10 wissenschaftliche Experimente für Physik, Chemie, Biologie

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Philip Kelley
10 wissenschaftliche Experimente für Physik, Chemie, Biologie

Heute bringe ich Ihnen eine Liste von wissenschaftliche Experimente für die High School mit denen Sie Konzepte der Physik, Chemie und Biologie lernen können. Wissenschaftliche Experimente durchzuführen bedeutet, Phänomene zu visualisieren und Theorien zu bestätigen. Sie bieten auch die Möglichkeit, sich mit der wissenschaftlichen Methode vertraut zu machen.

Alle Experimente sind einfach durchzuführen und verwenden Geräte und Materialien für den täglichen Gebrauch. Für die Interpretation der Ergebnisse ist mindestens eine Stufe des Sekundarschülers erforderlich.

Abbildung 1. Experimentieren ist ein grundlegender Bestandteil der Wissenschaft. Quelle: Pixabay.

1- Bau eines hausgemachten Elektromagneten

Materialien

-1,5 V Alkalibatterien (2 oder 3 Batterien)

-Batteriehalter

-Dünner und emaillierter (lackierter) Kupferdraht für Wicklungen.

-Stahlschrauben.

-Eisen Nägel.

Abbildung 2. Materialien für den Aufbau eines Elektromagneten. Quelle: youtube.

Prozess

-Wickeln Sie den emaillierten Kupferdraht um eine der Stahlschrauben.

-Kratzen Sie mit einem Cutter oder einem Messer den Lack von den freien Enden des Kupferdrahtes ab, der auf die Stahlschraube gewickelt wurde.

-Legen Sie die Batterien in den Batteriehalter und verbinden Sie die Enden mit den Anschlüssen des Batteriehalters.

Experiment

-Bringen Sie die Spitze der Schraube näher an die Nägel und beobachten Sie, dass sie angezogen werden.

-Beachten Sie, dass der Elektromagnet beim Trennen des Kabels von der Wicklung nicht mehr funktioniert.

-Erhöhen Sie die Leistung des Magneten, indem Sie mehr Batterien in Reihe schalten.

-Erhöhen Sie das Magnetfeld des Elektromagneten, indem Sie mehr Wicklungen drehen.

Zu überprüfende Punkte

-Die Magnetkraft ist umso größer, je mehr Strom vorhanden ist.

-Bei gleichem Strom nimmt die Magnetkraft zu, wenn die Anzahl der Windungen zunimmt.

-Bei gleicher Anzahl von Umdrehungen (jede Umdrehung ist eine Umdrehung) und gleichem Strom steigt die Leistung des Elektromagneten, wenn sich die Umdrehungen festziehen oder näher beieinander bewegen.

-Wenn die Schraube gelöst und die Spule in Ruhe gelassen wird, setzt sich der magnetische Effekt fort, wird jedoch erheblich geschwächt.

2- Konvektionsstrom

Materialien:

  • Ein Blatt Papier
  • Ein Stück Faden
  • Eine Kerze
  • Zigarettenanzünder

Prozess

-Zeichnen Sie auf das Blatt Papier eine Spirale.

-Schneiden Sie aus und machen Sie ein kleines Loch in der Mitte der Spirale.

-Führen Sie das Fadenstück durch die Spirale. Binden Sie einen Knoten am Ende des Fadens, damit er nicht aus der Spirale herauskommt.

-Heben Sie die Spirale mit dem Faden an, so dass sich eine Helix bildet.

Experiment

-Schalten Sie die Kerze ein.

-Legen Sie die bereits am Faden hängende Papierwendel über die brennende Kerze.

Vorsicht: Der Papierpropeller muss von der Flamme entfernt sein, damit er sich nicht entzündet.

Abbildung 3. Rotation der Papierwendel aufgrund des Aufwinds der thermischen Konvektion. Quelle: youtube.

Zu überprüfende Punkte

-Beachten Sie, dass sich die Helix zu drehen beginnt. Der Grund ist der Aufwind heißer Luft. Heiße Luft steigt auf, weil sie leichter als kalte Luft ist.

-Erhöhen Sie die Drehgeschwindigkeit, indem Sie zwei Kerzen anstelle von einer platzieren.

