Опыты для детей по физике в домашних условиях. инструкции с объяснениями

Стэнфордский тюремный эксперимент

Стэнфордский тюремный эксперимент проводился американским психологом Филиппом Зимбардо в 1971 году в Стэнфорде. В нём исследовалась реакция человека на условия тюремного заключения, ограничение свободы и влияние на его поведение навязанной социальной роли. Финансирование осуществлялось ВМФ США для того, чтобы объяснить причины конфликтов в морской пехоте и исправительных учреждениях ВМФ. Для эксперимента были отобраны мужчины, часть которых стала «заключёнными», а другая часть – «охранниками».

«Охранники» и «заключённые» очень быстро вжились в роли, а ситуации в импровизированной тюрьме подчас возникали очень опасные. В трети «охранников» проявлялись садистские наклонности, а «заключённые» получили сильнейшие моральные травмы. Эксперимент, рассчитанный на две недели, остановили уже через шесть дней, т.к. он начал выходить из-под контроля. Стэнфордский тюремный эксперимент нередко сравнивают с описанным нами выше экспериментом Милгрэма.

В реальной жизни можно увидеть, как какая-либо оправдывающая идеология, поддерживаемая государством и социумом, может сделать людей чрезмерно восприимчивыми и покорными, а власть авторитетов оказывает сильнейшее воздействие на личность и психику человека. Понаблюдайте за собой, и вы увидите наглядное подтверждение тому, как определённые условия и ситуации влияют на ваше внутренне состояние и формируют поведение сильнее внутренних особенностей вашей личности

Очень важно уметь всегда оставаться собой и помнить о своих ценностях, чтобы не поддаваться влиянию внешних факторов. И сделать это можно лишь с помощью постоянного самоконтроля и осознанности, которые, в свою очередь, нуждаются в регулярной и систематической тренировке

4

«Хаббакук»: лед, опилки и корабль

В 1942 году германский флот доминировал в Атлантике. Англия отчаянно нуждалась в ультимативном оружии, способном переломить ход войны. Дефицит стали в стране не позволял строить новые авианосцы, но изобретатель Джеффри Пайк нашел выход, предложив построить гигантский боевой корабль Хаббакук изо льда.

Имя «Habbakuk» соответствует библейскому «Аввакум» и отсылает к цитате из Библии: «… будете совершенно изумлены, ибо в ваши дни собираюсь сделать нечто, во что вы не поверите, даже если бы вам рассказали».

Пайк рассказал о своем фантастическом проекте Луису Маунтбеттену, командиру 5-й флотилии эсминцев. Адмирал флота быстро оценил идею создать непотопляемый корабль и решил, что проекту нужно дать ход. Луис передал предложение Черчиллю и получил от премьер-министра полное одобрение.

Пайкерит. Просто охладите

Гениальность Пайка проявилась в создании (вместе с группой ученых) материала, которому он дал свое имя — пайкерит, состоящего, примерно, из 18–45% древесных опилок и до 82% водяного льда. Пайкерит в 4 раза прочнее льда, обладает ковкостью и оказывает примерно такое же сопротивление взрыву, как бетон. Благодаря низкой теплопроводности тает медленнее чистого льда.

Пайк представлял, что на основе застывшей воды и опилок построят корабль длиной 610 м, шириной 90 м и высотой 200 м. Водоизмещение — 2 000 000 тонн (у крупнейшего по водоизмещению современного корабля Knock Nevis — 657 018 тонн). При этом стоимость корабля не казалась заоблачной — пайкерит мог быть изготовлен на 1% энергии, необходимой для производства эквивалентной массы стали.

Иногда из пайкерита строят и наземные сооружения. Источник

На этом гигантском пространстве базировались бы не менее 500 самолетов. Корпус толщиной более 12 метров оставался бы неуязвимым для оружия немцев. Внутри авианосца разместились бы почти 4000 моряков и летчиков. Для движения Хаббакука предполагалось использовать 26 электродвигателей, установленных в отдельных внешних гондолах, вмороженных в лед.

Небольшой прототип, размером всего 18 х 9 метров и весом 1000 тонн, построили на озере Патриция (Канада) в феврале 1943 года. Управлялась модель вмороженным в лед двигателем с одной лошадиной силой. Источник.

На постройку полномасштабной модели корабля нужно было 300 000 тонн древесных стружек, 25 000 тонн огнеупорных веществ, 35 000 тонн древесины и 10 000 тонн стали, не считая количества воды для льда. 8000 человек могли построить корабль к 1944 году, однако проект был закрыт после изменения баланса сил в Северной Атлантике — союзникам для победы больше не требовалось оружие Судного дня.

