Πειράματα

     Το πείραμα είναι βασικό συστατικό της επιστημονικής μεθόδου. Μας επιτρέπει να επαληθεύσουμε ή να καταρρίψουμε μια θεωρία. Αποτελεί τον συνδετικό κρίκο μεταξύ του άυλου κόσμου των θεωριών και του υλικού κόσμου. Για πολλά χρόνια το πείραμα είχε απαξιωθεί και σε συνδυασμό με την "ξύλινη" γλώσσα των αντίστοιχων μαθημάτων οδήγησαν τους μαθητές, και μετέπειτα ενήλικες, μακριά από τις φυσικές επιστήμες. Τα τελευταία χρόνια το κλίμα τείνει να αναστραφεί. Μπορείτε και εσείς να δοκιμάσετε πολλά από τα πειράματα που είναι εύκολο να γίνουν και απαιτούν λίγα και φτηνά υλικά. Ψάξτε στο διαδίκτυο. Εκτελέστε τα με προσοχή και με τις απαραίτητες προφυλάξεις. Δείξτε τα σε φίλους σας. Ορισμένα από αυτά θα τους καταπλήξουν και θα οδηγήσουν σε συζητήσεις για την ορθή ερμηνεία τους. Οργανώστε μία μέρα Φυσικών Επιστημών και Πειραμάτων (μέρα ΦΕΠ). Διασκεδάστε μαθαίνοντας! Ακολουθούν μερικά πειράματα (πατήστε στις εικόνες για μεγέθυνση):

Προσοχή: Τα πειράματα γίνονται λαμβάνοντας πάντα όλα τα απαραίτητα μέτρα ασφαλείας, υπό την επίβλεψη ενηλίκου, όπως γίνεται και σε όλα τα πειράματα που πραγματοποιούνται στα σχολικά εργαστήρια. Τα πειράματα είναι ενδεικτικά και δεν χρειάζεται να πραγματοποιήσετε κάποιο από αυτά που σας φαίνεται επικίνδυνο. Εξάλλου, το έχουμε κάνει εμείς για εσάς!




1. Το πείραμα με τη σοκολάτα και τον φούρνο μικροκυμάτων:

     Σας αρέσει η σοκολάτα; Και μάλιστα λιωμένη; Εδώ είμαστε! Σε αυτό το πείραμα θα μετρήσουμε την ταχύτητα του φωτός με τη βοήθεια μιας σοκολάτας (ή περισσοτέρων!) και ενός φούρνου μικροκυμάτων! Παίρνουμε τη σοκολάτα (να είναι τουλάχιστον 15cm σε μήκος) και είτε την τοποθετούμε πάνω σε δύο χάρτινα στηρίγματα με τη λεία επιφάνεια προς τα επάνω είτε την τοποθετούμε πάνω σε ένα πιάτο. Αφαιρούμε τη βάση από τον φούρνο μικροκυμάτων και τοποθετούμε ένα πιάτο ώστε να μην έχουμε περιστροφή μέσα στον φούρνο (κατά την πρώτη εκδοχή) και ταυτόχρονα να πέσει η σοκολάτα στο πιάτο σε περίπτωση που λιώσει πολύ (στην δεύτερη εκδοχή θα είναι είδη μέσα στο πιάτο). Βάζουμε την ένταση στο μέτριο και λειτουργούμε τον φούρνο για 3 δευτερόλεπτα. Ανοίγουμε τον φούρνο και κοιτάμε τη σοκολάτα αν έχει αυξομειώσεις σαν κυματάκια ή βαθουλώματα ή περιοχές που έχουν λιώσει πιο πολύ όπως φαίνεται στις φωτογραφίες. Αν δεν βλέπουμε κάτι επαναλαμβάνουμε για άλλα 3 δευτερόλεπτα κ.ο.κ. Προσέχουμε να μην αφήσουμε για πολύ τον φούρνο σε λειτουργία γιατί η σοκολάτα θα καεί (θα γίνει μαύρη) και δεν θα μπορούμε να τη φάμε! Γενικά χρειάζεται λίγος χρόνος και ποικίλει ανάλογα με την ένταση που έχουμε. Έστω ότι παρατηρούμε τις δύο ζητούμενες περιοχές στις οποίες η σοκολάτα έχει τα βαθουλώματα ή έχει λιώσει πιο πολύ. Μετράμε με έναν χάρακα την απόσταση. Αυτή αναμένεται να είναι μερικά εκατοστά. Πολλαπλασιάζουμε με το 2 γιατί τα κύματα μέσα στον φούρνο είναι στάσιμα κύματα. Διαιρούμε με το 100 ώστε να έχουμε το αποτέλεσμα σε μέτρα. Μόλις βρήκατε τον παράγοντα λ που είναι το μήκος κύματος των μικροκυμάτων. Σύμφωνα με τον θεμελιώδη νόμο της κυματικής η ταχύτητα των κυμάτων δίνεται από τη σχέση c = λ∙f, άρα μένει να βρούμε τον παράγοντα f που είναι η συχνότητα των κυμάτων. Αυτή μας δίνεται από τον κατασκευαστή του φούρνου και είναι συνήθως f = 2,4GHz = 2400000000Hz. Οπότε πολλαπλασιάζουμε τον παράγοντα f με τον παράγοντα λ και έχουμε την ταχύτητα των μικροκυμάτων σε m/sec. Η ταχύτητα του φωτός στον αέρα είναι λίγο μικρότερη από 300000000m/sec. Τέλος, υπάρχει και μία ακόμα εκδοχή του πειράματος με αράβικη πίτα, η οποία σε κάποια σημεία θα είναι περισσότερο καμένη και η απόσταση αυτών των περιοχών θα είναι η ίδια όπως και στη σοκολάτα. Καλή σας όρεξη!





