психология испытуемый эксперимент

Человек и особенности его личности уже не одно столетие являются объектом интереса и изучения великих умов человечества. И с самого начала развития психологической науки и до наших дней люди сумели развить и существенно улучшить свои навыки в этом непростом, но захватывающем деле. Поэтому сейчас для получения достоверных данных в изучении особенностей психики человека и его личности люди пользуются большим количеством самых разных способов и методов исследования в психологии. И одним из методов, получивших наибольшую популярность и зарекомендовавших себя с самой практической стороны, является психологический эксперимент.

Эксперимент в психологии - это определённый опыт, который проводится в специальных условиях, с целью получения психологических данных путём вмешательства исследователя в процесс деятельности испытуемого. Исследователем в процессе эксперимента может выступать и ученый-специалист, и простой обыватель.

Основными характеристиками и особенностями эксперимента являются:

· Возможность изменения какой-либо переменной и создания новых условий для выявления новых закономерностей;
· Возможность выбрать точку отсчёта;
· Возможность неоднократного проведения;
· Возможность включать в состав эксперимента другие методы психологических исследований: тест, опрос, наблюдение и другие.

Существует множество взглядов на дифференциацию экспериментальных методик и значительное число обозначающих их терминов. Если обобщить результаты в этой области, то совокупность основных разновидностей эксперимента можно представить в следующем виде:

I. По действительности проведения и полноте процедуры

1. Реальный (конкретный). Реальный (конкретный) эксперимент - это опыт, проводимый в действительности в конкретных экспериментальных условиях. Именно реальные исследования дают фактический материал, используемый как в практических, так и в теоретических целях. Результаты опыта справедливы для конкретных условий и популяций. Их перенос на более широкие условия носит вероятностный характер.
2. Мысленный (абстрактный): Мысленный эксперимент - воображаемый опыт, невыполнимый в действительности. Иногда к этому разряду относят и мысленные манипуляции по поводу организации и проведения в будущем планируемого реального эксперимента . Но такое предварительное «проигрывание» в уме реального опыта - фактически его обязательный атрибут, реализуемый на подготовительных этапах исследования (постановка проблемы, выдвижение гипотезы, планирование).
а) идеальный;
б) бесконечный;
в) безупречный.

Идеальный эксперимент - это эксперимент, в котором на зависимую переменную отсутствуют любые влияния кроме одной независимой переменной. В реальности исключить дополнительные влияния множества привходящих факторов невозможно. Поэтому идеальный эксперимент в действительности неосуществим. На практике приближение реального опыта к идеальному реализуется путем контроля дополнительных переменных, изложенного при описании экспериментальной процедуры.

Бесконечный эксперимент - эксперимент, охватывающий все возможные экспериментальные ситуации для всей исследуемой популяции (генеральной совокупности). В реальности множество таких ситуаций безгранично вследствие огромных, а зачастую и неизвестных, размеров генеральной совокупности и бесчисленного количества действующих на испытуемого факторов. Учет всего этого бесконечного множества ситуаций выполним только в фантазии исследователя. Вследствие своей безграничности (в разнообразии и во времени) такой эксперимент и получил название бесконечного. Практическая бессмысленность бесконечного эксперимента состоит в противоречии с одной из основных идей эмпирического исследования - перенос результатов, полученных на ограниченной выборке, на всю генеральную совокупность. Он нужен только как теоретическая модель.

Безупречный - это эксперимент, сочетающий в себе черты и идеального, и бесконечного экспериментов. Как эталон исчерпывающего эксперимента, дает возможность оценить полноту и, соответственно, недостатки конкретного реального опыта.

II. По цели эксперимента

1. Исследовательский.

Исследовательский эксперимент - это опыт, нацеленный на получение новых знаний об объекте и предмете изучения. Именно с этим видом опытов обычно ассоциируется понятие «научный эксперимент», поскольку главная цель науки - познание неизвестного. В то время как две другие разновидности эксперимента по критерию цели носят преимущественно прикладной характер, исследовательский эксперимент осуществляет в основном поисковую функцию.

2. Диагностический (обследовательский).

Диагностический (обследовательский) эксперимент - это опыт-задание, выполняемый испытуемым с целью обнаружения или измерения у него каких-либо качеств. Нового знания о предмете исследования (качестве личности) эти опыты не дают. Фактически это тестирование.

3. Демонстрационный.

Демонстрационный эксперимент - это опыт иллюстративного характера, сопровождающий познавательные или развлекательные мероприятия. Непосредственной целью подобных опытов является ознакомление аудитории либо с соответствующим экспериментальным методом, либо с получаемым в эксперименте эффектом. Наибольшее распространение демонстрационные опыты нашли в учебной практике. С их помощью обучающиеся осваивают исследовательские и диагностические приемы. Нередко ставится и дополнительная цель - заинтересовать учеников соответствующей областью знания.

III. По уровню исследования

1. Предварительный (разведывательный)

Предварительный (разведывательный) эксперимент - это опыт, осуществляемый для уточнения проблемы и адекватной в ней ориентировки. С его помощью зондируются малоизвестные ситуации, уточняются гипотезы, выявляются и формулируются вопросы для дальнейших исследований. Исследования такого разведывательного характера часто называются пилотажными. На основании полученных в предварительных экспериментах данных решаются вопросы о необходимости и возможностях дальнейших исследований в этой области и организации основных экспериментов.

2. Основной

Основной эксперимент - это полномасштабное эмпирическое исследование, выполняемое с целью получения новых научных данных по интересующей экспериментатора проблеме. Полученный в итоге результат используется как в теоретических, так и в прикладных целях. Основному эксперименту могут предшествовать предварительные как разведывательного, так и ознакомительного характера.

3. Контрольный.

Контрольный эксперимент - это опыт, итоги которого сравниваются с результатами основного эксперимента. Необходимость в контроле может возникнуть по разным причинам. Например: 1) обнаружены ошибки в проведении основных опытов; 2) сомнения в точности выполнения процедуры; 3) сомнения в адекватности процедуры гипотезе; 4) появление новых научных данных, противоречащих полученным ранее; 5) стремление к дополнительным доказательствам справедливости принятой в основном эксперименте гипотезы и преобразованию ее в теорию; 6) стремление опровергнуть имеющиеся гипотезы или теории. Понятно, что по степени точности и надежности контрольные эксперименты не должны уступать основным.

IV. По типу воздействия на испытуемого

1. Внутренний.

Внутренний эксперимент - это реальный эксперимент, где психические явления вызываются или изменяются непосредственно волевым усилием испытуемого, а не воздействием из внешнего мира. Экспериментирование производится в субъективном пространстве человека, где он играет роль и экспериментатора, и испытуемого. Внутреннее воздействие всегда включает в себя независимую переменную, а в идеале только ею и должно ограничиться. Это сближает внутренний эксперимент с мысленным идеальным.

2. Внешний.

Внешний эксперимент - обычный экспериментальный способ изучения психических явлений, когда их появление или изменение достигается за счет внешних воздействий на органы чувств испытуемого.

V. По степени вмешательства экспериментаторов жизнедеятельность испытуемого (по типу экспериментальной ситуации)

А. Классическая группировка

1. Лабораторный (искусственный).

Лабораторный (искусственный) эксперимент - это опыт, ставящийся в искусственно созданных условиях, позволяющих строго дозировать стимуляцию (независимые переменные) и контролировать прочие воздействия на испытуемого (дополнительные переменные), а также точно регистрировать его ответные реакции, включающие зависимые переменные. Испытуемый знает о своей роли в эксперименте, но его общий замысел ему обычно не известен.

