ایجاد الکتریسیته به وسیله مالش
اگر چرم و پشم را به هم مالش دهیم، چرم مثبت می شود و پشم منفی. حال اگرلاستیک را با پشم مالش دهیم، لاستیک منفی و پشم مثبت خواهد شد.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
تاریخ : يکشنبه 1397/09/18 ساعت 13:53
محبوبه همت - مرکز یادگیری تبیان
تجربه(1)
درس الکتریسیته ساکن با بردن یک بسته نایلون(کیسه) فریزر به کلاس آغاز شد. از آنجا که درس فشار را به پایان رسانده بودیم، آزمایشی طرح کردیم که هم با فشار ارتباط داشته باشد و هم با موضوع الکتریسیته ساکن. به هر دو گروه دو نفره، یک نایلون فریزر داده ایم. بچه ها نایلون ها را روی میزشان قرار دادند به طوری که طرف باز نایلون از لبه میز پایین تر قرار بگیرد. (حدود یک سوم از طول نایلون، خارج از سطح میز باشد.) بعد از آن چند کتاب و دفتر را روی نایلون قرار دادند و سپس از هر گروه یک نفر زیر میز نشست و شروع به دمیدن هوا کرد. نتیجه آزمایش بسیار جالب بود. همه بچه ها با کمال تعجب و ناباوری مشاهده می کردند که هوای داخل نایلون فریزر توانست کتاب و د فترها را بلند کرده و بالا ببرد. این مشاهده، در واقع کار یک نوع بالابر یا جک هوا را برای بچه ها بازنمایی می کرد و آنها با این فعالیت، به خوبی، نیروی فشار هوا را تجربه کردند. با انجام این آزمایش، هم درس های قبلی مرور شده بود و هم دانش آموزان نشاط کافی برای شروع درس جدید پیدا کرده بودند. به دنبال آن، از بچه ها خواسته شد تا نایلون های خود را باد کنند و به هر روش که می توانند به دیوار بچسبانند. (البته بدون استفاده از چسب) در مدت کوتاهی، دیوار کلاس پر شده بود از نایلون های فریزر باد شده که بچه ها آنها را با مو یا لباس خود مالش داده بودند. از آنها خواستم نایلون های خود را به وسیله نخ از خط کش هایشان آویزان کنند و سپس به نایلون گروه های مجاور نزدیک کنند. نتیجه خیلی جالب بود. هر چه بچه ها بیشتر سعی می کردند نایلون ها را به هم نزدیک کنند، کمتر موفق می شدند. آنها نایلون های باد شده یکدیگر را دنبال می کردند ولی موفق به چسباندن آنها به همدیگر نمی شدند. بعد از آن، از بچه ها خواستم که آزمایش را با نزدیک کردن نایلون ها به خرده های کاغذ و یا موی خود ادامه دهند. نتیجه برعکس آزمایش قبلی بود. این بار خرده های کاغذ و موهای سر به سرعت به طرف نایلون های پر از هوا جذب می شد. به راستی علت چه بود؟ بچه ها بعد از آزمایش و بحث کوتاهی به موضوع پی بردند. نتیجه گیری آنها، دقیق و علمی بود، در حالت اول، نایلون ها دارای بارهای همنام شده اند، و بارهای همنام همدیگر را دفع می کنند، ولی درحالت دوم نایلون و مو دارای بارهای غیر همنام هستند و بارهای غیر همنام همدیگر را جذب می کنند. به این ترتیب، با انجام این فعالیت ها، دانش آموزان توانستند، با یاری و مشارکت خودشان، به ابتدایی ترین و اساسی ترین مفاهیم در موضوع الکتریسیته ساکن، دست یابند.
تجربه(2)
با داشتن یک کامپیوتر در مدرسه، که امکان اتصال آن به اینترنت فراهم باشد، می توان دانش آموزان را به مشاهده فعالیت های فیزیکی دعوت کرد به گونه ای که خود آن ها هم در این مشاهده، مشارکت داشته باشند.
ما بچه های کلاس 35 نفری خود را به کمک یک دستگاه تلویزیون که به کامپیوتر وصل بود، میهمان سایت www.physics zone. Com کردیم و تعداد زیادی آزمایش جالب الکتریسیته ساکن را هم مشاهده کردیم. در خلال این مشاهده فعال به کمک تغییر دادن بعضی متغییر ها توانستیم کلاس فعال، پر تحرک و پر نشاط همراه با پرسش و پاسخ های فراوان داشته باشیم. در کنار یکی از صفحات آزمایش در سایت: physics zone مطلب جالبی دیدیم که چون بسیار مورد سوال بچه ها بود، آن را برای آن ها تکثیر کردیم که در این جا متن آن را مشاهده می کنید. نشانی دقیق تر سایت عبارت است از:
Electricity Lessons physics zone-k-12 از متن مورد نظر، چند کلمه اساسی را ترجمه کردیم و ترجمه کل موضوع را به خود دانش آموزان واگذار کردیم تا در صورت تمایل، مطلب را پی گیری نمایند.
