آزمایش آب و آتش

یک آزمایش علمی جالب و ساده که با یک ترفند علمی آب و آتش کودک شما با مفهوم فشار هوا آشنا می شود.

آزمایش شکست نور

برای این که جسمی دیده شود لازم است تا به آن نور تابیده شود. نور خورشید دارای رنگ های گوناگونی است که قابل تجزیه شدن هستند و شما می توانید با استفاده از یک منشور تجزیه نور را مشاهده کنید. یکی دیگر از پدیده های مرتبط با نور پدیده شکست نور است. در این پدیده، نوری که از یک منبع نورانی مانند خورشید یا لامپ می رسد، دچار تغییر مسیر می شود.

شرح درس

به زبان ساده باید گفت که زمانی که نور از محیطی شفاف به محیط دیگری وارد می شود مسیر آن تغییر پیدا می کند. این پدیده را شکست نور می گویند. اگر مسیر حرکت نور را یک خط عمود در نظر بگیریم، وقتی پرتو نور از هوا به محیط شفاف وارود می شود به خط عمود نزدیک می شود و وقتی که از محیط شفاف خارج می شود از خط عمود دور می شود. وقتی نور به محیط شفاف وارد می شود سرعتش کاهش می یابد و همین تغییر سرعت باعث انحراف نور می شود.

سریع ترین چیز در کل جهان سرعت نور در خلا است. مانند سرعت نور در فضا. سرعت نور در خلأ یک عدد ثابت جهانی و دقیقاً برابر با ۲۹۹،۷۹۲،۴۵۸ متر بر ثانیه در خلا است. نور در امواج عبور می کند و ما آن را انتشار می نامیم. انتشار امواج هم دارای سرعت و هم جهت می باشد. سرعت تغییرات نور بستگی به موادی دارد که نور در آن حرکت می کند.سرعت نور در محیط های مختلف، متفاوت است. نور در آب، شیشه و یا هر محیط شفاف دیگری با سرعت کم تر منتشر می شود. بخشی از نور که در هوا جریان دارد، با سرعت بیشتر از آن بخش نور که در آب یا شیشه است پیش می رود و این امر باعث شکست نور می شود. آیا تا کنون دقت کرده اید که نی نوشیدنی که داخل لیوان پر از شربت قرار دارد شکسته به نظر می آید؟ آیا تا کنون به استخر خالی و پر از آب نگاه کرده اید؟ می دانید که به علت شکست نور است که استخر پر از آب کم عمق تر از از استخر خالی به نظر می رسد.

حتی زمانی که نور خورشید از خلا وارد جو زمین می شود نیز می شکند.

آزمایش کنید 

دو عدد سکه را روی میز قرار دهید. درون لیوانی خالی یک سکه بیندازید و درون لیوان دیگری که پر از آب است سکه دیگر را بیندازید. چه می بینید؟

با انجام آزمایش بالا متوجه خواهید شد که نور در آب دچار شکست می شود و بنابراین چشم شما در تشخیص عمق واقعی دچار خطا می شود. به همین علت است که اگر درون آب زلال استخر قرار بگیرید، پاهایتان بسیار کوتاه و نزدیک به شما به نظر می رسند.

آزمایش علمی شگفتی های برگ

هر پروسه طبیعی که در اطراف ما اتفاق می‌افتد، مثل تغییر رنگ سالیانه برگ ها از سبز به رنگ‌های مختلف زرد، نارنجی، قرمز همگی زیبا و خارق‌العاده هستند. اما پشت این نمایش رنگ‌ها یک دلیل علمی مهمی وجود دارد.

می‌خواهیم   یک نگاه اجمالی به دلیل علمی تغییر رنگ برگ‌ های درختان داشته باشد.با این آزمایش می‌شویم که چطور رنگها در طول سال در برگ مخفی می‌مانند. چه نیاز دارید:

• برگ

• شیشه مربا کوچک

• درپوش برای شیشه مربا یا یک ورق فویل آلومینیومی

• رابینگ الکل

• کاغذ فیلتر قهوه

• قابلمه کم عمق

• آب شیر گرم

• قاشق یا چاقوی پلاستیکی

نکته: به علت استفاده از رابینگ الکل حتما در فضایی آزمایش را انجام دهید که جریان هوا وجود داشته بشد.

روش انجام آزمایش علمی تغییر رنگ برگ‌ها:

• از کودک‌تان بخواهید ۲ الی ۳ برگ بزرگ از یک درخت مشابه را جمع آوری کند.

• باید شما و کودک‌تان برگ‌ها را ریز ریز به تکه‌های کوچک خرد کنید و داخل شیشه مربا قرار دهید.

• به اندازه‌ای الکل داخل شیشه بریزید تا کل برگ‌ها را بپوشاند.

• در ظرف را با درپوش یا ورق فویل بپوشانید و شیشه را با دقت در ظرف کم عمق قرار دهید.حدود ۳ سانتی متر آب گرم شیر داخل ظرف بریزید.

• بگذارید داخل آب برای حداقل نیم ساعت یا اگر لازم بود کمی بیشتر بماند تا اینکه الکل رنگی شود( هر چه تیره‌تر بهتر). هر ۵ دقیقه شیشه را بچرخانید اگر آب خنک شده بود آب گرم جایگزین کنید.

• از کودک‌تان بخواهید یک نوار باریکی از کاغذ فیلتر قهوه را ببرد.شیشه را از داخل آب در آورده و درب آنرا باز کنید نوار کاغذی را داخل شیشه قرار دهید، طوریکه یک سر آن داخل الکل باشد و سر دیگر خم بالای دهانه شیشه باشد.

• با نوار چسب آنرا ثابت کنید.

• الکل از روی نوار کاغذی به سمت بالا کشیده می‌شود و رنگ‌ها هم همراه آن هستند. بعد از حدود ۳۰ تا ۹۰ دقیقه همانطور که الکل بخار می‌شود رنگها فواصل متفاوتی را روی نوار کاغذی طی می‌کنند. کودک‌تان الان می‌تواند سایه‌های متفاوتی از سبز و ممکنه کمی زرد، نارنجی و قرمز را ببیند(بستگی به نوع برگ انتخابی دارد).

چه اتفاقی افتاد؟

کلروفیل یک ترکیب سبز رنگی هست که باعث مخفی شدن رنگ‌ دانه‌های حاضر در برگ می‌شود.در پاییز کلروفیل شکسته می‌شود و اجازه می‌دهد تا سایر رنگ دانه‌ها خودشان را نشان دهند. ترکیبی از رنگ دانه‌ها در برگ بوسیله تکنیک کروماتوگرافی(سوانگاری) در دسته‌هایی از رنگ تفکیک می‌شوند.

کروماتوگرافی یک روش جداسازی مواد تجزیه‌ای است که شما با فقط الکل و انرژی (گرما) این کار را انجام دادید. سپس بوسیله “جذب” و “مویینگی(ناشی از نیروهای چسبندگی سطحی)” جدایی می‌تواند صورت بگیرد.

کاغذ مواد را بوسیله جذب نگه می‌دارد در حالیکه مویینگی مواد را در میزان متفاوتی به سمت بالا می‌کشاند.

رنگ دانه‌ها بر روی کاغذ تفکیک شده‌اند و بصورت رگه‌های رنگی نشان داده می‌شوند.