakkas soe õhk münti välja tõrjuma ning õigel ajal hakkas see pudelil põrkuma ja klõpsatama.
Oluline on, et münt oleks märg ja sobiks tihedalt kaela, vastasel juhul nipp ei toimi ja soe õhk väljub pudelist vabalt ilma münti viskamata.
Klaasist tass
Paluge lapsel veega täidetud klaas ümber pöörata, et vesi sellest välja ei valguks. Kindlasti keeldub laps sellisest pettusest või kallab esimesel katsel basseini vett. Õpetage talle järgmine trikk. Meil on vaja:
- klaas vett;
- papitükk;
- kraanikauss/kraanikauss turvavõrgu jaoks.
Katame veeklaasi papiga ja viimast käega hoides keerame klaasi ümber, misjärel eemaldame käe. Parem on see katse läbi viia kraanikausi/valamu kohal, sest... Kui hoiate klaasi pikka aega tagurpidi, saab papp lõpuks märjaks ja vett valgub. Samal põhjusel on parem mitte kasutada papi asemel paberit.
Arutage oma lapsega: miks papp ei lase vett klaasist välja voolata, kuna see pole klaasi külge liimitud, ja miks papp ei lange kohe gravitatsiooni mõjul?
Kas soovite oma lapsega lihtsalt ja mõnuga mängida?
Märjana suhtlevad papimolekulid veemolekulidega, tõmmates üksteist ligi. Sellest hetkest alates suhtlevad vesi ja papp ühtsena. Lisaks takistab märg papp õhu sisenemist klaasi, mis takistab rõhu muutumist klaasi sees.
Samal ajal ei suru pappi mitte ainult klaasist tulev vesi, vaid ka väljast tulev õhk, mis moodustab atmosfäärirõhu jõu. See on atmosfäärirõhk, mis surub papi klaasile, moodustades omamoodi kaane ja takistab vee väljavalgumist.
Katsetage fööni ja paberiribaga
Jätkame lapse üllatamist. Ehitame raamatutest konstruktsiooni ja kinnitame nende peale pabeririba (teisime seda teibiga). Paber ripub raamatute küljes nagu fotol näha. Riba laiuse ja pikkuse valite vastavalt fööni võimsusele (võtsime 4 x 25 cm).
Nüüd lülitage föön sisse ja suunake õhuvool paralleelselt lamamispaberiga. Vaatamata sellele, et õhk ei puhu paberile, vaid selle kõrvale, tõuseb riba laualt ja areneb justkui tuules.
Miks see juhtub ja mis paneb riba liikuma? Esialgu mõjub ribale gravitatsioon ja sellele surub õhurõhk. Föön loob tugeva õhuvoolu piki paberit. Selles kohas moodustub madalrõhu tsoon, mille poole paber kaldub.
Kas kustutame küünla?
Me hakkame last puhuma õpetama enne üheaastaseks saamist, valmistades teda ette tema esimeseks sünnipäevaks. Kui laps on suureks kasvanud ja selle oskuse täielikult omandanud, paku seda talle lehtri kaudu. Esimesel juhul asetage lehter nii, et selle keskpunkt vastaks leegi tasemele. Ja teist korda nii, et leek on mööda lehtri serva.
Kindlasti on laps üllatunud, et kõik tema jõupingutused ei anna esimesel juhul soovitud tulemust kustunud küünla kujul. Teisel juhul on mõju kohene.
Miks? Kui õhk lehtrisse siseneb, jaotub see ühtlaselt piki selle seinu, nii et lehtri servas täheldatakse maksimaalset voolukiirust. Ja kesklinnas on õhukiirus väike, mis ei lase küünlal kustuda.
Vari küünalt ja tulelt
Meil on vaja:
- küünal;
- taskulamp.
Süütame tule ja asetame selle seina või muu ekraani lähedale ning valgustame taskulambiga. Küünla enda vari ilmub seinale, kuid tulest varju ei tule. Küsige oma lapselt, miks see juhtus?
Asi on selles, et tuli ise on valguse allikas ja edastab enda kaudu ka teisi valguskiiri. Ja kuna vari tekib siis, kui objekt on valgustatud küljelt ega lase valguskiiri läbi, ei saa tuli varju tekitada. Kuid see pole nii lihtne. Olenevalt põletatavast ainest võib tuld täita erinevate lisandite, tahma jms. Sel juhul näete hägust varju, mida need lisad täpselt pakuvad.
Kas teile meeldis kodus tehtavate katsete valik? Jagage oma sõpradega, klõpsates sotsiaalvõrgustiku nuppudel, et teised emad saaksid oma lapsi huvitavate katsetega rõõmustada!
Teaduse tuhandeaastase ajaloo jooksul on tehtud sadu tuhandeid füüsilisi katseid. USA ja Lääne-Euroopa füüsikute seas viidi läbi küsitlus. Teadlased Robert Creese ja Stoney Book palusid neil nimetada ajaloo kauneimad füüsikakatsed. Kõrge energiaga neutriinoastrofüüsika laboratooriumi teadur, füüsika- ja matemaatikateaduste kandidaat Igor Sokalsky rääkis katsetest, mis Krizi ja Buki valikulise küsitluse tulemuste põhjal jõudsid esikümnesse.
1. Küreene Eratosteeni katse
Ühe vanimaid teadaolevaid füüsikalisi katseid, mille tulemusena mõõdeti Maa raadiust, viis 3. sajandil eKr läbi kuulsa Aleksandria raamatukogu raamatukoguhoidja Erastothenes Küreeneest. Eksperimentaalne disain on lihtne. Keskpäeval, suvise pööripäeva päeval, oli Siena linnas (praegu Aswan) Päike oma seniidis ja objektid ei heitnud varje. Samal päeval ja samal ajal kaldus Sienast 800 kilomeetri kaugusel asuvas Aleksandria linnas Päike seniidist kõrvale ligikaudu 7°. See on umbes 1/50 täisringist (360°), mis tähendab, et Maa ümbermõõt on 40 000 kilomeetrit ja raadius 6300 kilomeetrit. Tundub peaaegu uskumatu, et nii lihtsa meetodiga mõõdetud Maa raadius osutus kõige täpsemate kaasaegsete meetoditega saadud väärtusest vaid 5% väiksemaks, teatab Chemistry and Life veebileht.
2. Galileo Galilei eksperiment
17. sajandil oli domineerivaks vaatepunktiks Aristoteles, kes õpetas, et keha langemise kiirus sõltub selle massist. Mida raskem on keha, seda kiiremini see langeb. Tähelepanekud, mida igaüks meist võib igapäevaelus teha, näivad seda kinnitavat. Proovige korraga lahti lasta kerge hambaork ja raske kivi. Kivi puudutab maad kiiremini. Sellised tähelepanekud viisid Aristotelese järeldusele selle jõu põhiomaduse kohta, millega Maa teisi kehasid tõmbab. Tegelikult ei mõjuta kukkumise kiirust mitte ainult raskusjõud, vaid ka õhutakistusjõud. Nende jõudude suhe kergete ja raskete objektide puhul on erinev, mis toob kaasa vaadeldava efekti.
Itaallane Galileo Galilei kahtles Aristotelese järelduste õigsuses ja leidis võimaluse neid kontrollida. Selleks viskas ta samal hetkel Pisa tornist alla kahurikuuli ja palju kergema musketikuuli. Mõlemal kehal oli ligikaudu sama voolujooneline kuju, seetõttu olid nii südamiku kui ka kuuli õhutakistusjõud gravitatsioonijõududega võrreldes tühised. Galileo leidis, et mõlemad objektid jõuavad maapinnale samal hetkel ehk nende langemise kiirus on sama.
Galileo saadud tulemused tulenevad universaalse gravitatsiooni seadusest ja seadusest, mille kohaselt keha kogetav kiirendus on võrdeline sellele mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline selle massiga.
3. Teine Galileo Galilei eksperiment
Galileo mõõtis kaugust, mille kaldlaual veerevad kuulid läbisid võrdsete ajavahemike järel, mõõtes katse autor vesikella abil. Teadlane leidis, et kui aega kahekordistada, veereksid pallid neli korda kaugemale. See ruutsuhe tähendas, et pallid liikusid gravitatsiooni mõjul kiirendatud kiirusega, mis oli vastuolus Aristotelese väitega, mis oli aktsepteeritud juba 2000 aastat, et kehad, millele jõud mõjub, liiguvad konstantsel kiirusel, samas kui jõudu ei rakendata. kehale, siis on see puhkeolekus. Selle Galileo katse tulemused, nagu ka tema katse tulemused Pisa torniga, olid hiljem aluseks klassikalise mehaanika seaduste sõnastamisel.
4. Henry Cavendishi eksperiment
Pärast seda, kui Isaac Newton sõnastas universaalse gravitatsiooniseaduse: kahe keha vaheline tõmbejõud massiga Mit, mis on üksteisest vahemaaga eraldatud, on võrdne F=γ (mM/r2), jäi üle määrata gravitatsioonikonstant γ – selleks oli vaja mõõta kahe teadaoleva massiga keha vahelist külgetõmbejõudu. Seda pole nii lihtne teha, sest tõmbejõud on väga väike. Tunneme Maa gravitatsioonijõudu. Kuid isegi lähedal asuva väga suure mäe külgetõmmet on võimatu tunda, kuna see on väga nõrk.
Vaja oli väga peent ja tundlikku meetodit. Selle leiutas ja 1798. aastal kasutas Newtoni kaasmaalane Henry Cavendish. Ta kasutas torsioonkaalu – kahe kuuliga jalas, mis oli riputatud väga õhukese nööri küljes. Cavendish mõõtis nookurvarre nihkumist (pöörlemist), kui teised suurema massiga kuulid kaaludele lähenesid. Tundlikkuse suurendamiseks määrati nihe nookurkuulidele paigaldatud peeglitelt peegelduvate valguslaikude järgi. Selle katse tulemusena suutis Cavendish esmakordselt üsna täpselt määrata gravitatsioonikonstandi väärtuse ja arvutada Maa massi.
5. Jean Bernard Foucault' eksperiment
Prantsuse füüsik Jean Bernard Leon Foucault tõestas 1851. aastal eksperimentaalselt Maa pöörlemist ümber oma telje, kasutades selleks 67-meetrist pendlit, mis riputati Pariisi Panteoni kupli tipus. Pendli pöördetasand jääb tähtede suhtes muutumatuks. Maa peal paiknev ja sellega koos pöörlev vaatleja näeb, et pöörlemistasand pöördub aeglaselt Maa pöörlemissuunale vastupidises suunas.
6. Isaac Newtoni eksperiment
1672. aastal viis Isaac Newton läbi lihtsa katse, mida kirjeldatakse kõigis kooliõpikutes. Olles aknaluugid sulgenud, tegi ta neisse väikese augu, millest pääses läbi päikesekiir. Kiirte teele asetati prisma ja prisma taha ekraan. Newton täheldas ekraanil "vikerkaart": prismat läbiv valge päikesekiir muutus mitmeks värviliseks kiireks - violetsest punaseni. Seda nähtust nimetatakse valguse dispersiooniks.
Sir Isaac ei olnud esimene, kes seda nähtust täheldas. Juba meie ajastu alguses teati, et loodusliku päritoluga suurtel monokristallidel on omadus lagundada valgust värvideks. Esimesed valguse hajumise uuringud katsetes klaasist kolmnurkse prismaga, isegi enne Newtonit, viisid läbi inglane Hariot ja tšehhi loodusteadlane Marzi.
Enne Newtonit aga selliseid tähelepanekuid tõsiselt ei analüüsitud ja nende põhjal tehtud järeldusi täiendavate katsetega ei kontrollitud. Nii Hariot kui ka Marzi jäid Aristotelese järgijateks, kes väitsid, et värvierinevused tingisid erinevused valge valgusega “segatud” pimeduse hulgas. Violetne värvus ilmneb Aristotelese järgi siis, kui pimedust lisatakse suurimale hulgale valgusele ja punane - kui pimedust lisatakse kõige vähem. Newton tegi täiendavaid katseid ristatud prismadega, kui ühest prismast läbinud valgus läbib teise. Oma katsete koguarvu põhjal järeldas ta, et "valgest ja mustast segamisest ei teki värvi, välja arvatud vahepealsed tumedad".
valguse hulk ei muuda värvi välimust. Ta näitas, et valget valgust tuleks käsitleda ühendina. Põhivärvid on lillast punaseni.
See Newtoni eksperiment on tähelepanuväärne näide sellest, kuidas erinevad inimesed, jälgides sama nähtust, tõlgendavad seda erinevalt ning õigete järeldusteni jõuavad ainult need, kes oma tõlgenduse kahtluse alla seavad ja täiendavaid katseid teevad.
7. Thomas Youngi eksperiment
Kuni 19. sajandi alguseni valitsesid ettekujutused valguse korpuskulaarsest olemusest. Valgust peeti koosnevaks üksikutest osakestest – kehakestest. Kuigi Newton ("Newtoni rõngad") jälgis valguse difraktsiooni ja interferentsi nähtusi, jäi üldtunnustatud vaatenurk korpuskulaarseks.
Kahelt visatud kivilt veepinnal laineid vaadates on näha, kuidas üksteisega kattudes võivad lained segada ehk üksteist tühistada või tugevdada. Selle põhjal tegi inglise füüsik ja arst Thomas Young 1801. aastal katseid valgusvihuga, mis läbis läbipaistmatu ekraani kahte auku, moodustades seega kaks sõltumatut valgusallikat, mis sarnanevad kahe vette visatud kiviga. Selle tulemusena täheldas ta interferentsimustrit, mis koosnes vahelduvatest tumedatest ja valgetest narmastest, mida ei saaks moodustada, kui valgus koosneks osakestest. Tumedad triibud vastasid aladele, kus kahe pilu valguslained üksteist kustutavad. Ilmusid heledad triibud, kus valguslained vastastikku üksteist tugevdasid. Seega tõestati valguse laineline olemus.
8. Klaus Jonssoni eksperiment
Saksa füüsik Klaus Jonsson viis 1961. aastal läbi katse, mis sarnanes Thomas Youngi valguse interferentsi eksperimendiga. Erinevus seisnes selles, et valguskiirte asemel kasutas Jonsson elektronkiire. Ta sai interferentsmustri, mis sarnanes Youngi poolt valguslainete puhul täheldatuga. See kinnitas kvantmehaanika sätete õigsust elementaarosakeste segatud korpuskulaarlaine olemuse kohta.
9. Robert Millikani eksperiment
Mõte, et iga keha elektrilaeng on diskreetne (st koosneb suuremast või väiksemast elementaarlaengute hulgast, mis ei allu enam killustamisele), tekkis 19. sajandi alguses ja seda toetasid sellised kuulsad füüsikud nagu M. Faraday ja G. Helmholtz. Teooriasse viidi sisse mõiste "elektron", mis tähistab teatud osakest - elementaarse elektrilaengu kandjat. See termin oli aga tol ajal puhtalt formaalne, kuna ei osakest ennast ega sellega seotud elementaarelektrilaengut polnud eksperimentaalselt avastatud. 1895. aastal avastas K. Roentgen tühjendustoruga katsete käigus, et selle anood on katoodilt lendavate kiirte mõjul võimeline kiirgama oma röntgenikiirgust ehk Röntgeni kiirteid. Samal aastal tõestas prantsuse füüsik J. Perrin eksperimentaalselt, et katoodkiired on negatiivselt laetud osakeste voog. Kuid vaatamata kolossaalsele eksperimentaalsele materjalile jäi elektron hüpoteetiliseks osakeseks, kuna polnud ühtegi katset, milles üksikud elektronid osaleksid.