2. Естественный (полевой).

Естественный (полевой) эксперимент - опыт, осуществляемый в обычных для испытуемого условиях с минимумом вмешательства в его жизнедеятельность со стороны экспериментатора. Предъявление независимой переменной как бы «вплетено» естественным образом в обычный ход его деятельности. В зависимости от вида выполняемой деятельности и соответствующей ситуации различают и виды естественного эксперимента: в условиях общения, трудовой, игровой, учебной, военной деятельности, в условиях быта и досуга. Специфический вид подобного типа экспериментов - следственный эксперимент, в котором искусственность процедуры сочетается с естественностью условий противоправных действий.

3. Формирующий.

Формирующий эксперимент - это метод активного воздействия на испытуемого, способствующий его психическому развитию и личностному росту. Главные сферы применения этого метода - педагогика, возрастная (в первую очередь, детская) и педагогическая психологии. Активное воздействие экспериментатора заключается главным образом в создании специальных условий и ситуаций, которые, во-первых, инициируют появление определенных психических функций и, во-вторых, позволяют целенаправленно их изменять и формировать. Первое характерно и для лабораторного, и для естественного эксперимента. Второе - специфика рассматриваемой формы эксперимента. Формирование психики и личностных свойств - процесс длительный. Поэтому формирующий эксперимент обычно осуществляется продолжительное время. И в этом отношении может быть отнесен к лонгитюдному исследованию.

Б. Неординарная группировка:

1. Эксперимент, дублирующий реальность.

Эксперименты, дублирующие реальность, - это опыты, моделирующие конкретные ситуации реальной жизни, результаты которых имеют невысокий уровень обобщения. Их выводы приложимы к конкретным людям в условиях конкретной деятельности, поэтому их еще называют экспериментами полного соответствия. Эти опыты преследуют сугубо практические цели. Данный тип эксперимента близок к естественному типу по классической группировке.

2. Эксперимент, улучшающий реальность.

Эксперименты, улучшающие реальность, - это опыты, в которых изменению подвергаются только некоторые, подлежащие изучению переменные. Остальные переменные - стабильны. Этот тип схож с лабораторным экспериментом по общепринятой классификации.

VI. По возможности влияния экспериментатора на независимую переменную

1. Спровоцированный эксперимент.

Спровоцированный эксперимент - это опыт, в котором экспериментатор сам воздействует на независимую переменную. Изменения НП могут быть как количественными, так и качественными. И тогда наблюдаемые экспериментатором результаты (в виде реакций испытуемого) как бы им же и спровоцированы. Очевидно, что подавляющее большинство экспериментальных исследований относится именно к этому виду. П. Фресс не без оснований называет этот тип эксперимента «классическим».

2. Эксперимент, на который ссылаются.

Эксперимент, на который ссылаются, - это опыт, в котором изменение независимой переменной осуществляется без вмешательства экспериментатора. Сюда относятся изменения личности, мозговые повреждения, культурные различия и т.п. По мнению П. Фресса, эти случаи очень ценны, «так как экспериментатор не может вводить переменные, действие которых было бы медленным (система воспитания), и не имеет права экспериментировать на человеке, если его эксперимент может вызвать серьезные и необратимые физиологические или психологические нарушения» . Могут быть случаи, когда эксперимент по одним переменным - спровоцированный, а по другим - на который ссылаются.

VII. По количеству независимых переменных

1. Однофакторный (двумерный).

Однофакторный (двумерный) эксперимент - это эксперимент с одной независимой и одной зависимой переменными. Поскольку имеется только один влияющий на ответы испытуемого фактор, постольку опыт и называется однофакторным или одноуровневым. А поскольку есть две измеряемые величины - НП и ЗП, постольку эксперимент называется двумерным или бивалентным. Выделение только двух переменных позволяет изучить психическое явление в «чистом» виде. Реализация такого варианта исследования осуществляется с помощью описанных выше процедур контроля дополнительных переменных и предъявления независимой переменной.

2. Многофакторный (многомерный).

Многофакторный (многомерный) эксперимент - это эксперимент с несколькими независимыми и обычно одной зависимой переменными. Не исключается и наличие нескольких зависимых переменных, но этот случай пока крайне редок в психологических исследованиях. Хотя, видимо, за ним будущее, так как реальные психические явления всегда представляют собой сложнейшую систему множества взаимодействующих факторов. К ним применимо распространенное в науке наименование «плохо организованных систем», которое как раз и подчеркивает множественность детерминации их проявления

VIII. По числу испытуемых

1. Индивидуальный.

Индивидуальный эксперимент - опыт с одним испытуемым.

2. Групповой.

Опыт с несколькими испытуемыми одновременно. Их взаимовлияния могут быть как существенными, так и незначительными, могут учитываться экспериментатором или не учитываться. Если взаимовлияния испытуемых друг на друга обусловлены не только соприсутствием, но и совместной деятельностью, то возможно говорить о коллективном эксперименте.

IX. По способу выявления связей между переменными (по процедуреварьирования экспериментальной ситуации)

1. Интрапроцедурный (внутри).

Интрапроцедурный эксперимент (лат. intra - внутри) - это эксперимент, в котором все экспериментальные ситуации (а в сущности, все значения независимой переменной) предъявляются одному и тому же контингенту испытуемых. Если испытуемый один, т.е. осуществляется индивидуальный опыт, то говорят об интра-индивидуальном эксперименте. Сравнение ответов этого испытуемого, полученных в разных ситуациях (для разных значений НП), и дает возможность выявить зависимости между переменными. Особенно удобен этот вариант при количественных изменениях НП для определения функциональных зависимостей.

2. Интерпроцедурный (между).

Интерпроцедурный эксперимент (лат. inter - между) - эксперимент, в котором разным контингентам испытуемых предъявляются одинаковые экспериментальные ситуации. Работа с каждым отдельным контингентом осуществляется либо в разных местах, либо в разное время, либо разными экспериментаторами, но по идентичным программам. Главная цель подобных опытов - выяснение индивидуальных или межгрупповых различий. Естественно, что первые выявляются в серии индивидуальных опытов, а вторые - групповых. И тогда в первом случае говорят об интериндивидуальном эксперименте, во-втором - об интергрупповом, или чаще межгрупповом эксперименте.

3. Кросс-процедурный (пересечение).

Кросс-процедурный эксперимент (англ. cross - пересекать) - это эксперимент, в котором разным контингентам испытуемых предъявляются неодинаковые ситуации. Если испытуемые работают поодиночке, то речь идет о кросс-индивидуальном эксперименте. Если же каждой ситуации соответствует определенная группа испытуемых, то это - кросс-групповой эксперимент, который иногда называют межгрупповым, что является терминологической неточностью. Межгрупповой - это синоним интер-, а не кросс-группового эксперимента. Указанная неточность проистекает либо из-за неадекватного перевода иностранных источников, либо из-за небрежного отношения к терминологии.

X. По типу изменения независимой переменной

1. Количественный.

Количественный эксперимент - это опыт, в котором независимая переменная может уменьшаться или увеличиваться. Ряд ее возможных значений представляет собой континуум, т.е. непрерывную последовательность величин. Эти значения, как правило, могут выражаться численно, поскольку НП имеет единицы измерения. В зависимости от природы НП ее количественное представление может осуществляться различными способами. Например, временной интервал (длительность), дозировка, вес, концентрация, число элементов. Это физические показатели. Количественное выражение НП может реализовываться и через психологические показатели: как психофизические, так и психометрические.

