опыты которые можно провести в школе
Занимательные опыты по физике
Разделы: Физика
Без сомнения, все наше знание начинается с опытов.
(Кант Эммануил. Немецкий философ 1724-1804г.г)
Физические опыты в занимательной форме знакомят учащихся с разнообразными применениями законов физики. Опыты можно использовать на уроках для привлечения внимания учащихся к изучаемому явлению, при повторении и закреплении учебного материала, на физических вечерах. Занимательные опыты углубляют и расширяют знания учащихся, способствуют развитию логического мышления, прививают интерес к предмету.
В данной работе описано 10 занимательных опытов, 5 демонстрационных экспериментов с использованием школьного оборудования. Авторами работ являются учащиеся 10 класса МОУ СОШ № 1 п. Забайкальск, Забайкальского края – Чугуевский Артём, Лаврентьев Аркадий, Чипизубов Дмитрий. Ребята самостоятельно проделали данные опыты, обобщили результаты и представили их в виде данной работы
Роль эксперимента в науке физике
О том, что физика наука молодая
Сказать определённо, здесь нельзя
И в древности науку познавая,
Стремились постигать её всегда.
Цель обучения физики конкретна,
Уметь на практике все знания применять.
И важно помнить – роль эксперимента
Должна на первом месте устоять.
Уметь планировать эксперимент и выполнять.
Анализировать и к жизни приобщать.
Строить модель, гипотезу выдвинуть,
Новых вершин стремиться достигнуть
Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Дальше идет эксперимент, выработка понятий, допускающих качественные характеристики. Чтобы из наблюдений сделать общие выводы, выяснить причины явлений, надо установить количественные зависимости между величинами. Если такая зависимость получается, то найден физический закон. Если найден физический закон, то нет необходимости ставить в каждом отдельном случае опыт, достаточно выполнить соответствующие вычисления. Изучив экспериментально количественные связи между величинами, можно выявить закономерности. На основе этих закономерностей развивается общая теория явлений.
Следовательно, без эксперимента не может быть рационального обучения физике. Изучение физики предполагает широкое использование эксперимента, обсуждение особенностей его постановки и наблюдаемых результатов.
Занимательные опыты по физике
Описание опытов проводилось с использованием следующего алгоритма:
Опыт № 1 Четыре этажа
Приборы и материалы: бокал, бумага, ножницы, вода, соль, красное вино, подсолнечное масло, крашенный спирт.
Этапы проведения опыта
Попробуем налить в стакан четыре разных жидкости так, чтобы они не смешались и стояли одна над другой в пять этажей. Впрочем, нам удобнее будет взять не стакан, а узкий, расширяющийся к верху бокал.
Вот и получилось у нас четыре этажа жидкостей в одном бокале. Все разного цвета и разной плотности.
Опыт № 2 Удивительный подсвечник
Приборы и материалы: свеча, гвоздь, стакан, спички, вода.
Этапы проведения опыта
Не правда ли, удивительный подсвечник – стакан воды? А этот подсвечник совсем не плох.
И, правда, свеча будет понемножку всплывать, причём охлаждённый водой парафин у края свечи будет таять медленней, чем парафин, окружающий фитиль. Поэтому вокруг фитиля образуется довольно глубокая воронка. Эта пустота, в свою очередь, облегчает свечу, потому-то наша свеча и догорит до конца.
Опыт № 3 Свеча за бутылкой
Приборы и материалы: свеча, бутылка, спички
Этапы проведения опыта
Свеча гаснет потому, что бутылка воздухом “Обтекается”: струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, а другой – слева; а встречаются они примерно там, где стоит пламя свечи.
Опыт № 4 Вертящаяся змейка
Приборы и материалы: плотная бумага, свеча, ножницы.
Этапы проведения опыта
Змейка вращается, т.к. происходит расширение воздуха под действием тепла и о превращении теплой энергии в движение.
Опыт № 5 Извержение Везувия
Приборы и материалы: стеклянный сосуд, пузырёк, пробку, спиртовая тушь, вода.
Этапы проведения опыта
Вода имеет большую плотность, чем спирт; она постепенно будет входить в пузырёк, вытесняя оттуда тушь. Красная, синяя или черная жидкость тоненькой струйкой будет подниматься из пузырька кверху.
Опыт № 6 Пятнадцать спичек на одной
Приборы и материалы: 15 спичек.
Этапы проведения опыта
Для этого нужно только поверх всех спичек, в ложбинку между ними, положить ещё одну, пятнадцатую спичку
Опыт № 7 Подставка для кастрюли
Приборы и материалы: тарелка, 3 вилки, кольцо для салфетки, кастрюля.
Этапы проведения опыта
Данный опыт объясняется правилом рычага и устойчивым равновесием.
Опыт № 8 Парафиновый мотор
Приборы и материалы: свеча, спица, 2 стакана, 2 тарелки, спички.
Этапы проведения опыта
Чтобы сделать это мотор, нам не нужно ни электричества, ни бензина. Нам нужно для этого только… свеча.
Капля парафина упадёт в одну из тарелок, подставленных под концы свечи. Равновесие нарушится, другой конец свечи перетянет и опустится; при этом с него стечёт несколько капель парафина, и он станет легче первого конца; он поднимается к верху, первый конец опустится, уронит каплю, станет легче, и наш мотор начнёт работать вовсю; постепенно колебания свечи будут увеличиваться всё больше и больше.
Опыт №9 Свободный обмен жидкостями
Приборы и материалы: апельсин, бокал, красное вино или молоко, воду, 2 зубочистки.
Этапы проведения опыта
Опыт №10 Певучая рюмка
Приборы и материалы: тонкая рюмка, вода.
Этапы проведения опыта
1. Диффузия жидкостей и газов
Демонстрационный эксперимент «Наблюдение диффузии»
Приборы и материалы: вата, нашатырный спирт, фенолфталеин, установка для наблюдения диффузии.
Этапы проведения эксперимента
Явление диффузии можно пронаблюдать при помощи специальной установки
Докажем что явление диффузии зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее протекает диффузия.
Для демонстрации данного опыта возьмём два одинаовых стакана. В один стакан нальём холодной воды, в другой – горячей. Добавим в стаканы медный купорос, наблюдаем, что в горячей воде медный купорос растворяется быстрее, что доказывает зависимость диффузии от температуры.
2. Сообщающиеся сосуды
Для демонстрации сообщающихся сосудов возьмем ряд сосудов различной формы, соединенных в нижней части трубками.
Будем наливать жидкость в один из них: мы сейчас же обнаружим, что жидкость перетечет по трубкам в остальные сосуды и установится во всех сосудах на одном уровне.
Объяснение этого опыта заключается в следующем. Давление на свободных поверхностях жидкости в сосудах одно и то же; оно равно атмосферному давлению. Таким образом, все свободные поверхности принадлежат одной и той же поверхности уровня и, следовательно, должны находиться в одной горизонтали плои верхняя кромка самого сосуда: иначе чайник нельзя будет налить доверху.
Шар Паскаля – это прибор предназначен для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкость или газ в закрытом сосуде, а также подъёма жидкости за поршнем под влиянием атмосферного давления.
Для демонстрации равномерной передачи давления, производимого на жидкости в закрытом сосуде, необходимо, используя поршень, набрать в сосуд воды и плотно насадить на патрубок шар. Вдвигая поршень в сосуд, продемонстрировать истечение жидкости из отверстий в шаре, обратив внимание на равномерное истечение жидкости по всем направлениям.
ТОП-10 лучших детских научных экспериментов и опытов для школы и дома
Классические научные эксперименты для детей!
Наука для детей не нуждается в специальном оборудовании или докторской диссертации. Домашние научные эксперименты можно провести прямо на вашей собственной кухне (или во дворе) и, как правило, с ингредиентами, которые уже есть у вас дома.
1. Зубная паста для слона
Химия и экзотермический процесс.
Если вы когда-нибудь задумывались, почему у слонов чистые бивни, у нас есть ответ. Они используют слоновую зубную пасту!
Для того чтобы сделать вашу собственную зубную пасту для слона, вам понадобятся:
1 чайную ложку дрожжей залить 2 столовыми ложками очень тёплой воды. Хорошо перемешать.
В бутылку добавить 1/2 стакана 6% перекиси водорода (лучше пусть это делает взрослый), жидкую акварель или пищевой краситель, блеск (если хотите), и немного мыла. Закрутите и тщательно перемешайте.
Поместите бутылку в контейнер, тазик, потому что пены будет очень много. Затем добавьте дрожжевую смесь через воронку. Быстро снимите воронку и наслаждайтесь шоу!
Как только вы добавляете дрожжи, начинается реакция! Дрожжи действуют как катализатор и ускоряют выпуск перекиси водорода: когда этот газ попадает в мыло, он делает сумасшедшее количество пушистой пены! Немедленно удалите воронку и следите за сумасшедшим извержением гигантской пены из бутылки! Пена абсолютно безопасна на ощупь (мягкая и пухлая!). Испарения и пена безопасны.
Всё это происходит быстро, совершенно невероятное зрелище! Реакция экзотермична, что означает, что она выделяет тепло. Вы можете дать ребенку прикоснуться к бутылке после реакции, и они почувствуют тепло.
После того, как пена перестанет выходить, вы можете играть в этой пене с игрушками!
2. Яйцо с хрустальными жеодами
Молекулярная связь и химия.
Этот эксперимент позволяет выращивать кристаллы внутри яичной скорлупы. Обязательно нужен порошок квасцов, который содержит калий, иначе вы не получите никакого кристаллического роста. Добавьте несколько капель пищевого красителя для цвета. Прекрасно сформированная жеода потребует 12-15 часов, чтобы вырасти, это большой проект на выходные.
Убедитесь, что скорлупа яйца чистая и сухая, а затем покрасьте её клеем внутри. После нанесения клея на яйцо посыпьте его квасцами и дайте высохнуть в течение ночи или нескольких часов.
Квасцы не стоит оставлять без присмотра: приём внутрь больших количеств квасцов опасен.
На 2 чашки воды берём до 3/4 чашки квасцов, однако квасцы могут быть дорогими, поэтому берите 1 чашку воды и 3/8 чашки квасцов. Итак, берём 1 стакан горячей воды, краситель, перемешиваем до получения однородной массы, а затем добавляем квасцы. Перемешайте снова, пока все квасцы не растворятся, а затем поместите яйцо в эту воду, открытой стороной вверх.
Позвольте яйцу сидеть в этом растворе 12-15 часов. Если вы хотите большие кристаллы, держите их в растворе ещё дольше.
После того, как вы достанете яйцо из раствора, поместите его на сушилку, дайте высохнуть в течение нескольких часов. Кристалл всё ещё будет хрупким, но уже не таким хрупким, как сразу после раствора. Кристаллам нужно затвердеть на воздухе, а потом при желании из можно вынуть из скорлупы.
3. Светящиеся пузыри и сухой лед
Когда вещество переходит непосредственно из твёрдой фазы в газовую, не становясь жидкостью, оно сублимируется. Этот удивительный эксперимент позволяет создать светящиеся пузыри. Пузыри словно из другого мира — они светятся и поднимаются из дыма (который получается при таянии сухого льда, без жидкой фазы). Естественно, мы рекомендуем взрослому человеку самому работать с сухим льдом (его контакт с кожей может вызвать ожог) и проконтролировать этот эксперимент.
Шумный поток дымных пузырьков!
Но для того, чтобы провести этот эксперимент, вам, помимо сухого льда, понадобятся ещё светящиеся палочки. Их можно купить в магазинах Фикс-прайс, целый набор за 50 рублей, это недорого.
Добавим сухой лёд в тёплую воду (достаточно примерно половины льда от объёма воды) и можем наблюдать за красивым белым паром; добавим сухой лёд в мыльный раствор — и получим отличные мыльные пузыри, наполненные углекислым газом! А теперь самое интересное: добавляем в ёмкость немного воды, жидкое мыло и содержимое светящихся палочек — вот так и получаем искомые светящие пузыри в инопланетном тумане!
Благодаря сухому льду можно газировать жидкости и замедлять химические реакции. Именно его используют для создания спецэффектов — густого тумана.