3- Lichtbrechung

Materialien

-Ein Glasbecher

-Ein Krug Wasser

-Eine Münze

-Ein Bleistift

Prozess

-Legen Sie die Münze auf den Tisch.

-Stellen Sie dann den Glasbecher auf die Münze. 

Experiment A.

-Schauen Sie sich die Münze unter dem Glas von einer schrägen Position und von oben an.

Gießen Sie nun Wasser in das Glas und wiederholen Sie die Beobachtung von einem Seitenwinkel und von oben.

Zu überprüfende Punkte

-Wenn das Glas leer ist, kann die Münze sowohl von der Seite als auch von oben durch das Glas gesehen werden. Wenn das Glas jedoch mit Wasser gefüllt ist, während wir die Münze aus einem Winkel von 45 ° betrachten, bemerken wir, dass sie plötzlich aus unseren Augen verschwindet..

-Wenn wir direkt von oben schauen, bemerken wir, dass die Münze noch da ist. Das Phänomen wird erklärt, weil Licht abgelenkt wird, wenn es von einem Medium zum anderen gelangt.

-Wenn Wasser an der Grenzfläche zwischen Glas und Wasser hinzugefügt wird, gibt es eine Abweichung des Lichts, das auf den Boden des Glases streift, und daher wird die Münze nicht angezeigt..

Versuch B.

-Legen Sie nun den Bleistift so in das Glas Wasser, dass ein Teil eingetaucht und der andere in die Luft geht.

Zu überprüfende Punkte

-Schauen Sie sich den Bleistift von der Seite an: Er scheint gebrochen zu sein. Die Erklärung für dieses Phänomen ist wiederum die Abweichung, unter der ein Lichtstrahl leidet, wenn er von einem Medium zum anderen gelangt..

Abbildung 4. Brechung eines halb eingetauchten Bleistifts. Quelle: Wikimedia Commons.

4- Sehen Sie die Keime im Mund mit einem Heimmikroskop

Materialien:

  • Ein paar Gläser oder Gläser
  • Eine Spritze ohne Nadel
  • Eine Nähnadel
  • Ein Laserpointer
  • Tesafilm

Prozess

-Wir füllen die Spritze mit Wasser.

-Wir stützen die Rippen der Spritze an den Wänden der beiden Gefäße, die als Säulen und Unterstützung für die Spritze dienen..

-Drücken Sie die Spritze vorsichtig zusammen, bis sich an der Spitze ein Tropfen bildet, der durch die Oberflächenspannung an den Rändern der Spritzenspitze gehalten wird..

-Führen Sie das Klebeband so um den Laserknopf, dass es leuchtet.

-Richten Sie das Laserlicht auf den Tropfen und sehen Sie die Projektion an der Wand.

Experiment

-Reiben Sie die Nähnadel vorsichtig, ohne zu kneifen, an der Innenwand des Mundes.

-Berühren Sie mit der zuvor in den Mund geriebenen Nadelspitze den Wassertropfen auf der Spritzenspitze.

-Beobachten Sie die Projektion und beachten Sie die Unterschiede.

Abbildung 5. Mit Laserlicht verstärkte und projizierte Keime aus dem Mund. Quelle: youtube.

Zu überprüfende Punkte

-Wenn das Laserlicht auf die Wand projiziert wird, werden die Keime im Mund verstärkt.

-Sie können den Versuch mit Wasser aus einer Vase für die Spritze wiederholen, die möglicherweise Mikroorganismen wie Paramecium und Amöben enthält..

5- Zitronenbatterie

Materialien

-Zitronen

-Kupfermünzen oder bloßer Kupferdraht.

-Verzinkte Schrauben

-Voltmeter

-Kabel

-Krokodilklemmen

Prozess

-Eine Zitrone wird genommen und ein Schlitz im Schweinestil wird hergestellt, um die Kupfermünze einzuführen.

-Auf der gegenüberliegenden Seite wird die verzinkte Schraube angeschraubt und eingesetzt.

-Krokodilklemmen passen und werden an die Voltmeterleitungen angeschlossen.

-Der positive Alligator verbindet sich mit der Kupfermünze.

-Der Alligator des Minuspols des Voltmeters ist mit der verzinkten Schraube verbunden.

Abbildung 6. Zitronenbatterie und Voltmeter. Quelle: youtube.

Zu überprüfende Punkte

-Messen Sie die von der Zitronenbatterie erzeugte Spannung. Diese Spannung sollte etwas weniger als ein Volt betragen.

-Bauen Sie eine zweite und dritte Zitronenbatterie, schalten Sie sie in Reihe und prüfen Sie die Spannung.

-Versuchen Sie, eine Taschenlampe anzuzünden. Probieren Sie einen oder mehrere Zitronenstapel in Reihe.

-Verbinden Sie nun die Zitronenstapel parallel. Spannung prüfen.

-Wenden Sie die parallele Kombination von Zitronenbatterien auf die Taschenlampe an.

-Ziehen Sie Ihre Schlussfolgerungen.

6- pH-Indikator für zu Hause

Materialien:

-Glasbehälter

-Destilliertes Wasser

-Rotkohl

-Filterpapier

-Kochtopf

-Küche

-Glas-Container

Prozess

-Schneiden Sie den Purpurkohl.

-Die Kohlstücke 10 Minuten in einem Topf kochen.

-Vom Brenner nehmen und abkühlen lassen..

-In einen sauberen Behälter, vorzugsweise Glas, abseihen oder filtern.

-Bewahren Sie die aus dem Purpurkohl extrahierte Flüssigkeit auf, die als pH-Indikator dient.

Zu überprüfende Punkte

-Der pH-Indikator funktioniert folgendermaßen:

i) Für eine saure Substanz färbt sie sich von rosa zu rot.

ii) Wenn es sich um eine neutrale Substanz handelt, behält sie ihre dunkelblaue Farbe bei.

iii) Wenn es an alkalischen oder basischen Substanzen getestet wird, färbt es sich grün.

Probieren Sie verschiedene Substanzen aus

-Säuren, die sicher zu handhaben sind: Essig und Zitronensaft.

-Cola Soda

-Tomate

-Menschlicher Urin

-Reines Wasser

-Speichel

-Salzwasser oder Meerwasser

-Natriumbicarbonat.

-Zahnpasta

-Magnesia-Milch

-Haushaltsbleiche oder Ammoniak (Plastikhandschuhe tragen, nicht mit Händen oder Kleidung berühren)

-Für die Tests ist es nützlich, einige Streifen saugfähigen Papiers herzustellen, die mit dem pH-Indikator imprägniert sind.

-Schreiben Sie es in ein Notizbuch und klassifizieren Sie es in absteigender Reihenfolge von den sauersten bis zu den alkalischsten Substanzen.

Vorsicht 

Sehr starke Säuren und Basen können Verbrennungen und Reizungen der Haut, der Schleimhäute und der Augen verursachen. Es ist ratsam, während des gesamten Experiments Plastikhandschuhe zu tragen, insbesondere wenn Sie empfindliche Haut haben.

7- DNA-Extraktion und Beobachtung

Materialien

-Hühnerleber

-Geschirrspülmittel

-Fleischklopferenzyme wie Papayasaft oder Fleischpulverklopfer.

-Ethylalkohol ohne Farbstoff

-Mixer

-Glasflasche

-Feines Sieb

-Becher mit Graduierungen

-Langer Glasbehälter oder Reagenzglas.

Prozess

-Legen Sie rohe Hühnerleber in das Mixglas.

-Fügen Sie ein wenig Wasser hinzu und mischen Sie, bis Sie eine cremige Paste erhalten.

-Gießen Sie die verflüssigte Leber durch ein Sieb in das Messbecherglas.

-Messen Sie die Menge an Smoothie im Behälter.

-Es wird in der Spülmaschine in einem Maß gegossen, das einem Viertel des Leber-Smoothie entspricht.

-Mit einem Löffel umrühren.

-Fügen Sie einen Esslöffel Fleisch zartmachende Enzyme oder Papayasaft hinzu und rühren Sie fünf Minuten lang um. 

-Vorsichtig umrühren, damit die DNA-Stränge nicht gebrochen werden.

-Die Mischung wird in ein Reagenzglas vom Typ eines länglichen Glasbehälters gegossen.

-Kippen Sie das Reagenzglas und gießen Sie den Alkohol vorsichtig ein, damit er sich nicht mit der Flüssigkeit am Boden vermischt..