2. Качественный.

Качественный эксперимент - это опыт, в котором независимая переменная не имеет количественных вариаций. Ее значения предстают только как различные качественные модификации. Примеры: половые различия популяций, модальностные различия сигналов и т.п. Предельный случай качественного представления НП - это ее наличие или отсутствие. Например: присутствие (отсутствие) помех.

Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Есть очень простые опыты, которые дети запоминают на всю жизнь. Ребята могут не понять до конца, почему это все происходит, но, когда пройдет время и они окажутся на уроке по физике или химии, в памяти обязательно всплывет вполне наглядный пример.

сайт собрал 7 интересных экспериментов, которые запомнятся детям. Все, что нужно для этих опытов, - у вас под рукой.

Огнеупорный шарик

Понадобится : 2 шарика, свечка, спички, вода.

Опыт : Надуйте шарик и подержите его над зажженной свечкой, чтобы продемонстрировать детям, что от огня шарик лопнет. Затем во второй шарик налейте простой воды из-под крана, завяжите и снова поднесите к свечке. Окажется, что с водой шарик спокойно выдерживает пламя свечи.

Объяснение : Вода, находящаяся в шарике, поглощает тепло, выделяемое свечой. Поэтому сам шарик гореть не будет и, следовательно, не лопнет.

Карандаши

Понадобится: полиэтиленовый пакет, простые карандаши, вода.

Опыт: Наливаем воду в полиэтиленовый пакет наполовину. Карандашом протыкаем пакет насквозь в том месте, где он заполнен водой.

Объяснение: Если полиэтиленовый пакет проткнуть и потом залить в него воду, она будет выливаться через отверстия. Но если пакет сначала наполнить водой наполовину и затем проткнуть его острым предметом так, что бы предмет остался воткнутым в пакет, то вода вытекать через эти отверстия почти не будет. Это связано с тем, что при разрыве полиэтилена его молекулы притягиваются ближе друг к другу. В нашем случае, полиэтилен затягивается вокруг карандашей.

Нелопающийся шарик

Понадобится: воздушный шар, деревянная шпажка и немного жидкости для мытья посуды.

Опыт: Смажьте верхушку и нижнюю часть средством и проткните шар, начиная снизу.

Объяснение: Секрет этого трюка прост. Для того, чтобы сохранить шарик, нужно проткнуть его в точках наименьшего натяжения, а они расположены в нижней и в верхней части шарика.

Цветная капуста

Понадобится : 4 стакана с водой, пищевые красители, листья капусты или белые цветы.

Опыт : Добавьте в каждый стакан пищевой краситель любого цвета и поставьте в воду по одному листу или цветку. Оставьте их на ночь. Утром вы увидите, что они окрасились в разные цвета.

Объяснение : Растения всасывают воду и за счет этого питают свои цветы и листья. Получается это благодаря капиллярному эффекту, при котором вода сама стремится заполнить тоненькие трубочки внутри растений. Так питаются и цветы, и трава, и большие деревья. Всасывая подкрашенную воду, они меняют свой цвет.

Плавающее яйцо

Понадобится : 2 яйца, 2 стакана с водой, соль.

Опыт : Аккуратно поместите яйцо в стакан с простой чистой водой. Как и ожидалось, оно опустится на дно (если нет, возможно, яйцо протухло и не стоит возвращать его в холодильник). Во второй стакан налейте теплой воды и размешайте в ней 4-5 столовых ложек соли. Для чистоты эксперимента можно подождать, пока вода остынет. Потом опустите в воду второе яйцо. Оно будет плавать у поверхности.

Объяснение : Тут все дело в плотности. Средняя плотность яйца гораздо больше, чем у простой воды, поэтому яйцо опускается вниз. А плотность соляного раствора выше, и поэтому яйцо поднимается вверх.

Кристаллические леденцы

Понадобится : 2 стакана воды, 5 стаканов сахара, деревянные палочки для мини-шашлычков, плотная бумага, прозрачные стаканы, кастрюля, пищевые красители.

Опыт : В четверти стакана воды сварите сахарный сироп с парой столовых ложек сахара. Высыпьте немного сахара на бумагу. Затем нужно обмакнуть палочку в сироп и собрать ею сахаринки. Далее распределите их равномерно на палочке.

Оставьте палочки на ночь сушиться. Утром в 2 стаканах воды на огне растворите 5 стаканов сахара. Минут на 15 можно оставить сироп остывать, но сильно остыть он не должен, иначе кристаллы не будут расти. Потом разлейте его по банкам и добавьте разные пищевые красители. Заготовленные палочки опустите в банку с сиропом так, чтобы они не касались стенок и дна банки, в этом поможет бельевая прищепка.

Объяснение : С остыванием воды растворимость сахара понижается, и он начинает выпадать в осадок и оседать на стенках сосуда и на вашей палочке с затравкой из сахарных крупинок.

Зажженная спичка

Понадобятся : Спички, фонарик.

Опыт : Зажгите спичку и держите на расстоянии 10-15 сантиметров от стены. Посветите на спичку фонариком, и увидите, что на стене отражается только ваша рука и сама спичка. Казалось бы, очевидно, но я никогда об этом не задумывался.

Объяснение : Огонь не отбрасывает тени, так как не препятствует прохождению света сквозь себя.

Сотни тысяч физических опытов было поставлено за тысячелетнюю историю науки. Сложно отобрать несколько «самых-самых».Среди физиков США и Западной Европы был проведен опрос. Исследователи Роберт Криз и Стони Бук просили их назвать наиболее красивые за всю историю физические эксперименты. Об опытах, вошедших в первую десятку по итогам выборочного опроса Криза и Бука, рассказал научный работник Лаборатории нейтринной астрофизики высоких энергий, кандидат физико-математических наук Игорь Сокальский.

1. Эксперимент Эратосфена Киренского

Один из самых древних известных физических экспериментов, в результате которого был измерен радиус Земли, был проведен в III веке до нашей эры библиотекарем знаменитой Александрийской библиотеки Эрастофеном Киренским. Схема эксперимента проста. В полдень, в день летнего солнцестояния, в городе Сиене (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и предметы не отбрасывали тени. В тот же день и в то же время в городе Александрии, находившемся в 800 километрах от Сиена, Солнце отклонялось от зенита примерно на 7°. Это составляет около 1/50 полного круга (360°), откуда получается, что окружность Земли равна 40 000 километров, а радиус 6300 километров. Почти невероятным представляется то, что измеренный столь простым методом радиус Земли оказался всего на 5% меньше значения, полученного самыми точными современными методами, сообщает сайт «Химия и жизнь».

2. Эксперимент Галилео Галилея

В XVII веке господствовала точка зрения Аристотеля, который учил, что скорость падения тела зависит от его массы. Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Наблюдения, которые каждый из нас может проделать в повседневной жизни, казалось бы, подтверждают это. Попробуйте одновременно выпустить из рук легкую зубочистку и тяжелый камень. Камень быстрее коснется земли. Подобные наблюдения привели Аристотеля к выводу о фундаментальном свойстве силы, с которой Земля притягивает другие тела. В действительности на скорость падения влияет не только сила притяжения, но и сила сопротивления воздуха. Соотношение этих сил для легких предметов и для тяжелых различно, что и приводит к наблюдаемому эффекту.

Итальянец Галилео Галилей усомнился в правильности выводов Аристотеля и нашел способ их проверить. Для этого он сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро и значительно более легкую мушкетную пулю. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму, поэтому и для ядра, и для пули силы сопротивления воздуха были пренебрежимо малы по сравнению с силами притяжения. Галилей выяснил, что оба предмета достигают земли в один и тот же момент, то есть скорость их падения одинакова.

