10 WISSENSCHAFTLICHE EXPERIMENTE FÜR DIE HIGH SCHOOL: PHYSIK, CHEMIE, BIOLOGIE - WISSENSCHAFT - 2024

Heute bringe ich Ihnen eine Liste von wissenschaftlichen Experimenten 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

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

-Batteriehalter

- Dünner und emaillierter (lackierter) Kupferdraht für Wicklungen.

-Steelschrauben.

-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 Kupferkabels ab, das 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 achten Sie darauf, 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 Windungen (jede Umdrehung ist eine Umdrehung) und gleichem Strom erhöht sich die Leistung des Elektromagneten, wenn die Umdrehungen festgezogen werden oder sich einander nähern.

-Wenn die Schraube gelöst und die Spirale 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
• Feuerzeug

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 von der Spirale abfällt.

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

Experiment

- Schalten Sie die Kerze ein.

-Legen Sie das bereits am Faden hängende Papierhelikoid auf die brennende Kerze.

Achtung: 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 der Helikoid 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.

-Dann setzen Sie das Glas auf die Münze.

Experiment A.

- Betrachten Sie die Münze unter dem Glas aus einer schrägen Position und von oben.

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 Stift mit Wasser in die Glasschale, sodass ein Teil untergetaucht und der andere Teil in der Luft liegt.

Zu überprüfende Punkte

- Beobachten Sie den Stift von der Seite: Es scheint, dass er gebrochen ist. 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 ab, die als Säulen und Stütze für die Spritze dienen.

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

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

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

Experiment

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

- Berühren Sie mit der Nadelspitze, die zuvor in den Mund gerieben wurde, den Wassertropfen an der Spitze der Spritze.

-Beachten Sie die Projektion und beachten Sie die Unterschiede.

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

Zu überprüfende Punkte

- Bei der Projektion des Laserlichts auf die Wand 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.

-Galvanisierte Schrauben

-Voltmeter

-Kabel

-Kabel-Krokodilklemmen

Prozess

- Eine Zitrone wird genommen und ein Schlitz im Piggy-Stil zum Einlegen der Kupfermünze hergestellt.

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

-Die Krokodilklemmen sind angepasst und an die Voltmeter-Kabel angeschlossen.

-Der Alligator des Positivs ist mit der Kupfermünze verbunden.

-Der negative Alligator des Voltmeters wird an die verzinkte Schraube angeschlossen.

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 überprüfen Sie die Spannung.

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

- Verbinden Sie nun die Zitronenstapel parallel. Überprüfen Sie die Spannung.

- 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.

-Kochen Sie die Kohlstücke in einem Topf für 10 Minuten.

- Nehmen Sie den Herd heraus und lassen Sie ihn ruhen, bis er abgekühlt ist.

-Strainieren oder filtern Sie in einen sauberen Behälter, vorzugsweise Glas.

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

Zu überprüfende Punkte

-Der pH-Indikator funktioniert folgendermaßen:

i) Für eine saure Substanz wechselt sie von rosa nach 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

-Human Urin

-Reines Wasser

-Speichel

-Salzwasser oder Meerwasser

-Natriumbicarbonat.

-Zahnpasta

-Milch Magnesia

- Hausgemachtes Bleichmittel oder Ammoniak (Plastikhandschuhe verwenden, nicht mit Händen oder Kleidung berühren)

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

-Hinweis in einem Notizbuch, in absteigender Reihenfolge klassifizieren, von den sauersten Substanzen bis zu den alkalischsten.

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

-Flüssiges Geschirrspülmittel

- Fleisch zartmachende Enzyme wie Papayasaft oder Fleischpulver.

-Ethylalkohol ohne Farbstoff

-Mixer

-Glasflasche

-Feines Sieb

Becher mit Graduierungen

-Langer Glasbehälter oder Reagenzglas.

Prozess

- Legen Sie die 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 Geschirrspüler in einem Maß gegossen, das einem Viertel des Maßes 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-Ketten nicht brechen.

-Die Mischung wird in ein Reagenzglas vom Typ mit langgestrecktem Glasbehälter 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 einige 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.

-Plastische Isolierkappe durchbohrt, durch die ein starrer Draht oder Kabel geführt wird.

- Rechteckige Streifen aus Küchenaluminiumfolie 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 mit der Aluminiumfolie in Kontakt kommt, die die Innenseite der Flaschenwand bedeckt

-Es ist wichtig, dass die Aluminiumbeschichtung nicht den Rand der Flasche erreicht, sie kann etwas höher als die Hälfte sein.

- Kabel ohne Isolierung, das am äußeren Aluminiumblech befestigt wird.

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 haben, dessen Bildschirm Kathodenstrahl ist, können Sie damit die Flasche aufladen.

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

- Nehmen Sie dann das außen 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 nehmen, das zuvor geschliffen wurde, um den Lack zu entfernen. Reiben Sie das Röhrchen mit einem Papiertuch ab, bis es ausreichend aufgeladen ist.

10- Newtons zweites Gesetz

Materialien

-Aufzug

-Badwaage oder Gewicht

-Notizbuch

Prozess

- Nehmen Sie ein Badezimmergewicht zu einem Aufzug, stellen Sie sich darauf und notieren Sie die Werte, die es während des Starts, des Starts und der Zeit, in der es sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, markiert.

Zu überprüfende Punkte

- Wenden Sie jetzt das zweite Newtonsche Gesetz an, zeichnen Sie hierfür ein Diagramm der Kräfte und lösen Sie die Beschleunigung des Aufzugs.

Abbildung 7. Freikörperbild eines Jungen im Aufzug. Quelle: F. Zapata.

- Berechnen Sie die jeweiligen Beschleunigungen des Aufzugs.

Verweise

1. Einfache Wissenschaft. Volta-Stapel. Wiederhergestellt von: Cienciafacil.com
2. ExpCaseros. 10 wissenschaftliche Projekte. Wiederhergestellt von: youtube.
3. Experimentieren. 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