18-метровый прототип корабля простоял еще три года, прежде чем окончательно разрушился. Его останки до сих пор покоятся на дне озера Патриция. Источник.

Эксперимент, как метод исследования

При изучении явлений возможно использование нескольких видов методов: активные (эксперименты) и пассивные (наблюдение, архивное и биографическое исследование).

Метод эксперимента подразумевает под собой активное влияние или вызывание исследуемого процесса, присутствие основной и контрольной (максимально схожая с основной, но не подвергающаяся влиянию) экспериментальных групп. По своему смысловому назначению выделяют исследовательский эксперимент (при неизвестности наличия взаимосвязи между выбранными параметрами) и подтверждающий (когда взаимосвязь переменных установлена, но необходимо выявить характер этой связи). Для построения практического исследования необходимо изначальное формулирование определений и изучаемой проблемы, постановка гипотез, последующая их проверка. Полученные результативные данные обрабатывают и интерпретируют, используя методы матстатистики, учитывающей особенности переменных и выборок испытуемых.

Отличительными чертами экспериментального изучения являются: искусственная самостоятельная организация условий для активизации или появления определенного изучаемого психологического факта, возможность изменять условия и устранять некоторые из влияющих факторов.

Все построение экспериментальных условий сводится к определению взаимодействия переменных: зависимой, независимой и побочных. Под независимой переменной понимается то условие или явление, которое может варьировать или изменять экспериментатор (выбранное время суток, предлагаемая задача), чтобы проследить его дальнейшее влияние на зависимую переменную (слова или ответные на стимул действия испытуемого), т.е. параметров другого явления

В ходе определения переменных важно обозначить и конкретизировать их так, чтобы они поддавались регистрации и анализу

Помимо качеств конкретности и регистрируемости, должно быть соответствие валидности и надежности, т.е. тенденция сохранять устойчивость показателей ее регистрируемости и сохранении полученных показателей только при условиях, повторяющих экспериментальные, касательно выбранной гипотезы. Побочными переменными являются все факторы, которые косвенным образом влияют на результаты или течение эксперимента, будь то освещение или уровень бодрости испытуемого.

Метод эксперимента обладает рядом преимуществ, среди которых повторяемость изучаемого явления, имеющаяся возможность влиять на результаты путем изменения переменных, возможность выбора начала осуществления эксперимента. Это единственный метод, дающий наиболее достоверные результаты. Среди причин критики данного метода находится непостоянность, спонтанность и уникальность психики, а также субъект-субъектные отношения, которые своим наличием не совпадают с научными правилами. Еще одной негативной характеристикой метода является то, что условия лишь частично воспроизводят реальность, и соответственно подтверждение и стопроцентное воспроизведение полученных в лабораторных условиях результатов в условиях реальности не возможно.

Требования к проведению экспериментов

Главное, чтобы опыты в домашних условиях были понятны дошкольникам и безопасны для них, а взрослый мог бы доступно рассказать о причинах, следствиях изучаемого явления. 
Родителям во время исследований необходимо уделить внимание соблюдению правил безопасности: поведения и гигиены детей, проведения опыта.
Малыши должны находиться на безопасном расстоянии от места проведения опытов.
Нельзя использовать ядохимикаты, ядовитые растения, кипяток и открытый огонь в экспериментах.

Дети должны понимать сущность опытов, поэтому они должны базироваться на имеющихся знаниях. Нужно четко ставить перед детьми цель опыта: что можно узнать в исследовании.
Для поддержания интереса у детишек к исследовательской деятельности нужно приучать их к активным действиям

Родителям нужно продумать, как активизировать ребенка: задавать вопросы, побуждать к рассуждениям, сравнениям фактов. Обсуждая результаты эксперимента, взрослому желательно учить деток делать самостоятельные выводы.
Чтобы сформировать у дошкольников исследовательское отношение к окружающей действительности, заинтересованность в ней, можно фиксировать результаты исследований рисунками, фотографиями.

Важно: необходимо учить ребятишек правилам гигиены, особенно при биологических опытах. Приучать их тщательно промывать руки, лицо, приводить в порядок одежду, место и оборудование после окончания исследования

Как открыли цветовые спектры света

Исаак Ньютон во время вспышки чумы в его студенческом городке пережидал эпидемию в другом месте и часто заходил на местный рынок, где раздобыл детскую игрушку в виде призмы. Она просто показывала, что в нее входит свет, а на выходе получается радуга

Это было все, что она могла дать, но Ньютон начал изучать ее более внимательно и сделал важное открытие

Он доказал, что привычный свет разбивается на цветовые спектры. Это открытие позволило создать науку под названием оптика, являющуюся неотъемлемой частью современной физики.