Результаты, полученные Галилеем, - следствие закона всемирного тяготения и закона, в соответствии с которым ускорение, испытываемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе.

3. Другой эксперимент Галилео Галилея

Галилей замерял расстояние, которое шары, катящиеся по наклонной доске, преодолевали за равные промежутки времени, измеренный автором опыта по водяным часам. Ученый выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше. Эта квадратичная зависимость означала, что шары под действием силы тяжести движутся ускоренно, что противоречило принимаемому на веру в течение 2000 лет утверждению Аристотеля о том, что тела, на которые действует сила, движутся с постоянной скоростью, тогда как если сила не приложена к телу, то оно покоится. Результаты этого эксперимента Галилея, как и результаты его эксперимента с Пизанской башней, в дальнейшем послужили основой для формулирования законов классической механики.

4. Эксперимент Генри Кавендиша

После того как Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения: сила притяжения между двумя телами с массами Мит, удаленных друг от друга на расстояние r, равна F=γ (mM/r2), оставалось определить значение гравитационной постоянной γ - Для этого нужно было измерить силу притяжения между двумя телами с известными массами. Сделать это не так просто, потому что сила притяжения очень мала. Мы ощущаем силу притяжения Земли. Но почувствовать притяжение даже очень большой оказавшейся поблизости горы невозможно, поскольку оно очень слабо.

Нужен был очень тонкий и чувствительный метод. Его придумал и применил в 1798 году соотечественник Ньютона Генри Кавендиш. Он использовал крутильные весы - коромысло с двумя шариками, подвешенное на очень тонком шнурке. Кавендиш измерял смещение коромысла (поворот) при приближении к шарикам весов других шаров большей массы. Для увеличения чувствительности смещение определялось по световым зайчикам, отраженным от зеркал, закрепленных на шарах коромысла. В результате этого эксперимента Кавендишу удалось довольно точно определить значение гравитационной константы и впервые вычислить массу Земли.

5. Эксперимент Жана Бернара Фуко

Французский физик Жан Бернар Леон Фуко в 1851 году экспериментально доказал вращение Земли вокруг своей оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Плоскость качания маятника сохраняет неизменное положение по отношению к звездам. Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, видит, что плоскость вращения медленно поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения Земли.

6. Эксперимент Исаака Ньютона

В 1672 году Исаак Ньютон проделал простой эксперимент, который описан во всех школьных учебниках. Затворив ставни, он проделал в них небольшое отверстие, сквозь которое проходил солнечный луч. На пути луча была поставлена призма, а за призмой - экран. На экране Ньютон наблюдал «радугу»: белый солнечный луч, пройдя через призму, превратился в несколько цветных лучей - от фиолетового до красного. Это явление называется дисперсией света.

Сэр Исаак был не первым, наблюдавшим это явление. Уже в начале нашей эры было известно, что большие монокристаллы природного происхождения обладают свойством разлагать свет на цвета. Первые исследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмой еще до Ньютона выполнили англичанин Хариот и чешский естествоиспытатель Марци.

Однако до Ньютона подобные наблюдения не подвергались серьезному анализу, а делавшиеся на их основе выводы не перепроверялись дополнительными экспериментами. И Хариот, и Марци оставались последователями Аристотеля, который утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к белому свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный - при наименьшем. Ньютон же проделал дополнительные опыты со скрещенными призмами, когда свет, пропущенный через одну призму, проходит затем через другую. На основании совокупности проделанных опытов он сделал вывод о том, что «никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных

количество света не меняет вида цвета». Он показал, что белый свет нужно рассматривать как составной. Основными же являются цвета от фиолетового до красного.

Этот эксперимент Ньютона служит замечательным примером того, как разные люди, наблюдая одно и то же явление, интерпретируют его по-разному и только те, кто подвергает сомнению свою интерпретацию и ставит дополнительные опыты, приходят к правильным выводам.

7. Эксперимент Томаса Юнга

До начала XIX века преобладали представления о корпускулярной природе света. Свет считали состоящим из отдельных частиц - корпускул. Хотя явления дифракции и интерференции света наблюдал еще Ньютон («кольца Ньютона»), общепринятая точка зрения оставалась корпускулярной.

Рассматривая волны на поверхности воды от двух брошенных камней, можно заметить, как, накладываясь друг на друга, волны могут интерферировать, то есть взаимогасить либо взаимоусиливать друг друга. Основываясь на этом, английский физик и врач Томас Юнг проделал в 1801 году опыты с лучом света, который проходил через два отверстия в непрозрачном экране, образуя, таким образом, два независимых источника света, аналогичных двум брошенным в воду камням. В результате он наблюдал интерференционную картину, состоящую из чередующихся темных и белых полос, которая не могла бы образоваться, если бы свет состоял из корпускул. Темные полосы соответствовали зонам, где световые волны от двух щелей гасят друг друга. Светлые полосы возникали там, где световые волны взаимоусиливались. Таким образом была доказана волновая природа света.

8. Эксперимент Клауса Йонссона

Немецкий физик Клаус Йонссон провел в 1961 году эксперимент, подобный эксперименту Томаса Юнга по интерференции света. Разница состояла в том, что вместо лучей света Йонссон использовал пучки электронов. Он получил интерференционную картину, аналогичную той, что Юнг наблюдал для световых волн. Это подтвердило правильность положений квантовой механики о смешанной корпускулярно-волновой природе элементарных частиц.

9. Эксперимент Роберта Милликена

Представление о том, что электрический заряд любого тела дискретен (то есть состоит из большего или меньшего набора элементарных зарядов, которые уже не подвержены дроблению), возникло еще в начале XIX века и поддерживалось такими известными физиками, как М.Фарадей и Г.Гельмгольц. В теорию был введен термин «электрон», обозначавший некую частицу - носитель элементарного электрического заряда. Этот термин, однако, был в то время чисто формальным, поскольку ни сама частица, ни связанный с ней элементарный электрический заряд не были обнаружены экспериментально. В 1895 году К.Рентген во время экспериментов с разрядной трубкой обнаружил, что ее анод под действием летящих из катода лучей способен излучать свои, Х-лучи, или лучи Рентгена. В том же году французский физик Ж.Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи - это поток отрицательно заряженных частиц. Но, несмотря на колоссальный экспериментальный материал, электрон оставался гипотетической частицей, поскольку не было ни одного опыта, в котором участвовали бы отдельные электроны.

Американский физик Роберт Милликен разработал метод, ставший классическим примером изящного физического эксперимента. Милликену удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между пластинами конденсатора. Освещая рентгеновскими лучами, можно было слегка ионизировать воздух между пластинами и изменять заряд капель. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, можно было изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись. К 1909 году удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине е (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой частицы с одинаковыми зарядом и массой. Заменив капельки воды капельками масла, Милликен получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа и в 1913 году, исключив один за другим возможные источники погрешностей, опубликовал первое измеренное значение заряда электрона: е = (4,774 ± 0,009)х 10-10 электростатических единиц.

10. Эксперимент Эрнста Резерфорда

К началу XX века стало понятно, что атомы состоят из отрицательно заряженных электронов и какого-то положительного заряда, благодаря которому атом остается в целом нейтральным. Однако предположений о том, как выглядит эта «положительно-отрицательная» система, было слишком много, в то время как экспериментальных данных, которые позволили бы сделать выбор в пользу той или иной модели, явно недоставало. Большинство физиков приняли модель Дж.Дж.Томсона: атом как равномерно заряженный положительный шар диаметром примерно 108 см с плавающими внутри отрицательными электронами.

