الکتریسیته ساکن 2: آشنایی با الکتریسیته ساکن

توضیح اولیه

این بخش به دانش آموزان کمک می کند تا بر عمق درک خودنسبت به اتم و ارتباط آن با الکتریسیته  ساکن بیافزاید. در این بخش دانش آموز باید با مطالعه وب سایت ها به درکی کاملاعمیق از مفاهیم مرتبط با الکتریسیته ساکن برسد. سپس با انجام برخی از آزمایش ها، دانش آموزان ضمن ایجاد بارهای الکتریکی مشاهده می کنند که چگونه بارهای همنام یکدیگر را دفع و بارهای ناهم نام یکدیگر را جذب می کنند.

اهداف

1. آشنا کردن دانش آموزان با الکتریسیته ساکن به عنوان پدیده ای که با بارهای مثبت و منفی الکتریکی در ارتباط است

وسایل لازم

1. برگه های آشنایی با الکتریسیته ساکن ( برگه کار دانش آموز)
2. برگه دستور کار آزمایش بادکنک چسبنده و بادکنک رقصنده
3. آزمایش بادکنک چسبنده:
4. بادکنک
5. مقداری پشم یا کاموا
6. یک فضای خالی در نزدیکی دیوار
7. آزمایش بادکنک رقصنده:
8. 2 عدد بادکنک
9. 2 تکه نخ سبک با طول تقریبی 60 سانتی متر
10. مقداری پشم یا کاموا

طرح درس

انگیزه:

برای شروع این پرسش ها را در کلاس مطرح کنید و درمورد پاسخ آن ها با دانش آموزان بحث کنید:

1. آیا تا به حال شده که پس از راه رفتن بر روی فرش و یا پوشیدن لباس های پشمی، دست شما در تماس با اجسام فلزی جرقه بزند؟ و یا بعد از شانه کردن موها در یک روز خشک؟ آیا می توانید دلیل بروز این پدیده را توضیح دهید؟
2. از دانش آموزان بخواهید تجربیات خود را هنگام بازی کردن با آهن ربا برای دیگران توصیف کنند. آیا تا به حال توجه کرده اید که گاهی اوقات آهن رباها یکدیگر را می رانند؟ چه چیز باعث می شود آنها یکدیگر را دفع کنند؟
3. چرا وقتی لباس های خود را از داخل دستگاه خشک کن خارج می کنید، لباس ها به یکدیگر می چسبند؟
4. چرا گاهی اوقات در روزهای سرد، وقتی به جسمی فلزی دست می زنید، دست شما جرقه می زند؟
5. چه تجربیات دیگری در ارتباط با الکتریسیته ساکن داشته اید؟

حال دانش آموزان، با بحث درباره پاسخ پرسش های فوق، مطالبی را که از قبل در مورد الکتریسیته ساکن آموخته بودند، دوباره به یاد آورده و یک مرور کلی بر آنها کرده اند. حالا دانش آموزان را گروه بندی کنید. هر گروه 2 تا 3 عضو خواهد داشت. از آنها بخواهید تا مطابق با دستور کار آزمایش های بادکنک چسبنده و بادکنک رقصنده عمل کنند. پس از پایان هر آزمایش، تمام گروه ها را جمع کرده و از دانش آموزان بخواهید در مورد مشاهدات و نتیجه گیری های خود به بحث و تبادل نظر بپردازند.

پس از انجام آزمایش "بادکنک چسبنده" به دانش آموزان بگویید:

"هنگامی که شما بادکنک را با پشم مالش می دهید، ذراتی که بار منفی دارند (الکترون ها) از پشم به بادکنک منتقل می گردد و باعث می شود که بار کلی بادکنک منفی شود. هنگامی که این بادکنک باردار را به دیوار نزدیک می کنید باعث می شود برخی از الکترونهای درون آن بخش از دیوار (که آنها هم بار منفی دارند) دفع شوند چون بارهای منفی، سایر بارهای منفی را از خود می رانند و بارهای مثب سایر بارهای مثبت را). بنابراین بادکنکی که بار منفی دارد و آن بخش از دیوار که حالا بار مثبت دارد، یکدیگر را جذب می کنند. در نتیجه بادکنک به دیوار می چسبد. بادکنک باردار شده محکم است به اجسام مختلفی بچسبد و حتی به به بدن شما. دلیل این اتفاق بارمنفی ای است که پس از مالش به آن منتقل شده".