  2. Το πείραμα με τον καπνό που ρέει προς τα κάτω:

     Χρειαζόμαστε ένα μικρό κομμάτι χαρτί, σπίρτα ή αναπτήρα και ένα άθικτο νάιλον κομμάτι από συσκευασία, όπως αυτό από τα κουτάκια με τις μαστίχες ή τις καραμέλες, καθώς και από πακέτα τσιγάρων. Το πείραμα καλό είναι να γίνει σε χώρο που να μη φυσάει και να έχουμε από κάτω ένα σταχτοδοχείο ή μια επιφάνεια που να μπορεί να καθαριστεί εύκολα από τα προϊόντα της καύσης. Τυλίγουμε το χαρτάκι ώστε να γίνει ρολό. Κάνουμε μια οπή στην κλειστή μεριά του νάιλον και τοποθετούμε εκεί μέσα το χαρτάκι. Ανάβουμε από τη μία μεριά το χαρτάκι και παρατηρούμε ότι καπνός αρχίζει να ρέει στη μέσα μεριά του νάιλον όπως ρέει το νερό! Αν η ροή σταματήσει ανάβουμε και πάλι τι χαρτάκι. Κάποια στιγμή η φωτιά θα φτάσει στο νάιλον που θα καεί οπότε το πείραμα θα λήξει! Μπορούμε να απομακρύνουμε το χαρτάκι πιο μπροστά και έτσι να εγκλωβίσουμε τον καπνό στο νάιλον! Πώς σας φαίνεται;






  3. Το πείραμα της ανύψωσης:

     Το πείραμα της ανύψωσης (ή αιώρησης) με 5 άτομα είναι ένα γνωστό και κλασικό πείραμα των πάρτι και των προαυλίων των σχολείων. Για να γίνει χρειαζόμαστε 5 άτομα και μία καρέκλα, αν και μπορεί να γίνει και στο πάτωμα. Επιλέγουμε το πιο βαρύ άτομο της παρέας να κάτσει κάτω, όχι ότι δεν μπορεί να γίνει και με πιο ελαφρύ άτομο, απλά τα αποτελέσματα θα είναι ακόμα πιο εκπληκτικά. Πλέκουμε τα δύο μας χέρια με τους δείκτες ενωμένους όπως φαίνεται στη φωτογραφία. Τα δύο άτομα θα σηκώσουν τον υποψήφιο "αιωρούμενο" από τις μασχάλες και τα άλλα δύο κάτω από τα γόνατα, ταυτόχρονα, και ακουμπώντας σε αυτά μόνο τους δείκτες των χεριών. Καλό είναι να μπουν χιαστί τα άτομα ίδιας δύναμης και όχι π.χ. δύο δυνατοί στις μασχάλες και δύο αδύνατοι στα πόδια. Γίνεται η πρώτη απόπειρα ανύψωσης. Προσοχή στο κατέβασμα, να μην τον αφήσουμε απότομα και χτυπήσει! Τίποτα το ιδιαίτερο μέχρι τώρα. Κάνουμε το εξής "κόλπο". Βάζουμε εναλλάξ τα χέρια μας πάνω από το κεφάλι του υποψήφιου και σε απόσταση 5 εκατοστά περίπου το ένα από το άλλο, αρχικά το δεξί και στη συνέχεια το αριστερό (σε αυτό το σημείο μπορεί έτσι κι αλλιώς να αισθανθούμε κάτι στα χέρια μας εξαιτίας του στατικού ηλεκτρισμού που έχουν τα σώματά μας). Απομακρύνουμε μετά από λίγο τα χέρια μας με την αντίστροφη φορά από πάνω μέχρι κάτω. Δοκιμάζουμε και πάλι να σηκώσουμε τον υποψήφιο και ........................... τον σηκώνουμε με πολύ μεγαλύτερη άνεση! Το πείραμα το έχω δοκιμάσει πολλές φορές και με διαφορετικά άτομα και πετυχαίνει πάντα. Δηλαδή, τη δεύτερη φορά φαίνεται να είναι πιο ελαφρύς. Έχει γίνει πράγματι πιο ελαφρύς; Έχουμε γίνει εμείς πιο δυνατοί; Είναι ψυχολογικό το θέμα και τη δεύτερη φορά βάζουμε πιο πολύ δύναμη; Μήπως επειδή έχουμε τα χέρια ψηλά για κάποια δευτερόλεπτα και σε συνδυασμό με το στρες η καρδιά εκκρίνει αδρεναλίνη για να χτυπήσει πιο γρήγορα και δυνατά και έτσι γινόμαστε πιο δυνατοί; Τι λέτε; Καλή διασκέδαση!





                                                                      
  4. Το πείραμα με το φρέσκο και το βραστό αυγό:

     Η μητέρα μας, κατά λάθος φυσικά, μπέρδεψε τα φρέσκα αυγά με τα βραστά που είχε φτιάξει για φαγητό. Πέρασε και η ώρα και κρύωσαν. Πως θα καταλάβουμε ποια αυγά είναι βραστά και ποια όχι χωρίς να τα σπάσουμε ή να τα ανακινήσουμε; Ο πιο εύκολος και γρήγορος τρόπος είναι ο εξής: Παίρνουμε το αυγό και το τοποθετούμε σε μια επίπεδη επιφάνεια. Το περιστρέφουμε. Το ακουμπούμε στιγμιαία ώστε να σταματήσει και το αφήνουμε. Το βραστό αυγό θα σταματήσει να περιστρέφεται. Το φρέσκο αυγό όμως θα συνεχίσει! Αυτό θα γίνει γιατί τα εσωτερικά του υγρά θα συνεχίσουν να περιστρέφονται μέσα του και θα δώσουν κίνηση σε όλο το αυγό αφού το αφήσουμε λόγω των εσωτερικών τριβών. Ακόμα και στο λίγο βρασμένο αυγό ("μελάτο") η περιστροφή θα είναι μηδενική σε σχέση με το άβραστο. Έτσι κι αλλιώς πάντως το φρέσκο αυγό θα περιστραφεί αρχής εξαρχής πολύ πιο δύσκολα από ότι το βραστό. Δοκιμάστε και προσοχή μη σπάσετε κανένα αυγό!








 5. Το πείραμα με το νερό που δεν πέφτει:

     Γεμίζουμε ένα ποτήρι με νερό μέχρι το χείλος του. Παίρνουμε ένα κομμάτι χαρτί το οποίο να έχει αρκετό πάχος ή ένα χαρτόνι. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και μια κόλλα Α4 διπλωμένη στα δύο. Τοποθετούμε το χαρτί πάνω στο ποτήρι ώστε να καλύψει πλήρως το χείλος και προσέχοντας να μην εγκλωβιστεί αέρας μεταξύ του χαρτιού και του νερού (αυτό είναι πολύ σημαντικό!). Αναποδογυρίζουμε το ποτήρι και παρατηρούμε ότι το νερό δεν πέφτει, παρόλο που δεν υπάρχει κάτι να συγκρατεί το χαρτί, το οποίο με τη σειρά του συγκρατεί το νερό. Η μήπως υπάρχει;
(υπάρχει, και είναι ο αέρας ο οποίος βρίσκεται μόνο στην εξωτερική επιφάνεια του χαρτιού)

 





Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου