محتويات
أهمية العلوم
بدخل العلم في كل مكان في عالم اليوم، وهو يعتمد في طبيعته على التجارب العلمية والدراسات، وهو جزء من مجالات الحياة اليومية المختلفة، بداية من شؤون الطهي والأمور المتعلقة بالحدائق، إلى إعادة التدوير وفهم تقرير الطقس اليومي و قراءة الخريطة واستخدام أجهزة الحاسوب المتعددة باختلاف أنواعها وغير ذلك، بالإضافة إلى أن التطورات في التكنولوجيا والعلوم مستمرة ولا تتوقف، ومن المؤكد أن مستقبل الناس وأطفالهم سوف يتغير بسرعة كبيرة عبر التكنولوجيا التي لا يمكن تخيلها، ويقدم هذا المقال تجارب علمية مع التفسير.[١]
الأقسام الأساسية للعلوم
يحتاج الإنسان للعلوم وتجاربها للتأكد من فطرته وغرائزه؛ فالكثير من غرائز الناس خاطئة بشكل موضوعي، ويمكن توضيح فروع العلوم الأساسية التي تطغى على حياة الإنسان وتعتمد على التجارب، كالآتي: [٢]
- العلوم الفيزيائية: وهي تهتم بعلوم الأرض وعلوم الحياة، والفيزياء بالعموم تهتم بدراسة الأشياء الطبيعية غير الحية والقوانين التي تحكمها وفي الفيزياء يتم تقسيم الكون كله إلى مجموعة من القوانين الرياضية الأساسية التي تشرح أصغر الأشياء في الكون فالأكبر.
- علوم الكيمياء: وتهتم بدراسة تغييرات وخصائص المادة، والتركيز على الروابط الكيميائية والتفاعلات.
- علم الفلك: ويهتم بدراسة الأجرام السماوية، بما في ذلك أصل كوكب الأرض.
- علوم الأرض: وهي دراسة الأرض والمكونات المادية التي تتكون منها: تكوين الغلاف الجوي والبحار والأرض وكيفية ربط هذه الأشياء معًا، من خلال تقديم مجموعة تجارب علمية مع التفسير الذي يوضح آليتها، ويشمل كذلك الجيولوجيا وعلوم المحيطات والأرصاد الجوية.
- علم الحفريات: ويهتم بدراسة الحياة التي عاشت في عصور ما قبل التاريخ والجيولوجي.
تجارب علمية مع التفسير
هناك مجموعة متنوعة من التجارب العلمية مع تفسيراتها الملائمة لها، والتي توضح بشكل عملي الظواهر الطبيعية المختلفة، ومن دراسة التجارب واستنتاج ملاحظات حولها، تتضح صحة وثبات الفرضيات المختلفة، وفيما يأتي مجموعة تضم تجارب علمية مع التفسير:[٣]
تجربة بطارية الفاكهة
في هذه التجربة يتم صنع بطارية باستخدام مواد منزلية وقطعة من الفاكهة، ويتم إجراء التجربة باستخدام قطعة من الفاكهة وبعض المسامير وبعض الأسلاك، ويمكن من ذلك توليد ما يكفي من الكهرباء لتشغيل مصباح كهربائي، وفيما يأتي توضيح لتجربة بطارية الفاكهة:
- يتم إحضار الأدوات اللازمة، وهي: فواكه حمضيات؛ مثل الليمون والبرتقال والجريب فروت، ومسمار نحاسي أو برغي أو سلك طوله حوالي 2 بوصة أو 5 سم، ومسمار أو مجموعة مسامير من الزنك المجلفن طوله حوالي 2 بوصة أو 5 سم، ومصدر ضوء صغير مع 2 بوصة أو 5 سم.
- توضع الفاكهة على طاولة، ثم يتم لفها بلطف لتنعيمها، ثم يتم إدخال مسامير الزنك والنحاس في الثمرة بحيث يكون طولها حوالي 2 بوصة، مع تجنب ثقب نهاية الثمرة.