В 1909 году Эрнст Резерфорд (ему помогали Ганс Гейгер и Эрнст Марсден) поставил эксперимент, чтобы понять действительную структуру атома. В этом эксперименте тяжелые положительно заряженные а-частицы, движущиеся со скоростью 20 км/с, проходили через тонкую золотую фольгу и рассеивались на атомах золота, отклоняясь от первоначального направления движения. Чтобы определить степень отклонения, Гейгер и Марсден должны были с помощью микроскопа наблюдать вспышки на пластине сцинтиллятора, возникавшие там, где в пластину попадала а-частица. За два года было сосчитано около миллиона вспышек и доказано, что примерно одна частица на 8000 в результате рассеяния изменяет направление движения более чем на 90° (то есть поворачивает назад). Такого никак не могло происходить в «рыхлом» атоме Томсона. Результаты однозначно свидетельствовали в пользу так называемой планетарной модели атома - массивное крохотное ядро размерами примерно 10-13 см и электроны, вращающиеся вокруг этого ядра на расстоянии около 10-8 см.

Современные физические эксперименты значительно сложнее экспериментов прошлого. В одних приборы размещают на площадях в десятки тысяч квадратных километров, в других заполняют объем порядка кубического километра. А третьи вообще скоро будут проводить на других планетах.

Проведение эксперимента - это тот самый метод, которым вооружены ученые, собирающиеся исследовать тот или иной феномен в надежде узнать про окружающий нас мир что-нибудь новое. Хорошие эксперименты следуют четкому и логически упорядоченному плану, нацеленному на выделение и проверку четких, конкретно обозначенных переменных. Изучив фундаментальные принципы, лежащие в основе проведения научных экспериментов, вы сможете применить их и в своих собственных экспериментах. Вне зависимости от цели исследования, все хорошие эксперименты проводятся по принципам логики и дедукции, лежащим в основе научного метода познания, и не важно, что именно вы изучаете - что-то на школьном уровне или же бозон Хиггса.

Шаги

Часть 1

Подготовка научного эксперимента

Выберите тему исследования. Эксперименты, чьи результаты приводят к полномасштабному пересмотру взглядов научного сообщества на ту ил иную проблему, крайне редки. Большая часть экспериментов ставит перед собой задачу поскромнее - ответить на какой-то конкретный вопрос. Научное знание имеет в своей основе накопление знаний, получаемых в ходе бесчисленных экспериментов. Выберите тему или вопрос, остающийся без ответа, которые можно исследовать, проведя небольшой эксперимент.

Например, если вы хотите провести эксперимент с сельскохозяйственным удобрением, то формулируйте вопрос не так - “Какое удобрение самое лучшее?” Почему? В мире полным-полно различных удобрений, в рамках одного эксперимента вы не сможете исследовать все сразу. Лучше будет сделать вопрос конкретнее: “какая концентрация азота в удобрении приводит к самым высоким урожаям кукурузы?”.
Современное научное знание - штука очень, очень обширная. Если вы намереваетесь провести серьезное научное исследование, то перед началом эксперимента тщательнейшим образом изучите, как говорится, матчасть. Может, в прошлом уже проводились эксперименты, отвечающие на ваш вопрос? Если да, то скорректируйте тему своего исследования так, чтобы изучить какую-то тему, которая так и осталась неисследованной.

Выделите переменную или переменные. Хороший научный эксперимент занимается тем, что тестирует конкретные, измеряемые параметры, которые называются “переменные”. Если в общих чертах, то ученый проводит эксперимент с некоторым рядом тестируемых переменных. При проведении эксперимента крайне важно изменять только конкретные переменные, исследуемые вами (и только их)!
- Вернемся к примеру с удобрением. Наш ученый будет выращивать кукурузу на нескольких грядках в почке, удобренной удобрениями с разным содержанием азота. На каждую грядку будет вноситься одинаковое количество удобрений. Более того, ученый даже обязательно убедится в том, что содержание азота - это единственная разница между удобрениями. Кроме того, ученый будет выращивать одно и тоже количество растений кукурузы на каждой грядке, будет выращивать их в одно и то же время и в одном и том же типе почвы.
Выступите с гипотезой. Гипотеза - это мнение о том, какими будут результаты эксперимента. Гипотеза, к слову сказать, это вовсе не слепая догадка, нет! Хорошие гипотезы составляются на базе предварительного исследования темы эксперимента (это проводится в момент выбора темы исследования). Постройте гипотезу на основании данных, полученных в ходе схожих экспериментов, проведенных вашими коллегами или, если изучаемая вами проблема еще не очень хорошо задокументирована, на основании научной литературы и проведенных исследований, данные которых вы сумеете найти. И помните, что гипотеза может оказаться и ошибочной - но даже в таком случае это будет считаться результатом, достижением! Почему? А потому, что вы доказали, что гипотеза, предложенная вами, не верна.
- Как правило, гипотеза имеет вид квантифицирующего декларативного предложения. Гипотеза также учитывает то, как будут изменяться параметры эксперимента. Для нашего эксперимента с удобрениями хорошая гипотеза прозвучит так: “Удобрение кукурузы удобрениями, содержащими 400 г. азота на 36.3 литра, приведет к большей массе урожая, нежели в случае использования удобрений с другим содержанием азота”.
Обдумайте, как вы будете собирать данные. Важно заранее знать две вещи: 1) когда вы будете собирать данные; 2) какие вы будете собирать данные. Измерять эти данные надо в условное время или, если то необходимо, через регулярные интервалы. В нашем случае измеряется вес урожаев кукурузы в килограммах после определенного периода роста. Затем это сравнится с содержанием азота в удобрениях, которые вносили в почку. Впрочем, в других экспериментах вполне уместно будет производить сбор данных интервально.
- Если организовать данные в таблицу, то работать будет гораздо проще.
- Знайте разницу между зависимыми и независимыми переменными. Независимые переменные - это то, что меняете вы. Зависимые переменные - то, что меняется с изменением независимой переменной. В нашем примере, соответственно, независимой переменной будет “содержание азота”, а зависимой - масса урожая. Все эти данные хорошо встанут в таблицу в соответствующие колонки.
Методично проведите эксперимент. Начните свой эксперимент и тестируйте переменную. Практически во всех случаях, когда нужно измерить несколько переменных, вам придется провести эксперимент несколько раз. Так, мы будем выращивать идентичные растения кукурузы и удобрять их удобрениями с разным содержанием азота. И чем шире диапазон входящих данных, тем лучше. Записывайте столько данных, сколько это вообще возможно.
- Неотъемлемой частью любого хорошего эксперимента является т.н. “контрольный образец”. Так, одна из ваших грядок с кукурузой должна быть без исследуемой переменной. Говоря проще, одну грядку нужно удобрять удобрением, в котором нет азота. Это и будет контрольным образцом - своего рода базовой линией, в сравнении с которой будут изучаться прочие грядки.
- Работая с опасными материалами или выполняя опасные действия, соблюдайте все требования безопасности.
Соберите данные. Вносите получаемые в ходе эксперимента данные в таблицу по мере поступления - так будет проще работать. Не забывайте указывать резко выделяющиеся значения.
- Очень полезно будет визуально представлять данные, особенно если такая возможность есть. Разместите на графике ключевые точки и обозначьте тренды прямой или курсивной линией. Это поможет вам и всем остальным визуализировать шаблоны из данных. В простейших экспериментах за ось х берут данные по независимым переменным, а осью у служат данные по зависимым переменным.
Проанализируйте данные и сделайте вывод. Была ли гипотеза верна? Какие тренды можно выделить на основе наблюдаемых данных? Столкнулись ли вы с чем-то неожиданным в ходе эксперимента? Остались ли у вас вопросы без ответа, которые могут составить основу для следующего эксперимента? Оценивая результаты, постарайтесь ответить на все эти вопросы. Если же ваши данные не позволяют дать четкого ответа относительно истинности гипотезы, то проведите дополнительные эксперименты и соберите еще больше данных.
Часть 2
Проведение эксперимента
1. Выберите тему и обозначьте переменные. В качестве примера возьмем небольшой и простой эксперимент. Скажем, мы исследуем то, как влияет использование разных аэрозолей на расстояние полета снаряда в картофелестрелах!
  - Итак, тип используемого аэрозоля - это независимая переменная, а вот длина полета снаряда - зависимая.
  - Кое о чем все же следует задуматься. Так, вы должны убедиться, что снаряды одного и того же веса, а также вы должны быть уверены в том, что каждый выстрел потребляет одинаковое количество аэрозоля. Почему? Оба этих параметра могут повлиять на дистанцию полета снаряда. Поэтому взвесьте все снаряды и старайтесь, чтобы выстрелы потребляли одинаковое количество аэрозоля.
2. Выдвигайте гипотезу. Итак, мы взяли несколько видов аэрозолей (спрей для волос, кулинарный спрей и спрей-краску). Допустим, в спрее для волос бутана больше, чем в остальных спреях. Так как мы знаем, что бутан - газ воспламеняющийся, то мы можем выдвинуть гипотезу о том, что именно спрей для волос вытолкнет снаряд дальше всего. Итак, гипотеза: “Более высокая концентрация бутана в аэрозоле (спрее для волос) приведет к тому, что среднестатическая дистанция, преодолеваемая снарядом весом 250-300 г. после выстрела, будет превышать аналогичные дистанции при стрельбе с использованием прочих аэрозолей.”
3. Заранее организуйте процесс сбора данных. В нашем эксперименте мы будет тестировать все аэрозоли по 10 раз, после чего выведем средний результат. В качестве контрольного образца, в свою очередь, будет использован аэрозоль, не содержащий бутан. В качестве подготовки к проведению эксперимента вы соберем картофелестрел, убедимся в том, что он работает, закупим спреи и взвесим картошку… то есть снаряды.
  - И вот как будет выглядеть таблица для записи данных, в которой будет 5 колонок:
    - Первая колонка - номер испытания. Клетки этой колонки будут содержать порядковый номер испытания, от 1 до 10.
    - Следующие четыре колонки будут подписаны названиями используемых аэрозолей. В клетках каждой из колонок будет записано расстояние, которое пролетит снаряд после выстрела.
    - Под каждой из этих четырех колонок нужно оставить оставить место для записи среднего значения.
  - Сделайте выводы. После того, как результаты будут проанализированы, вы сможете смело сказать, что выдвинутая вами гипотеза была верна. К тому же, вы также сможете сказать, что открыли нечто неожиданное - что кулинарный спрей дает самые постоянные результаты. Кроме того, можно сообщить о проблемах, с которыми вы столкнулись в ходе эксперимента - например, что краска их краски-спрея покрывает дуло картофелестрела, что затрудняет каждый последующий выстрел. А напоследок вы можете дать рекомендации о том, какие вопросы заслуживают дальнейшего изучения - возможно, что больший объем используемого топлива даст и больший результат.
    - Поделитесь своими открытиями с миром! Найдите издание или формат, в котором будет уместнее всего явить восхищенному миру результаты ваших изысканий - и вперед!
- Веселитесь, но и про технику безопасности не забывайте.
- Наука - это игра в “задай сложный вопрос”. Не бойтесь задавать сложные вопросы касательно неисследованных тем.