При нажатии на сухой лёд ложкой можно услышать попискивание. Это результат ускоренной сублимации (переход из твёрдого состояния в газообразное). НО: берите его в руки только в перчатках!
4. Возрождение обрезков
Фотосинтез и растительная наука.
Изучайте науку о растениях путём повторного выращивания пищи из обрезков. Для этого, например, подходит лук, картофель и салат (зелёный лук — супер-лёгкий, быстрый вариант). Растения нуждаются в воде и солнечном свете, чтобы расти.
Очевидно, все мы знаем о нормальных способах выращивания растений – из семян. Но, знаете ли вы, что есть тонна растений, которые вы можете расти из обрезков? Растения, которые, в свою очередь, вырастят ещё больше продуктов питания.
Весенний лук, лук-порей, зелёный лук, укроп.
Техника довольно проста. После того, как вы съели купленную зелень, просто поместите корневой конец в банку с водой, и растение начнёт регенерировать в течение нескольких дней. Просто меняйте воду на свежую, при необходимости.
Возьмите небольшой кусок от корня имбиря и посадите его в горшок в почву почками вверх. Имбирь нуждается в непрямом солнечном светом в тёплой влажной среде. Скоро он начнет отрастать побегами и корнями. Как только вы будете готовы к уборке урожая, подтяните всё растение из земли, включая корни. Извлеките кусок имбиря и повторно посадите его, чтобы повторить процесс выращивания.
Выберите картофель, который имеет много хороших образованных глазков, и разрежьте его на 5-7-см куски, чтобы каждый кусок имел по крайней мере 1-2 глазка. Оставьте отрезанные кусочки при комнатной температуре на день-два, чтобы они подсохли и не загнили при посадке. Картофельные растения процветают в среде с высоким содержанием питательных веществ, поэтому лучше всего добавить в почву для посадки компост, питательный грунт. Посадите ваши части картошки на глубину около 10 см, глазками вверх. Закройте пятью см почвы, оставив остальные 5 см пустыми. По мере того, как ваше растение начинает расти и у него появляется больше корней, добавьте больше почвы.
5. Перья с кристаллами соли
Возможно, вы уже растили кристаллы, но теперь попробуем на новом уровне. Этот впечатляющий проект обманчиво простой, он недорогой (нужна всего лишь соль), и требует всего лишь немного терпения, чтобы увидеть результат.
Вот что вам нужно, чтобы сделать свои собственные хрустальные перья, три штуки:
Сначала сделайте солёную кристаллическую воду. Нужно налить воды в кастрюлю (столько воды, чтобы хватило заполнить ваши три баночки) и добавить соль. Кипятите воду, пока соль не растворится. Добавляйте соль, пока не образуется слой соли на поверхности кипятка. Это выглядит как лёд. Когда в воде столько соли, эксперимент точно сработает.
Вылейте солёную воду в баночки. В этот момент появится слой соли на дне горшка, это можно оставить.
Захватите конец вашего пера прищепкой, разместите его по центру банки, окуните перо в банку и поместите на солнечное окно.
Кристаллы начнут формироваться всего за пару часов. Но чем больше, тем эффектнее, можно оставить перья в воде и на три дня.
Через три дня удалите перья из воды. Пусть высохнут в течение ночи. На следующий день ваши перья будут инкрустированы в квадратные кристаллы соли. Посмотрите на них через увеличительное стекло!
Кристаллы соли растут из-за высокой концентрации соли в воде. Когда вода испаряется, соль должна куда-то деться. Когда перо помещено в воду, молекулы соли (NA и CL) соединяются совместно вокруг пера. Со временем кристаллы соли становятся больше. Кристаллы соли всегда образуют квадратную или прямоугольную форму.
6. Магнитный сухой завтрак
Вы, наверное, видели надпись на упаковках с готовым завтраком, которая говорит “обогащённые железом”, но сколько железа фактически добавили в кашу? Достаточно ли, чтобы вызвать магнитную реакцию? Этот супер лёгкий эксперимент не требует слишком много фантазии, а ингредиенты просты (хлопья + магнит). Результаты могут удивить вас!
Может ли магнит притягивать хлопья?
Наполните бутылку водой на треть. Положите хлопья в бутылку с водой, чтобы бутылка была заполнена примерно на половину. Трясите. Если ваши хлопья не растворяются или не распадаются после встряхивания, то лучше оставить их замоченными на ночь для размягчения и растворения в воде.
Когда хлопья тщательно замочены и распались на мелкие кусочки, поместите магнит на внешнюю сторону бутылки, чтобы привлечь железо внутри. Поверните бутылку так, чтобы больше жидкости могло прикоснуться к точке, где находится магнит.
Теперь поворачивайте бутылку до тех пор, пока вода не будет непосредственно под магнитом. Медленно поднимите магнит, чтобы увидеть, как железные кусочки держатся на бутылке и следуют за магнитом! Железные кусочки будут двигаться вместе с магнитом. Они даже начнут выравниваться с линиями магнитного поля.
Железо является важным минералом для нашего организма. Он содержится в каждой клетке и используется для производства гемоглобина, вещества в эритроцитах, которые переносят кислород из лёгких для транспортировки по всему телу.
Если у нас недостаточно железа, наше тело покажет симптомы: недостаток энергии, одышку, головную боль, раздражительность, головокружение или потерю веса, а со временем мы будем страдать от железодефицитной анемии.
Но наше тело не может производить железо. Вот почему очень важно для нашего сбалансированного питания включить достаточное его количество для поддержания здорового тела. Пищевое железо отличается от обычного железа объектов повседневной жизни, так что гвозди нам лизать бесполезно.
7. Исчезновение яичной скорлупы
Урок по химии. Эластичные полупрозрачные яйца.
Этот эксперимент представляет собой классический пример кислотной основной реакции. Уксус содержит уксусную кислоту. Яичная скорлупа содержит карбонат кальция. Карбонат кальция в яичной скорлупе реагирует с уксусной кислотой в уксусе в виде водно-растворимых соединений, ацетат кальция и углекислота (газ СО2). Эта реакция растворяет скорлупу, но оставляет внутреннюю мембрану нетронутой, создавая голое яйцо.
Можете вы объяснить загадочный случай исчезновения яичной скорлупы? Хотя это совершенно нетоксично, будьте аккуратны, всё-таки это эксперимент.
Положите яйцо в стеклянную банку. Малышам легче держать банку на боку и аккуратно поместить яйцо внутрь. Лучше выбрать стеклянную банку с широким ртом, потому что ваше яйцо немного распухнет и может стать слишком большим, из банки вынуть будет сложно.
Добавьте уксус. Налейте достаточно уксуса, чтобы покрыть яйцо, и ещё немного больше. Сначала яйца плавают, но потом они тонут.
Смотрите пузыри! В течение минуты после добавления уксуса, крошечные пузырьки углекислого газа появляются на яичной скорлупе. Это одна из частей химической реакции, которая происходит внутри банки.
Закройте крышку и оставьте на несколько дней, можно и на неделю. Яйцо станет немного больше (из-за осмоса). Коричневый цвет яичной скорлупы бледнеет. Появляется слой накипи на поверхности уксуса. Можете заменить уксус через пару дней.
Через неделю осторожно извлеките яйцо из уксуса. Помойте и аккуратно протрите. Вы увидите, что яичная скорлупа стала мягкой, она податлива даже при лёгком прикосновении. Это как голое яйцо!
Голые яйца очень классные. Внутренняя мембрана остаётся нетронутой, поэтому яйца оказываются довольно хрупкими. Их можно аккуратно сжать. Яйца полупрозрачные, поэтому можно увидеть желток, который, что интересно, всегда всплывает наверх.
Если вы уроните голое яйцо с очень низкой высоты (около 2-3 см), оно, скорее всего, отскочит, как резиновый шар. (Будьте осторожны, оно при этом пачкается, и может лопнуть!).
8. Невидимая конфетка
Свет и перспектива.
Конфеты расплавились или исчезли? Масло перенаправляет свет, в результате чего половина конфеты исчезает!