Ameerika füüsik Robert Millikan töötas välja meetodi, millest on saanud elegantse füüsikaeksperimendi klassikaline näide. Millikanil õnnestus kondensaatori plaatide vahele ruumi eraldada mitu laetud veepiiska. Röntgenikiirgusega valgustades oli võimalik plaatide vahelist õhku veidi ioniseerida ja tilkade laengut muuta. Kui plaatide vaheline väli oli sisse lülitatud, liikus tilk elektrilise külgetõmbe mõjul aeglaselt ülespoole. Kui väli välja lülitati, langes see gravitatsiooni mõju alla. Välja sisse ja välja lülitades oli võimalik uurida iga plaatide vahel hõljuvat tilka 45 sekundit, misjärel need aurustusid. 1909. aastaks suudeti kindlaks teha, et iga tilga laeng oli alati põhiväärtuse e (elektronilaeng) täisarv. See oli veenev tõend, et elektronid olid sama laengu ja massiga osakesed. Asendades veepiisad õlipiiskadega, suutis Millikan suurendada vaatluste kestust 4,5 tunnini ja 1913. aastal, kõrvaldades üksteise järel võimalikud veaallikad, avaldas elektronlaengu esimese mõõdetud väärtuse: e = (4,774 ± 0,009) x 10-10 elektrostaatilist ühikut .
10. Ernst Rutherfordi eksperiment
20. sajandi alguseks sai selgeks, et aatomid koosnevad negatiivselt laetud elektronidest ja mingist positiivsest laengust, mille tõttu jääb aatom üldiselt neutraalseks. Siiski oli liiga palju oletusi selle kohta, kuidas see "positiivne-negatiivne" süsteem välja näeb, samas kui selgelt nappis eksperimentaalseid andmeid, mis võimaldaksid teha valiku ühe või teise mudeli kasuks. Enamik füüsikuid aktsepteeris J. J. Thomsoni mudelit: aatom on ühtlaselt laetud positiivne kuul, mille läbimõõt on umbes 108 cm ja mille sees hõljuvad negatiivsed elektronid.
1909. aastal viis Ernst Rutherford (abiks Hans Geiger ja Ernst Marsden) läbi katse, et mõista aatomi tegelikku struktuuri. Selles katses läbisid 20 km/s kiirusega liikuvad rasked positiivselt laetud alfaosakesed läbi õhukese kuldfooliumi ja hajusid kullaaatomitele, kaldudes kõrvale algsest liikumissuunast. Hälbe määra kindlaksmääramiseks pidid Geiger ja Marsden mikroskoobi abil jälgima stsintillaatorplaadil sähvatusi, mis tekkisid kohas, kus alfaosake plaati tabas. Kahe aasta jooksul loendati umbes miljon raketit ja tõestati, et ligikaudu üks osake 8000-st muudab hajumise tagajärjel oma liikumissuunda rohkem kui 90° (see tähendab, pöördub tagasi). See ei saanud juhtuda Thomsoni "lahtises" aatomis. Tulemused toetasid selgelt aatomi nn planetaarset mudelit – massiivne tilluke tuum, mille mõõtmed on umbes 10-13 cm ja elektronid, mis pöörlevad ümber selle tuuma umbes 10-8 cm kaugusel.
Kaasaegsed füüsilised katsed on palju keerulisemad kui mineviku katsed. Mõnes on seadmed paigutatud kümnete tuhandete ruutkilomeetrite suurustele aladele, teistes täidavad need suurusjärgus kuupkilomeetrit. Ja veel teisigi viiakse peagi läbi teistele planeetidele.