Zu überprüfende Punkte

-Nach einigen Minuten sehen Sie weiße Filamente im Alkohol, die aus der Mischung von Leber, Waschmittel und Enzymen stammen. Diese Stränge sind die DNA des Huhns.

9- Selbst gemachter Kondensator (Leyden-Flasche)

Materialien

-Glas- oder Plastikglas wie Mayonnaise.

-Gestanzte Kunststoff-Isolierkappe, durch die ein starrer Draht oder Kabel geführt wird.

-Rechteckige Küchenfolienstreifen zum Abdecken, Kleben oder Verkleben der Außenseite und Innenseite des Glases.

-Ein flexibles Kabel ohne Isolierung, das an der Innenseite der Stange so gespleißt ist, dass es die Aluminiumfolie berührt, die die Innenseite der Flaschenwand bedeckt

-Es ist wichtig, dass die Aluminiumbeschichtung nicht den Flaschenrand erreicht, sondern etwas höher als die Hälfte sein kann.

- Nicht isolierter Draht, der mit der äußeren Aluminiumfolie verbunden werden soll.

Hinweis: Eine andere Version, bei der die Aluminiumfolie nicht auf die Innenseite gelegt werden muss, besteht darin, die Flasche oder das Glas mit einer Lösung aus Wasser und Salz zu füllen. welches als Innenplatte wirkt.

Prozess

-Wenn Sie einen alten Fernseher oder Monitor mit einem Kathodenstrahlbildschirm haben, können Sie damit die Flasche aufladen.

-Halten Sie die Flasche mit einer Hand an der Außenplatte, während Sie sich dem Bildschirm mit dem Kabel, das mit dem Innenteil verbunden ist, nähern und ihn berühren.

-Nehmen Sie dann das an der Außenseite befestigte Kabel und bringen Sie es näher an das Kabel heran, das von der Innenseite der Flasche kommt.

Zu überprüfende Punkte

-Beachten Sie, dass beim Bringen des nach außen angeschlossenen Kabels mit dem von innen kommenden Kabel ein Funke entsteht, der anzeigt, dass die Flasche elektrisch geladen wurde..

Alternatives Verfahren

-Wenn Sie keinen geeigneten Bildschirm haben, können Sie die Leyden-Flasche laden, indem Sie sie nahe an ein Wolltuch halten, das Sie aus dem Wäschetrockner genommen haben..

-Eine weitere Option für die Ladequelle besteht darin, ein Stück Kunststoffrohr (PVC) zu entnehmen, das zuvor geschliffen wurde, um den Lack zu entfernen. Reiben Sie das Röhrchen mit einem Papiertuch ab, bis eine ausreichende Ladung erreicht ist.

10- Newtons zweites Gesetz

Materialien

-Aufzug

-Personenwaage oder Gewicht

-Notizbuch

Prozess

-Nehmen Sie ein Badezimmergewicht in einen Aufzug, stellen Sie sich darauf und notieren Sie die Werte, die Sie während des Aufwärtsstarts, des unteren Starts und während der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit eingestellt haben..

Zu überprüfende Punkte

-Wenden Sie nun das zweite Newtonsche Gesetz an, zeichnen Sie dazu ein Kraftdiagramm und lösen Sie die Beschleunigung des Aufzugs.

Abbildung 7. Freikörperbild eines Jungen in einem Aufzug. Quelle: F. Zapata.

-Berechnen Sie die Aufzugsbeschleunigungen für jeden Fall.

Verweise

  1. Einfache Wissenschaft. Volta-Stapel. Wiederhergestellt von: Cienciafacil.com
  2. ExpCaseros. 10 wissenschaftliche Projekte. Wiederhergestellt von: youtube.
  3. Experinventos. 5 hausgemachte physikalische Experimente. Wiederhergestellt von: youtube.com
  4. DIY Zeit. 10 Heimversuche. Wiederhergestellt von: youtube.com
  5. Lifeder. Newtons zweites Gesetz: Anwendungen, Experimente. Wiederhergestellt von: lifeder.com
  6. Mobile Beta. Wie man einen hausgemachten Elektromagneten macht. Wiederhergestellt von: youtube.com

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