Если вы раздумываете, как отметить день рождения ребенка, возможно, вам понравится идея устроить детское научное шоу. В последнее время научные праздники приобретают все большую популярность. Занимательные опыты и эксперименты нравятся практически всем детям. Для них это что-то магическое и непонятное, а значит интересное. Стоимость проведения научного шоу довольно высокая. Но это не повод отказывать себе в удовольствии наблюдать изумленные детские лица. Ведь можно обойтись собственными силами, не прибегаю к помощи аниматоров и праздничных агентств.

В этой статье я сделала подборку простых химических и физических опытов и экспериментов, которые без проблем можно провести в домашних условиях. Все, что нужно для их проведения, наверняка найдется у вас на кухне или аптечке. Никаких особых навыков от вас также не потребуется. Все, что нужно – это желание и хорошее настроение.

Я постаралась собрать простые, но зрелищные опыты, которые будут интересны детям разных возрастов. К каждому опыту я подготовила научное объяснение (не зря же я училась на химика!). Объяснять детям суть происходящего или нет – решать вам. Все зависит от их возраста и уровня подготовки. Если дети маленькие, объяснение можно пропустить и сразу перейти к зрелищному опыту, сказав лишь, что узнать секреты подобных «чудес» они смогут, когда подрастут, пойдут в школу и начнут изучать химию и физику. Возможно, это вызовет у них интерес к учебе в будущем.

Хотя я выбирала наиболее безопасные опыты, к их проведению все равно нужно относиться очень серьезно. Все манипуляции лучше выполнять в перчатках и халате, на безопасном расстоянии от детей. Ведь тот же уксус и марганцовка способны причинить хлопот.

И, конечно же, при проведении детского научного шоу нужно позаботиться об образе сумасшедшего ученого. Ваш артистизм и харизма во многом определят успех мероприятия. Превратиться из обычного человека в смешного научного гения совсем не сложно – для этого достаточно взъерошить волосы, надеть большие очки и белый халат, измазаться сажей и сделать соответствующее вашему новому статусу выражение лица. Вот как выглядит типичный сумасшедший ученый.

Перед тем, как устраивать научное шоу на детском празднике (кстати, это может быть не только день рождения, но и любой другой праздник), следует проделать все опыты в отсутствие детей. Прорепетировать, что потом не было неприятных сюрпризов. Мало ли что может пойти не так.

Детские эксперименты можно проводить и без праздничного повода – просто так, чтоб интересно и полезно провести время с ребенком.

Выберите наиболее понравившиеся вам опыты и составьте сценарий праздника. Чтобы сильно не нагружать детей наукой, пусть и занимательной, разбавьте мероприятие веселыми играми.

Часть 1. Химическое шоу

Внимание! При проведении химических опытов следует быть предельно осторожными.

Пенный фонтан

Практически все дети любят пену – чем больше, тем лучше. Как ее сделать, знают даже малыши: для этого нужно налить в воду шампуня и хорошенечко ее взбултыхать. А может ли пена образовываться сама по себе без встряски и быть к тому же цветной?

Спросите у детей, что представляет собою, по их мнению, пена. Из чего она состоит и как ее можно получить. Пусть выскажут свои предположения.

Затем объясните, что пена - это пузырьки, заполненные газом. Значит, для ее образования нужно какое-то вещество, из которого будут состоять стенки пузырьков, и газ, который будет их заполнять. Например, мыло и воздух. Когда мыло добавляют в воду и перемешивают, воздух попадает в эти пузырьки из окружающей среды. Но газ можно получить и другим путем – в процессе химической реакции.