ترجمه کامل جدول و متن را در زیر ملاحظه می کنید:
"اگر ما بسیاری از موارد را مورد مطالعه قرار داده و آنها را به ترتیب از مواردی که کمترین پذیرش را نسبت به دریافت الکترون دارند تا موادی که بیشترین پذیرش را به دریافت الکترون دارند مرتب کنیم می توانیم یک فهرست الکتریسیته مالشی به وجود آوریم. اگر دو مورد از این مواد موجود در لیست به هم مالش داده شوند، ماده ای که در بالاترین جای این لیست قرار دارد بیشترین بار مثبت و ماده پایینی بیشترین بار منفی را خواهد گرفت.
برای مثال اگر چرم و پشم را به هم مالش دهیم، چرم مثبت می شود و پشم منفی. حال اگر لاستیک را با پشم مالش دهیم، لاستیک منفی و پشم مثبت خواهد شد.
لازم به ذکر است که این فهرست زمانی از صحت لازم برخوردار خواهد بود که نمونه ها خشک و تمیز باشند. وجود رطوبت، کثیفی یا چربی روی این مواد ممکن است سبب بروز واکنش های متفاوتی شود."
در طی تدریس موضوع الکتریسیته ساکن، همیشه یک سوال مهم برای بچه ها وجود داشت: "از کجا بدانیم یک ماده الکترون از دست می دهد یا الکترون می گیرد؟" این جدول به خوبی به آن ها کمک می کرد تا با مراجعه به آن به پاسخ سوال خود دست یابند. آن روز در جدول، توانستند کاملاً موضوع را برای خود روشن و واضح کنند و رمز آلودگی و ابهامی را که در مسئله الکترون دهی یا الکترون گیری داشتند برطرف کنند.
تجربه(3)
در یکی از سایت ها، که موضوع آن فیزیک بود، در ارتباط با فعالیت های آزمایشگاهی، آزمایشی در زمینه الکتریسیته ساکن نظرمان را جلب کرد. آن آزمایش را اجرا کردیم و نتایج ساده در عین حال جالبی به دست آوریم. انجام این آزمایش با امکانات کم هم میسر است.
در اینجا متن کامل آزمایش را مشاهده می کنید، با این توضیح که ما با توجه به محتوای کتاب درسی، تغییراتی در آزمایش دادیم و سوالاتی هم به آن اضافه کردیم.
عنوان آزمایش:"آیا همه چیزهای باردار، رفتار مشابهی دارند؟"
وسایل لازم: چسب نواری شفاف، نی نوشابه، پلاستیکی، لیوان یک بار مصرف و قطعاتی کاغذ خرد شده.
دستور آزمایش
1)یک نی را به لبه میز به گونه ای بچسبانید که طول آن خارج از میز قرار بگیرد و فقط طول آن در تماس با سطح میز باشد.
2)قطعه ای از نوار چسب را به طول 15 cm جدا کنید و آن را روی میز بچسبانید و آن قدر با دست خود، روی آن مالش دهید تا دارای بار الکتریکی شود . سپس نوار چسب را از میز جدا کنید و آن را به انتهای آزاد نی بچسبانید، به گونه ای که به حالت آویزان بایستد. این نوارچسب، شاهد آزمایش شماست.
3)دو قطعه 15 سانتی متری دیگر از چسب جدا کنید و روی یکی بر چسب A و روی دیگری بر چسبB بچسبانید. سپس آنها را در امتداد هم روی میز بچسبانید و با انگشت دست مالش دهید. دو نوار به هم چسبیده A و Bرا از میز جدا کنید و آنها را به نوار شاهد نزدیک کنید. چه مشاهده می کنید؟
4) نوارهای چسب A و Bرا به کاغذهای خرد شده نزدیک کنید.
5)نوارها را به دقت از هم جدا کنید و هر نوار را جداگانه به نوار شاهد نزدیک کنید. حاصل مشاهدات خود را بنویسید.
