子供のための科学実験:若い科学者が自宅でできる簡単な実験

科学者と子供に共通点があるとすれば、それは彼らの果てしない好奇心と新しいことを学ぶ熱意です。しかし、学習のプロセスは、応用が伴わなければ意味がありません。その知識を活用しないと、概念に対する私たちの把握力が徐々に失われます。実践的な知識は不可欠であり、新進の科学者に厳格さと創意工夫を植え付けるために若い頃から実践する必要があります。

(写真提供:Robins.af.mi)

それを念頭に置いて、子供たちが自分の「エウレカ！」を体験できる素晴らしい簡単な実験をいくつか紹介します。一瞬。これらはありふれた家庭用品を使用して実行できます。また、アルキメデスとは異なり、子供たちは実験をさらに輝かせるために食品着色料をまぶすことができます!

1) ポテトパワー

これは、化学エネルギーの電気エネルギーへの変換を強調する電気化学電池の働きを描写する革新的な実験です。この実験には、じゃがいも 2 つ、1 セント硬貨 2 つ、亜鉛 2 つ、または 亜鉛メッキ が必要です。 釘、ワニ口クリップ付きワイヤー (できれば)、低電圧 LED。

1. 最初のジャガイモの両端にペニー 1 セントと釘 1 本を突き刺します。もう一方のペニーを同じように 2 番目のポテトに突き刺します。
2. さて、ワイヤーを使って、ワニ口クリップで留めて、最初のジャガイモの爪を 2 番目のジャガイモのペニーに接続します。クリップがない場合は、絶縁体を剥がし、銅線を材料に巻き付けます。
3. 
4. 最後に、残りの釘とペニーからのオープンワイヤを LED 端子に接続します。ペニーは LED のプラス端子に接続し、くぎはマイナス端子に接続する必要があります。
5. ワイヤを差し込むとすぐに LED が点灯することがわかります。じゃがいも1個でも実験はできますが、発生する電圧が不十分です。これが、2 つの電圧が直列に接続されている理由です。 それらを追加して最新のものを生成します。

亜鉛が銅と接触すると、銅に奪われた電子を失います。しかし、電子は、電解質内で亜鉛から銅にしか移動できません。電解質は、過剰なイオンを含み、電子の流れを促進する水溶液です。ここではじゃがいもが電解質として働きます。

化学エネルギーは、自発的な電子移動によって電気エネルギーに変換されます。銅ペニーはバッテリーのプラス端子として機能し、亜鉛はマイナスとして機能します。この実験は、LED クロックにも電力を供給できます。

2) 目に見えないインク

ニコラス ケイジが国宝の独立宣言の背後に隠されたメッセージを発見したシーンを思い出してください。 ?このシーンを法外なものとして却下する前に (あるいは、それは本当でしょうか?)、ジョージ・ワシントンの軍隊が、アメリカ独立戦争中、秘密のメッセージを送信するために目に見えないインクを定期的に使用していたことを知っておく必要があります。

この実験は、酸化の影響を示しています。 それを実証するために必要な主な成分はレモンです。

(写真提供:PBS)

1. 小さなボウルに小さじ 1 杯の水と、きれいにスライスしたレモン半分の果汁を混ぜます。
2. この溶液に綿棒を浸し、白紙にメッセージを書きます。インクを数分間乾かします。
3. 加熱した電球またはラジエーターをテキストに近づけて、文字が徐々に生き返る様子を観察してください。

レモン汁は、室温で無色の炭素化合物で構成されています。熱が存在すると、これらの化合物が分解され、炭素が解放されます。逃げた炭素が周囲の空気と接触すると酸化し、物質が黒くなります。

3) フィルム キャニスター ロケット

これはロケット科学、特にロケットの燃料とその推進力に関する教訓です。ロケット燃料は急速かつ指数関数的に圧力を上昇させ、噴出するガスがそれらを地面から押し出します。私たちの燃料の成分は、Alka-Seltzer などの発泡性の制酸剤タブレットです。 そして水、それだけです!

1. 空の 35 mm プラスチック フィルム キャニスターに水を注ぎます。残念ながら、最近ではこれらを見つけるのは非常に困難です。
2. 外に出てゴーグルを着用し、安全を確保してください。
3. 次のステップは迅速に行う必要があります: <オール>
4. 錠剤を缶の中に入れ、蓋を閉めてキャップ側に置きます 地面に降りてください。
5. 小型ロケットから 2 メートル以上離れてください。

水と制酸剤の反応により二酸化炭素が生成され、キャニスター内の圧力が上昇します。圧力が徐々に上昇すると、ある時点で、缶はその成分を保持できなくなり、フィルム キャニスター ロケットが空中に飛び出します。いくつかのフィンやコーンを取り付けて、より予測可能な経路に操縦することで、実験をより興味深いものにすることができます.

実際のロケット燃料は、水素と酸素の間で水を生成する非常に発熱反応である、はるかに爆発的なものを実装しています。結果として生じる熱と圧力は、ロケットを宇宙に打ち上げるために使用されます。

4) 目に見えないストロー

このシンプルでありながら非常に有益な実験は、光がさまざまな物質を通過する際の挙動を表しています。実験の結果、さまざまな屈折率の効果を際立たせる当惑する目の錯覚が生じます。

この装置には、背の高いストローまたは甘草のキャンディー、グラス、オリーブ オイルなどの食用油が含まれています。

1. グラスにオイルを注ぎます。
2. ストローまたは甘草をグラスに浸すと、ストローの外観がゆがみ、幅が広くなったり狭くなったりすることに気付くでしょう。
3. ストローの底を曲げて、グラスの側面にストローを立てかけ、この位置に固定します。
4. グラスをゆっくりと回しながら、横からストローの様子を観察します。ある段階で、魔法のようにストローが底から消えたかのように、ストローが著しく半分にカットされていることに気づきます。

(写真提供:ウィリアムズ カレッジ ソサエティ)

光は水中で曲がるため、水筒が虫眼鏡としても機能することが知られています。しかし、オイルは光をさらに激しく屈折させるため、ガラスを特定の角度から観察すると、ストローの残りの半分が視界から完全に隠され、消えてしまいます!

5) 象の歯磨き粉

ポテト パワーや家庭用溶岩と並んで、ゾウの歯磨き粉は、子供たちに最も人気のある科学実験の 1 つであり、化学がいかに面白いかを示しています。

実験には、大きなボトル 1 つと小さなカップ 1 つの 2 つの容器が必要です。また、過酸化水素水（美容用品店やサロンで大人に購入してもらいます）、ドライイースト、液体食器用洗剤、食用着色料も必要です。繰り返しますが、特に過酸化水素は目を刺激することが知られていることを考えると、安全を確保するためにゴーグルを使用することを忘れないでください.

(写真提供:YouTube)

実験は簡単に掃除できるキッチン スラブまたはプラットフォームで実行してください。結果がどれほど素晴らしくても、非常に散らかる可能性があります。

1. コップ半分の 20 倍量または過酸化水素の 6% 溶液をペットボトルに注ぎます。
2. 大さじ 1 杯の液体食器用洗剤と数滴の食用着色料を加えます。
3. 2 つ目の小さいカップに水を加え、イーストと 30 秒間混ぜます。
4. 小さいカップの中身を大きいボトルと混ぜて*ドーン*魔法を始めましょう!
5. 大きなプラスチック製のボトルから、ゾウの歯磨き粉がにじみ出る歯磨き粉のように、大きな濃厚なペーストが噴出するのを観察できます!

ペーストまたはフォームには、酸素で満たされた厚い泡が含まれています。酸素は、酵母によって触媒される過酸化水素 (H2O2) の急速な分解反応によって生成されます。押し出された酸素がせっけん水に閉じ込められ、泡と泡ができます。さらに、食品着色料はディスプレイをさらに劇的にします。

6) 死角

この実験では、私たちの神経学、特に視覚系の構造と不条理な行動を探ります。ブラインド スポットは、光に反応する受容体がない、プロジェクター スクリーンである網膜上の領域です。この点にキャストされたイメージは表示できません。視神経が眼から出て脳につながる領域です。

1. 白紙に大きなドットと大きな「+」を 7～8 インチ間隔で描きます。
2. では、右目を閉じて「+」を見てください。
3. 同時に、一定の距離でドットが死角に落ちて消えるように、ページに向かって前進します。

   

   私たちが描いた UFO と木を使って、実験 (デスクトップのみ) を試すこともできます。

4. 左目を閉じて点を観察し、「+」を隠して実験を行います。

もう 1 つの特徴は、周囲の特性を一般化して収集したデータを使用して、死角にある不連続性を脳が埋めることです。したがって、私たちの認識は文字通り仮定に基づいています!

この実験を検討してください:

右目を閉じて、左目でニンジンを見てください。頭を近づけると、赤い帯の間の不連続性が一定の距離で消え、赤で塗りつぶされているようにも認識されます。

この不条理は、次の図でより明確になります:

同じ手順を繰り返して、ある距離で、円が周囲の線によってどのように覆われるかを観察してください!