Вариант 1

таблетки гидроперита;
марганцовка;
жидкое мыло;
вода;
стеклянный сосуд с узким горлом (желательно красивый);
стаканчик;
молоток;
поднос.

Постановка опыта

Воспользовавшись молотком, растолките таблетки гидроперита в порошок и высыпьте его в колбу.
Поставьте колбу на поднос.
Добавьте жидкого мыла и воды.
Приготовьте в стаканчике водный раствор марганцовки и влейте его в колбу с гидроперидом.

После слияния растворов перманганата калия (марганцовки) и гидроперида (перекиси водорода) между ними начнет происходить реакция, сопровождающаяся выделением кислорода.

4KMnO 4 + 4H 2 O 2 = 4MnO 2 ¯ + 5O 2 + 2H 2 O + 4KOH

Под действие кислорода присутствующее в колбе мыло начнет пениться и вылизать из колбы, образуя своеобразный фонтан. За счет марганцовки часть пены будет окрашиваться в розовый цвет.

Посмотреть, как это происходит, можно на видео.

Важно: стеклянный сосуд должен иметь узкое горлышко. Полученную пену в руки не брать и детям не давать .

Вариант 2

Для образования пены подойдет и другой газ, например, углекислый. Окрасить пену можно в любой цвет, какой пожелаете.

Для проведения эксперимента понадобятся:

пластиковая бутылка;
сода;
уксус;
пищевой краситель;
жидкое мыло.

Постановка опыта

Налейте в бутылку уксуса.
Добавьте жидкого мыла и пищевого красителя.
Насыпьте соды.

Результат и научное объяснение

При взаимодействии соды и уксуса происходит бурная химическая реакция, сопровождающаяся выделением углекислого газа CO 2 .

Под его действием мыло начнет пениться и вылизать из бутылки. Краситель окрасит пену в выбранный вами цвет .

Веселый шарик

Что за день рождения без воздушных шариков? Покажите детям шарик и спросите, как его надуть. Ребята, конечно же, ответят, что ртом. Объясните, что шарик надувается за счет углекислого газа, который мы выдыхаем. Но надуть им шарик можно и по-другому.

Для проведения эксперимента понадобятся:

сода;
уксус;
бутылка;
воздушный шарик.

Постановка опыта

Насыпьте внутрь воздушного шарика чайную ложку соды.
Налейте в бутылку уксуса.
Наденьте шарик на горлышко бутылки и высыпьте соду в бутылку.

Результат и научное объяснение

Как только сода и уксус вступят в контакт, начнется бурная химическая реакция, сопровождающаяся выделением углекислого газа CO 2 . Воздушный шарик начнет на глазах надуваться.

CH 3 -COOH + Na + − → CH 3 -COO − Na + + H 2 O + CO 2

Если взять шарик-смайлик, это произведет на ребят еще большее впечатление. По окончанию опыта завяжите шарик и вручите его имениннику.

Демонстрацию опыта смотрите на видео .

Хамелеон

Могут ли жидкости менять свой цвет? Если да, то почему и как? Перед тем, как ставить эксперимент, обязательно задайте детям эти вопросы. Пускай подумают. Вспомнят про то, как окрашивается вода, когда в ней полощешь кисточку с краской. А можно ли обесцветить раствор?

Для проведения эксперимента понадобятся:

крахмал;
спиртовая горелка;
пробирка;
стакан;
вода.

Постановка опыта

Насыпьте щепотку крахмала в пробирку и добавьте воды.
Капните йода. Раствор окрасится в синий цвет.
Зажгите горелку.
Нагрейте пробирку до обесцвечивания раствора.
Налейте в стакан холодной воды и погрузите туда пробирку, чтобы раствор остыл и снова окрасился в синий.

Результат и научное объяснение

При взаимодействии с йодом раствор крахмала окрашивается в синий цвет, поскольку при этом образуется соединение темно-синего цвета I 2 *(C 6 H 10 O 5) n . Однако это вещество неустойчиво и при нагревании снова распадается на йод и крахмал. При охлаждении реакция идет в другую сторону и мы опять видим, как раствор синеет. Эта реакция демонстрирует обратимость химических процессов и их зависимость от температуры .

I 2 + (C 6 H 10 O 5) n => I 2 *(C 6 H 10 O 5) n

(йод - желт.) (крахмал - прозр.) (темно-синий)

Резиновое яйцо

Все дети знают, что яичная скорлупа очень хрупкая и от малейшего удара может разбиться. Вот было бы хорошо, если бы яйца не бились! Тогда можно было бы не переживать, как донесешь яйца домой, когда мама посылает тебя в магазин.

Для проведения эксперимента понадобятся:

уксус;
сырое куриное яйцо;
стакан.

Постановка опыта

Чтобы удивить ребятишек, к этому опыту нужно готовиться заранее. За 3 дня до праздника налейте в стакан уксуса и поместите в него сырое куриное яйцо. Оставьте на трое суток, чтобы скорлупа успела полностью раствориться.
Покажите детям стакан с яйцом и предложите всем вместе произнести волшебное заклятье: «Трын-дырын, бум-бурым! Яйцо, стань резиновым!».
Достаньте яйцо при помощи ложки, оботрите салфеткой и продемонстрируйте, как оно теперь может деформироваться.

Результат и научное объяснение

Яичная скорлупа состоит из карбоната кальция, который при реакции с уксусом растворяется.

CaCO 3 + 2 CH 3 COOH = Ca(CH 3 COO) 2 + H 2 O + CO 2

Благодаря наличию пленки между скорлупой и содержимым яйца, оно сохраняет свою форму. Как выглядит яйцо после уксуса, смотрите на видео .

Секретное письмо

Дети любят все загадочное, а потому этот эксперимент наверняка покажется им настоящим волшебством.

Возьмите обыкновенную шариковую ручку и напишите на листе бумаги секретное послание от инопланетян или нарисуйте какой-то тайный знак, о котором нельзя знать никому, кроме присутствующих ребят.

Когда дети прочитают, что там написано, скажите, что это большая тайна и надпись надо уничтожить. Причем стереть надпись вам поможет волшебная вода. Если обработать надпись раствором марганцовки и уксуса, затем перекисью водорода, то чернила смоются.

Для проведения эксперимента понадобятся:

марганцовка;
уксус;
перекись водорода;
колба;
ватные палочки;
шариковая ручка;
лист бумаги;
вода;
бумажные полотенца или салфетки;
утюг.

Постановка опыта

Нарисуйте на листе бумаги шариковой ручкой рисунок или надпись.
Насыпьте в пробирку немного марганцовки и добавьте уксуса.
Смочите ватную палочку в этом растворе и проведите по надписи.
Возьмите еще одну ватную палочку, смочите ее водой и смойте полученные разводы.
Промокните салфеткой.
Нанесите на надпись перекись водорода и еще раз промокните салфеткой.
Прогладьте утюгом или положите под пресс.

Результат и научное объяснение

После всех манипуляций вы получите чистый лист бумаги, что очень удивит детей.

Перманганат калия - очень сильный окислитель, особенно если реакция происходит в кислой среде:

МnO 4 ˉ+ 8 Н + + 5 еˉ = Мn 2+ + 4 Н 2 O

Крепкий подкисленный раствор марганцовки буквально сжигает многие органические соединения, превращая их в углекислый газ и воду. Для создания кислой среды в нашем эксперименте используется уксусная кислота.