- يتم إزالة العزل الكافي من خيوط الضوء، حوالي 1 بوصة أو 2.5 سم، بحيث يمكن لف واحدة حول مسمار الزنك والرصاص الآخر حول مسمار النحاس، ويمكن استخدام الشريط الكهربائي لمنع السلك من السقوط من الأظافر، وعند توصيل الظفر الثاني، سيتم تشغيل الضوء، حيث تعمل معادن النحاس والزنك كأطراف بطارية موجبة وسالبة.
- يتفاعل معدن الزنك مع عصير الليمون الحمضي لإنتاج أيونات الزنك Zn2 + والإلكترونات، وتدخل أيونات الزنك في محلول عصير الليمون بينما تبقى الإلكترونات على المعدن، وأسلاك المصباح الكهربائي الصغير هي الموصلات الكهربائية، وعندما يتم استخدامها لربط النحاس والزنك، فإن الإلكترونات التي على الزنك تتدفق في السلك، وفي النهاية، تصل الإلكترونات إلى النحاس، وتتفاعل الإلكترونات المتراكمة على الطرف النحاسي مع أيونات الهيدروجين H+ العائمة في العصير الحمضي لتكوين ذرات الهيدروجين، حيث تترابط ذرات الهيدروجين مع بعضها البعض، ونتيجة لذلك يتكون غاز الهيدروجين.
تجربة الفقاعات ودرجة الحرارة
ويمكن إجراء تجربة لمعرفة العوامل المؤثرة على الفقاعات، ومدى تأثير درجة الحرارة على طول المدة التي تستغرقها الفقاعات، وفيما يأتي توضيح لتجربة الفقاعات:
- يتم استخدام مجموعة من الأدوات: الجرار، محلول فقاعات، مقياس الملاعق، ميزان حرارة وساعة توقيت.
- يتم صب القدر نفسه من محلول الفقاعات في الجرار، وتعريض الجرار لدرجات حرارة مختلفة، ويتم هز الجرار لتكوين فقاعات، ومعرفة ما إذا كان هناك أي فرق في مدة استمرار الفقاعات، وبعدها يتم تسمية كل جرة إما بالمكان الذي توضع فيه أو درجة الحرارة، ويتم إضافة نفس الكمية من محلول الفقاعات لكل جرة، ويعتمد القدر المستخدم على حجم الجرار.
- يتم الحصول على محلول كاف داخل الجرة تمامًا وتشكيل أكبر عدد ممكن من الفقاعات، ويبقى القليل من السائل في القاع، ثم توضع الجرار في درجات حرارة مختلفة، حتى يصل الوقت إلى درجة حرارة ربما 15 دقيقة للجرار الصغيرة.
- ستهتز كل جرة بنفس طول الوقت ثم تسجل الوقت الذي تستغرقه كل الفقاعات لتظهر، وبمجرد أن يتم تقرير المدة التي ستهتز بها كل جرة، ويتم تسجيل درجة الحرارة والوقت الإجمالي الذي استغرقته الفقاعات لتظهر يتم تكرار التجربة ثلاث مرات، ثم يتم حساب متوسط الوقت الفقاعات لكل درجة حرارة.
- يتم تقسيم الوقت الذي استغرقته الفقاعات على إجمالي عدد المرات التي استغرقته البيانات، ثم توضيح النتائج من خلال رسم بياني، ويجب أن يكون المحور ص هو طول الوقت الذي تستغرقه الفقاعة، إذ سيظهر المحور X درجة حرارة متزايدة، حيث تؤثر درجة الحرارة على الرطوبة داخل الجرار وبالتالي تدوم مدة الفقاعات.
المراجع
- ↑ "Why is Science Important?", www.universetoday.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
- ↑ " Three Branches of Natural Science: Physical, Earth & Life", study.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
- ↑ " Middle School Science Experiments ", www.thoughtco.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