حال از دانش آموزان بخواهید تا آزمایش بادکنک رقصنده را انجام دهند. پس از به پایان رسیدن این آزمایش به آن ها بگویید:

"هنگامی که ما بادکنک ها را با پشم مالش می دهیم، هر یک از بادکنک ها مقداری بار منفی (الکترون) دریافت می کنند. درست همانند آزمایش قبلی ذراتی با بار منفی (الکترون ها) از پشم به بادکنک ها منتقل می شود و بادکنک ها بار کلی منفی خواهند داشت. به همین دلیل چون هر دو بادکنک بار منفی دارند، یکدیگر را می رانند."

پیشرفت:

بخش بعدی درس به دانش آموزان کمک می کند تا مطالب بیشتری در مورد الکتریسیته ساکن یاد بگیرند. برای شروع این بخش از دانش آموزان بخواهید تا در وب سایت ها در مورد اصول الکتریسیته ساکن جستجو کنند. از دانش آموزان بخواهید تا هنگام جستجو در این منابع به سوالات مطرح شده در برگه آشنایی با الکتریسیته ساکن (برگه مخصوص دانش آموز) پاسخ دهند. دانش آموزان می توانند در بحث های کلاسی از برگه های خود استفاده کنند.

پس از آن که دانش آموزان مطالب را مطالعه کردند. یک جلسه بحث و مناظره در کلاس شروع کنید و در مورد سوالات درون برگه دانش آموزان بحث کنید:

1. تفاوت بین الکترون ها و پروتون ها در چیست؟ (الکترون ها بار منفی دارند و پروتون ها دارای بار مثبت هستند.)
2. چه زمانی یک ماده باردار خواهد بود؟ (یک ماده هنگامی باردار خواهد بود که تعداد الکترون ها و پروتون های آن با هم برابر نباشند و یکی بیشتر از دیگری باشد).
3. اگر دو جسم دارای بار همنام باشند، چه رخ خواهد داد؟ اگر دو جسم دارای بار ناهمنام باشند چه؟ آیا می توانید مثال بزنید. (جسم هایی که بار همنام دارند یکدیگر را می رانند در حالی که دو جسمی که بار ناهمنام دارند، یکدیگر را جذب می کنند.)
4. هنگامیکه دو جسم را به یکدیگر می مالید چه پدیده ممکن است رخ بدهد؟ با ذکر یک مثال شرح دهید که چه چیزی رخ می دهد. (هنگامی که دو جسم را با مالش به یکدیگر می مالیم، الکترون ها از یکی از این دو جسم به جسم دیگر منتقل خواهند شد.)
5. چه مواد و اجسامی به راحتی الکترون از دست می دهند؟ (دست، شیشه، مو)
6. چه مواد و اجسامی به راحتی الکترون به دست می آورند؟ (پلی استر ، لاستیک ، پلاستیک)

ارزشیابی

برای آزمودن میزان درک دانش آموزان، ببینید که آن ها به بخش آخر برگه مخصوص دانش آموز چگونه پاسخ داده اند. دانش آموزان باید بتوانند توضیح دهند که چون الکترون ها و پروتون ها دارای بار ناهمنام اند، یکدیگر را جذب می کنند همانند آهن ربا که آهن را به خود جذب می کند. به هر حال پروتون ها، سایر پروتون ها را می رانند و الکترون ها نیز سایر الکترون ها را از خود می رانند. این نیروهای جذب و دفع کننده، الکتریسیته ساکن را ایجاد می کنند. دانش آموزان ممکن است بگویند که الکتریسیته ساکن هنگامی رخ می دهد که دو جسم به یکدیگر مالش داده می شوند که باعث می شود یکی از دو جسم الکترون از دست بدهد ودیگری الکترون بگیرد. هنگام راه رفتن بر روی فرش، شانه کردن موها و ... نیز همین پدیده رخ می دهد. در واقع نابرابر بودن تعداد بارهای مثبت و منفی در جسم، منجر به الکتریسیته ساکن می شود.

مترجم: سینا پرسا و سحر حمیدی