6)آیا از آنچه مشاهده می کنید، می توانید نتیجه بگیرید که نوارهای A و B دارای بار الکتریکی هستند؟ دلایل خود را بنویسید؟
7)آیا مشاهده آزمایشی در مورد جذب شدن یا دفع شدن اجسام، می تواند به تنهایی، برای بررسی باردار بودن آن جسم، کافی باشد؟ توضیح دهید.
8)دو نی نوشابه، هر یک از نوارهای A و B را به انتهای یک نی بیاویزید. سپس نی ها را به لبه میز بچسبانید. بعد از آن، یک نی دیگر بیاویزید. سپس نی ها را به لبه میز بچسبانید. بعد از آن، یک نی دیگر و یک لیوان یک بار مصرف را با اجسام مختلف مالش دهید و هر یک را جداگانه به نوارهای A و B نزدیک کنید. سپس نتایج را در جدولی بنویسید و در ادامه به سوالات زیر پاسخ دهید:
*آیا اجسامی که توسط نوار A دفع می شوند، جذب نوارB می شوند؟
*آیا اجسامی که توسط نوار B دفع می شوند، جذب نوار A
*آیا جسمی وجود دارد که جذب هر دو نوار A و Bشود؟
*آیا جسمی وجود دارد که توسط هر دو نوار A و B دفع شود؟
*با توجه به این آزمایش ها ، چه تعریفی از باردار شدن الکتریکی می توانید ارائه دهید؟
*اگر هر کدام از نوارهای A و B بتواند خرده های کاغذ را جذب کند، آیا می توانید نیروی الکتریکی را با نیروی گرانشی مقایسه کنید؟به نظر شما کدام یک بزرگ تر است؟
*آیا خرده های کاغذ از هر فاصله ای جذب می شوند؟
*به نظر شما میدان اثر کدام یک از نیروهای الکتریکی و گرانشی وسیع تر است؟ با آزمایشی نظر خود را اثبات کنید.
*آیا از مقایسه این دو نیرو، نتایج دیگری هم به دست می آید؟
مطالب مرتبط:
الکتریسیته
آشنایی با الکتریسیته ساکن
درس الکتریسیته ساکن با بردن یک بسته نایلون(کیسه) فریزر به کلاس آغاز شد. از آنجا که درس فشار را به پایان رسانده بودیم، آزمایشی طرح کردیم که هم با فشار ارتباط داشته باشد و هم با موضوع الکتریسیته ساکن. به هر دو گروه دو نفره، یک نایلون فریزر داده ایم. بچه ها نایلون ها را روی میزشان قرار دادند به طوری که طرف باز نایلون از لبه میز پایین تر قرار بگیرد. (حدود یک سوم از طول نایلون، خارج از سطح میز باشد.) بعد از آن چند کتاب و دفتر را روی نایلون قرار دادند و سپس از هر گروه یک نفر زیر میز نشست و شروع به دمیدن هوا کرد. نتیجه آزمایش بسیار جالب بود. همه بچه ها با کمال تعجب و ناباوری مشاهده می کردند که هوای داخل نایلون فریزر توانست کتاب و د فترها را بلند کرده و بالا ببرد. این مشاهده، در واقع کار یک نوع بالابر یا جک هوا را برای بچه ها بازنمایی می کرد و آنها با این فعالیت، به خوبی، نیروی فشار هوا را تجربه کردند. با انجام این آزمایش، هم درس های قبلی مرور شده بود و هم دانش آموزان نشاط کافی برای شروع درس جدید پیدا کرده بودند. به دنبال آن، از بچه ها خواسته شد تا نایلون های خود را باد کنند و به هر روش که می توانند به دیوار بچسبانند. (البته بدون استفاده از چسب) در مدت کوتاهی، دیوار کلاس پر شده بود از نایلون های فریزر باد شده که بچه ها آنها را با مو یا لباس خود مالش داده بودند. از آنها خواستم نایلون های خود را به وسیله نخ از خط کش هایشان آویزان کنند و سپس به نایلون گروه های مجاور نزدیک کنند. نتیجه خیلی جالب بود. هر چه بچه ها بیشتر سعی می کردند نایلون ها را به هم نزدیک کنند، کمتر موفق می شدند. آنها نایلون های باد شده یکدیگر را دنبال می کردند ولی موفق به چسباندن آنها به همدیگر نمی شدند. بعد از آن، از بچه ها خواستم که آزمایش را با نزدیک کردن نایلون ها به خرده های کاغذ و یا موی خود ادامه دهند. نتیجه برعکس آزمایش قبلی بود. این بار خرده های کاغذ و موهای سر به سرعت به طرف نایلون های پر از هوا جذب می شد. به راستی علت چه بود؟ بچه ها بعد از آزمایش و بحث کوتاهی به موضوع پی بردند. نتیجه گیری آنها، دقیق و علمی بود، در حالت اول، نایلون ها دارای بارهای همنام شده اند، و بارهای همنام همدیگر را دفع می کنند، ولی درحالت دوم نایلون و مو دارای بارهای غیر همنام هستند و بارهای غیر همنام همدیگر را جذب می کنند. به این ترتیب، با انجام این فعالیت ها، دانش آموزان توانستند، با یاری و مشارکت خودشان، به ابتدایی ترین و اساسی ترین مفاهیم در موضوع الکتریسیته ساکن، دست یابند.