Продуктом восстановления перманганата калия является диоксид марганца Мп0 2 , имеющий бурую окраску и выпадающий в осадок. Чтобы его удалить, мы используем пероксид водорода Н 2 O 2 , восстанавливающий нерастворимое соединение Мп0 2 до хорошо растворимой соли марганца (II).

МnO 2 + Н 2 O 2 + 2 Н + = O 2 + Мn 2+ + 2 Н 2 O.

Предлагаю посмотреть, как исчезают чернила, на видео .

Сила мысли

Перед постановкой эксперимента спросите у детей, как затушить пламя свечи. Они, конечно же, вам ответят, что свечку надо задуть. Спросите, верят ли они, что вы сможете загасить огонь пустым стаканом, произнеся волшебное заклинание?

Для проведения эксперимента понадобятся:

уксус;
сода;
стаканы;
свечи;
спички.

Постановка опыта

Насыпьте в стакан соды и залейте ее уксусом.
Зажгите несколько свечей.
Поднесите стакан с содой и уксусом к другому стакану, немного переклонив его, чтобы полученный в процессе химической реакции углекислый газ перетек в пустой стакан.
Пронесите стакан с газом над свечами, как бы поливая им пламя. При этом сделайте загадочное выражение лица и произнесите какое-нибудь непонятное заклинание, например: «Куры-буры, муры-пли! Пламя, больше не гори!». Дети ведь должны думать, что это волшебство. Секрет раскроете после восторгов.

Результат и научное объяснение

При взаимодействии соды и уксуса выделяется углекислый газ, который, в отличие от кислорода, не поддерживает горение:

CH 3 -COOH + Na + − → CH 3 -COO − Na + + H 2 O + CO 2

CO 2 тяжелее воздуха, а потому не улетает вверх, а оседает вниз. Благодаря этому свойству мы имеем возможность собрать его в пустой стакан, а потом «вылить» на свечи, тем самым загасив их пламя.

Как это происходит, смотрите на видео .

Часть 2. Занимательные физические опыты

Джин-силач

Этот эксперимент позволит детям взглянуть на привычное для них действие с другой стороны. Поставьте перед детьми пустую бутылку из-под вина (этикетку лучше предварительно снять) и протолкните в нее пробку. А затем переверните бутылку вверх дном и попытайтесь вытряхнуть пробку наружу. У вас, конечно же, ничего не получится. Задайте детям вопрос, можно ли как-то достать пробку, не разбивая бутылку? Пускай скажут, что они думают по этому поводу.

Поскольку через горлышко пробку ничем подцепить нельзя, значит, остается одно – попробовать вытолкнуть ее изнутри наружу. Как это сделать? Можно позвать на помощь джина!

В качестве джина в этом эксперименте будет выступать большой полиэтиленовый пакет. Для пущего эффекта пакет можно разрисовать цветными маркерами – нарисовать глазки, нос, рот, ручки, какие-то узоры.

Итак, для проведения эксперимента понадобятся:

пустая винная бутылка;
пробка;
полиэтиленовый пакет.

Постановка опыта

Скрутите пакет трубочкой и засуньте его в бутылку так, чтобы ручки оказались снаружи.
Переворачивая бутылку, добейтесь того, чтоб пробка оказалась сбоку от пакета поближе к горлышку.
Надуйте пакет.
Аккуратно начните вытягивать пакет из бутылки. Вместе с ним выйдет и пробка.

Результат и научное объяснение

По мере надувания пакет расширяется внутри бутылки, изгоняя из нее воздух. Когда мы начинаем вытягивать пакет, внутри бутылки создается вакуум, за счет чего стенки пакета обхватывают пробку и увлекают ее за собой наружу. Вот такой вот сильный джин!

Чтобы увидеть, как это происходит, посмотрите видеоролик .

Неправильный стакан

Накануне эксперимента спросите у детей, что будет, если перевернуть вверх дном стакан с водой. Они ответят, что воды выльется. Скажите, что так происходить только с «правильными» стаканами. А у вас есть «неправильный» стакан, из которого вода не выливается.

Для проведения эксперимента понадобятся:

стаканы с водой;
краски (можно обойтись и без них, но так опыт выглядит зрелищнее; лучше использовать акриловые краски – они дают более насыщенные цвета);
бумага.

Постановка опыта

Налейте в стаканы воды.
Добавьте в нее красок.
Смочите края стаканов водой и положите поверх них по листу бумаги.
Плотно прижмите бумагу к стеклу, придерживая ее рукой, переверните стаканы вверх дном.
Немного подождите, пока бумага не прилипнет к стеклу.
Не спеша уберите руку.

Результат и научное объяснение

Наверняка все дети знают, что нас окружает воздух. Хотя мы его не видим, он, как и все вокруг, имеет вес. Мы ощущаем прикосновение воздуха, например, когда на нас дует ветер. Воздуха много, а потому он давит на землю и все, что находится вокруг. Это называется атмосферное давление.

Когда мы прикладываем бумагу к мокрому стакану, она прилипает к его стенкам за счет силы поверхностного натяжения.

В перевернутом стакане между его дном (находящимся теперь вверху) и поверхностью воды образуется пространство, наполненное воздухом и парами воды. На воду действует сила тяжести, которая тянет ее вниз. При этом пространство между дном стакана и поверхностью воды увеличивается. В условиях постоянной температуры давление в нем уменьшается и становится меньше атмосферного. Общее давление воздуха и воды на бумагу изнутри получается немного меньше, чем давление воздуха снаружи. Поэтому вода и не выливается из стакана. Однако через некоторое время стакан потеряет свои волшебный свойства, и вода все же выльется. Это обусловлено испарением воды, увеличивающей давление внутри стакана. Когда оно станет больше атмосферного, бумага отпадет и вода выльется. Но вы до этого момента можете не доводить. Так будет интереснее.

Посмотреть ход опыта можно на видео .

Прожорливая бутылка

Спросите у детей, любят ли они покушать. А любят ли кушать стеклянные бутылки? Нет? Бутылки не едят? А вот и не правы. Это обычные бутылки не едят, а волшебные – очень даже не прочь перекусить.

Для проведения эксперимента понадобятся:

вареное куриное яйцо;
бутылка (для пущего эффекта бутылку можно разрисовать или как-то приукрасить, но так, чтоб детям было видно, что происходит внутри ее);
спички;
бумага.

Постановка опыта

Очистите от скорлупы вареное яйцо. Кто же есть яйца в скорлупе?
Подожгите кусок бумаги.
Бросьте горящую бумагу в бутылку.
Положите яйцо на горлышко бутылки.

Результат и научное объяснение

Когда мы забрасываем в бутылку горящую бумагу, воздух в ней нагревается и расширяется. Закрыв горлышко яйцом, мы препятствуем поступлению воздуха, в результате чего огонь гаснет. Воздух в бутылке остывает и сжимается. Создается разность давления внутри бутылки и снаружи, за счет чего яйцо всасывается в бутылку .

Пока что на этом все. Однако со временем я планирую добавить в статью еще несколько экспериментов. В домашних условиях можно, например, поставить опыты с воздушными шарами. Поэтому, если вас заинтересовала данная тема, добавьте сайт в закладки или подпишитесь на рассылку обновлений. Когда добавлю что-то новенькое, сообщу вам об этом по e-mail. На подготовку данной статьи у меня ушло много времени, так что просьба уважительно относиться к моему труду и при копировании материалов обязательно проставлять активную гиперссылку на эту страничку.

Если вы когда-то проводили домашние опыты для детей и устраивали научное шоу, пишите о своих впечатлениях в комментариях, прикрепляйте фото. Будет интересно!

Государство