Налейте немного масла в стакан. Положите конфетную палочку (карандаш, соломинку, что у вас есть) в стакан. На поверхности масла конфета выглядит так, как разрезанная пополам.
Наклоните конфетную палку к стеклу стакана. Посмотрите на боковую сторону стекла и медленно поверните стакан. Палочка становится шире или сужается? Вы можете заставить её исчезнуть?
Вы, наверное, заметили, как свет изгибается в стакане воды. Это то, что искажает вещи внутри. Масло преломляет свет даже больше, чем вода. На самом деле, оно может преломлять свет так, что если вы держите стакан правильно, конфета полностью скроется от ваших глаз. Как будто её просто нет!
9. Невидимые чернила
Яблоки становятся коричневыми после того, как полежат разрезанными на воздухе, это окисление в действии (потеря электронов и питательных веществ при контакте с кислородом). К счастью, лимонный сок окисляется только при контакте с теплом. Этот метод работает и с содой и молоком. Поэтому вы можете писать секретные сообщения невидимыми чернилами. Играем в шпионов!
Способ работы невидимых чернил зависит от метода, используемого для их создания. Есть несколько способов сделать невидимые чернила.
Смешайте около 1/4 стакана (60 мл) соды и 1/4 стакана (60 мл) воды. Далее пишите с помощью зубочистки или кисти на листе бумаги. Дайте высохнуть полностью. Чтобы прочитать секретное сообщение, раскрасьте концентратом виноградного сока по бумаге кистью или губкой.
Почему это работает: виноградный сок содержит кислоту, которая реагирует с содой. При записи секретного сообщения появляется другой цвет.
Положите немного молока в небольшую миску. Пишите молоком на листе бумаги с помощью ватной палочки или кисточки. Пусть ваше сообщение высохнет полностью. Чтобы прочитать сообщение, просто нагрейте бумагу. Можно взять 100-ваттную лампочку или подержать лист около печи. Не кладите бумагу на лампочку, сгорит! И никогда не используйте галогенный свет.
Почему это работает: молоко — органический продукт, это означает, что оно исходит от живого существа. Когда оно нагревается, оно горит медленнее, чем бумага. Ваше невидимое сообщение отображается коричневым цветом.
Работает, как и в случае с молоком. Просто промокните ватную палочку или кисточку в миске с лимонным соком, пишите, оставьте высохнуть. Чтобы увидеть сообщение, просто нагрейте бумагу. Другой способ увидеть сообщение — положить соль на чернила во время сушки. Дайте полежать минуту, а затем стряхните соль. Используйте восковой карандаш, чтобы покрасить сообщение.
Почему оно работает: и сок лимона, и молоко — слабокислые продукты, и кислота ослабляет бумагу. Кислота остаётся в бумаге после высыхания сока или молока. Когда бумага держится вблизи тепла, кислые части бумаги горят или становятся коричневыми до того, как остальная часть бумаги.
Это всего лишь несколько способов сделать невидимые чернила. Используя тот же метод жары, вы можете использовать белое вино, уксус, яблочный сок, попробуйте и другие кислые фруктовые соки.
10. Безопасный светильник-лава
Плотность и межмолекулярная полярность.
Понадобятся соль, вода, пищевые красители, растительное масло, стеклянная банка. Ёмкость на 2/3 наполнить водой, добавить стакан растительного масла, краситель, всыпать 1 чайную ложку соли. Масло легче воды, но под тяжестью соли оно начинает опускаться на дно банки, но когда соль распадается, то отпускает масло и оно снова всплывает. Это повторяется без конца. Можно добавить лёгкий бисер, блеск.
Вода и масло не будут смешиваться, потому что у них разный “вес”, это разные вещества (так же, как не смешаются в единую массу глина и кубики Лего). Теперь добавьте каплю пищевой краски (которая тяжелее масла) и смотрите, как пузыри воздуха поднимают краску на вершину.
Оригинальная лавовая лампа представляет собой прозрачную ёмкость, содержащую парафин, плавающий в маслянистой жидкости, конструкция подсвечивается лампочкой, при этом возникает движение причудливых форм капель и фигур, на которые можно смотреть бесконечно.