تجربه(2)
با داشتن یک کامپیوتر در مدرسه، که امکان اتصال آن به اینترنت فراهم باشد، می توان دانش آموزان را به مشاهده فعالیت های فیزیکی دعوت کرد به گونه ای که خود آن ها هم در این مشاهده، مشارکت داشته باشند.
ما بچه های کلاس 35 نفری خود را به کمک یک دستگاه تلویزیون که به کامپیوتر وصل بود، میهمان سایت www.physics zone. Com کردیم و تعداد زیادی آزمایش جالب الکتریسیته ساکن را هم مشاهده کردیم. در خلال این مشاهده فعال به کمک تغییر دادن بعضی متغییر ها توانستیم کلاس فعال، پر تحرک و پر نشاط همراه با پرسش و پاسخ های فراوان داشته باشیم. در کنار یکی از صفحات آزمایش در سایت: physics zone مطلب جالبی دیدیم که چون بسیار مورد سوال بچه ها بود، آن را برای آن ها تکثیر کردیم که در این جا متن آن را مشاهده می کنید. نشانی دقیق تر سایت عبارت است از:
Electricity Lessons physics zone-k-12 از متن مورد نظر، چند کلمه اساسی را ترجمه کردیم و ترجمه کل موضوع را به خود دانش آموزان واگذار کردیم تا در صورت تمایل، مطلب را پی گیری نمایند.
ترجمه کامل جدول و متن را در زیر ملاحظه می کنید:
| تمایل بیشتری به دادن الکترون دارند بیشتر مثبت می شوند. | فهرست الکتریسیته مالشی دست انسان(اگر خیلی خشک باشد) -چرم -مو و پشم خرگوش -شیشه -موی انسان -نایلون -پشم -مو و خز -فلز سرب -ابریشم -آلومینیم -کاغذ -پنبه |
| تمایل بیشتری به گرفتن الکترون دارند بیشتر منفی می شوند. | -فولاد(خنثی) -چوب -کهربا -لاستیک سخت -نیکل، مس -برنج، نقره -طلا، پلاتین -پلی استر -استیروفوم(یونولیت) -پلی اورتان -پلی اتیلن(نوار اسکاچ) -پلی پروپیلن وینیل(pvc) -سیلیکون(سیلیسیم دی اکسید) -تفلون |
"اگر ما بسیاری از موارد را مورد مطالعه قرار داده و آنها را به ترتیب از مواردی که کمترین پذیرش را نسبت به دریافت الکترون دارند تا موادی که بیشترین پذیرش را به دریافت الکترون دارند مرتب کنیم می توانیم یک فهرست الکتریسیته مالشی به وجود آوریم. اگر دو مورد از این مواد موجود در لیست به هم مالش داده شوند، ماده ای که در بالاترین جای این لیست قرار دارد بیشترین بار مثبت و ماده پایینی بیشترین بار منفی را خواهد گرفت.
برای مثال اگر چرم و پشم را به هم مالش دهیم، چرم مثبت می شود و پشم منفی. حال اگر لاستیک را با پشم مالش دهیم، لاستیک منفی و پشم مثبت خواهد شد.
لازم به ذکر است که این فهرست زمانی از صحت لازم برخوردار خواهد بود که نمونه ها خشک و تمیز باشند. وجود رطوبت، کثیفی یا چربی روی این مواد ممکن است سبب بروز واکنش های متفاوتی شود."
در طی تدریس موضوع الکتریسیته ساکن، همیشه یک سوال مهم برای بچه ها وجود داشت: "از کجا بدانیم یک ماده الکترون از دست می دهد یا الکترون می گیرد؟" این جدول به خوبی به آن ها کمک می کرد تا با مراجعه به آن به پاسخ سوال خود دست یابند. آن روز در جدول، توانستند کاملاً موضوع را برای خود روشن و واضح کنند و رمز آلودگی و ابهامی را که در مسئله الکترون دهی یا الکترون گیری داشتند برطرف کنند.
تجربه(3)
در یکی از سایت ها، که موضوع آن فیزیک بود، در ارتباط با فعالیت های آزمایشگاهی، آزمایشی در زمینه الکتریسیته ساکن نظرمان را جلب کرد. آن آزمایش را اجرا کردیم و نتایج ساده در عین حال جالبی به دست آوریم. انجام این آزمایش با امکانات کم هم میسر است.
در اینجا متن کامل آزمایش را مشاهده می کنید، با این توضیح که ما با توجه به محتوای کتاب درسی، تغییراتی در آزمایش دادیم و سوالاتی هم به آن اضافه کردیم.
عنوان آزمایش:"آیا همه چیزهای باردار، رفتار مشابهی دارند؟"
وسایل لازم: چسب نواری شفاف، نی نوشابه، پلاستیکی، لیوان یک بار مصرف و قطعاتی کاغذ خرد شده.
دستور آزمایش
1)یک نی را به لبه میز به گونه ای بچسبانید که طول آن خارج از میز قرار بگیرد و فقط طول آن در تماس با سطح میز باشد.
2)قطعه ای از نوار چسب را به طول 15 cm جدا کنید و آن را روی میز بچسبانید و آن قدر با دست خود، روی آن مالش دهید تا دارای بار الکتریکی شود . سپس نوار چسب را از میز جدا کنید و آن را به انتهای آزاد نی بچسبانید، به گونه ای که به حالت آویزان بایستد. این نوارچسب، شاهد آزمایش شماست.
3)دو قطعه 15 سانتی متری دیگر از چسب جدا کنید و روی یکی بر چسب A و روی دیگری بر چسبB بچسبانید. سپس آنها را در امتداد هم روی میز بچسبانید و با انگشت دست مالش دهید. دو نوار به هم چسبیده A و Bرا از میز جدا کنید و آنها را به نوار شاهد نزدیک کنید. چه مشاهده می کنید؟
4) نوارهای چسب A و Bرا به کاغذهای خرد شده نزدیک کنید.
5)نوارها را به دقت از هم جدا کنید و هر نوار را جداگانه به نوار شاهد نزدیک کنید. حاصل مشاهدات خود را بنویسید.
6)آیا از آنچه مشاهده می کنید، می توانید نتیجه بگیرید که نوارهای A و B دارای بار الکتریکی هستند؟ دلایل خود را بنویسید؟
7)آیا مشاهده آزمایشی در مورد جذب شدن یا دفع شدن اجسام، می تواند به تنهایی، برای بررسی باردار بودن آن جسم، کافی باشد؟ توضیح دهید.
8)دو نی نوشابه، هر یک از نوارهای A و B را به انتهای یک نی بیاویزید. سپس نی ها را به لبه میز بچسبانید. بعد از آن، یک نی دیگر بیاویزید. سپس نی ها را به لبه میز بچسبانید. بعد از آن، یک نی دیگر و یک لیوان یک بار مصرف را با اجسام مختلف مالش دهید و هر یک را جداگانه به نوارهای A و B نزدیک کنید. سپس نتایج را در جدولی بنویسید و در ادامه به سوالات زیر پاسخ دهید:
*آیا اجسامی که توسط نوار A دفع می شوند، جذب نوارB می شوند؟
*آیا اجسامی که توسط نوار B دفع می شوند، جذب نوار A
*آیا جسمی وجود دارد که جذب هر دو نوار A و Bشود؟
*آیا جسمی وجود دارد که توسط هر دو نوار A و B دفع شود؟
*با توجه به این آزمایش ها ، چه تعریفی از باردار شدن الکتریکی می توانید ارائه دهید؟
*اگر هر کدام از نوارهای A و B بتواند خرده های کاغذ را جذب کند، آیا می توانید نیروی الکتریکی را با نیروی گرانشی مقایسه کنید؟به نظر شما کدام یک بزرگ تر است؟
*آیا خرده های کاغذ از هر فاصله ای جذب می شوند؟
*به نظر شما میدان اثر کدام یک از نیروهای الکتریکی و گرانشی وسیع تر است؟ با آزمایشی نظر خود را اثبات کنید.
*آیا از مقایسه این دو نیرو، نتایج دیگری هم به دست می آید؟
مطالب مرتبط:
الکتریسیته
آشنایی با الکتریسیته ساکن