Чтобы доказать, что дело было не в призме, он пропускал свет через одну призму, а один из выделенных цветовых потоков — через другую. Он не менял свой цвет, значит дело было не в призме и она не могла изменить проходящий через нее свет, окрасив его.

Все пользовались этими призмами, но никто не думал, как они работают.

В оригинальной статье 1672 года Ньютон недостаточно полно описал установку, с которой он работал, поэтому его современники изо всех сил старались повторить эксперимент, но им это не удавалось. Впрочем, результаты никто не ставил под сомнение, так как они были очень убедительными.

Ньютон творил много странных вещей, включая углубление в библейскую нумерологию, оккультизм и втыкание иголок в свои веки, но все это не помешало ему сделать много важных открытий и увековечить свое имя в истории.

Соединённые Штаты распылили бактерии Serratia Marcescens над несколькими крупными городами

Serratia Marcescens под микроскопом

Правительство Соединённых Штатов Америки обвиняется во множестве бесчеловечных экспериментов. Сторонники конспирологии уверены, что большая часть загадочных болезней, терактов и других событий с большим количеством жертв — результат деятельности государственных структур. Разумеется, большинство таких деяний скрыто под грифом «Секретно». Некоторые из теорий имеют доказательства. Так, в середине ХХ века правительство США исследовало влияние бактерии Serratia Marcescens на организмы людей, причём своих граждан. Власти желали посмотреть, насколько быстро может распространиться бактериологическое оружие во время атаки. Первым городом-полигоном стал Сан-Франциско. Эксперимент прошёл удачно, но начали появляться свидетельства смертельных исходов, после чего программу закрыли.

Ошибкой правительства была уверенность, что бактерия безопасна для человека, но в больницы поступало всё больше заболевших. Власти молчали до 70-х годов, когда президент Никсон наложил запрет на любые полевые испытания бактериологического оружия. Хоть представители Пентагона и уверяли, что считали бактерию безопасной, сам факт экспериментов над людьми является чудовищным примером действий лиц, имеющих власть. Такому поведению нет никаких оправданий.

Яйцо с хрустальными жеодами

Молекулярная связь и химия.

Этот эксперимент позволяет выращивать кристаллы внутри яичной скорлупы. Обязательно нужен порошок квасцов, который содержит калий, иначе вы не получите никакого кристаллического роста. Добавьте несколько капель пищевого красителя для цвета. Прекрасно сформированная жеода потребует 12-15 часов, чтобы вырасти, это большой проект на выходные. 

Вот что вам нужно:

• пластиковый контейнер
• клей
• горячая вода (почти кипящая)
• краситель
• яичная оболочка, скорлупа яйца
• квасцы (вы можете найти их в интернете или магазине здорового питания)
• перчатки

Убедитесь, что скорлупа яйца чистая и сухая, а затем покрасьте её клеем внутри. После нанесения клея на яйцо посыпьте его квасцами и дайте высохнуть в течение ночи или нескольких часов.

Квасцы не стоит оставлять без присмотра: приём внутрь больших количеств квасцов опасен.

На 2 чашки воды берём до 3/4 чашки квасцов, однако квасцы могут быть дорогими, поэтому берите 1 чашку воды и 3/8 чашки квасцов. Итак, берём 1 стакан горячей воды, краситель, перемешиваем до получения однородной массы, а затем добавляем квасцы. Перемешайте снова, пока все квасцы не растворятся, а затем поместите яйцо в эту воду, открытой стороной вверх.

Позвольте яйцу сидеть в этом растворе 12-15 часов. Если вы хотите большие кристаллы, держите их в растворе ещё дольше. 

После того, как вы достанете яйцо из раствора, поместите его на сушилку, дайте высохнуть в течение нескольких часов. Кристалл всё ещё будет хрупким, но уже не таким хрупким, как сразу после раствора. Кристаллам нужно затвердеть на воздухе, а потом при желании из можно вынуть из скорлупы.

Эксперименты для детей — цветные опыты по химии: идеи

Цветные опыты по химии бывают и другие. Они будут для детей гораздо интереснее, но некоторые компоненты лучше детям в руки не давать. Хотя, весело время вы все равно проведете. Итак, предлагаем вам несколько интересных идей экспериментов для детей.

Для всех представленных опытов вам потребуется:

Компоненты для жидкостей

Для начала все вещества приготовьте для экспериментов, чтобы потом их было удобнее проводить. Возьмите несколько стеклянных стаканчиков или другие емкости и замешайте в них несколько растворов:

• Разведите маленькую ложку медного купороса в 150 г воды
• Второй раствор получается насыщенным солью. На такое же количество воды добавляется шесть маленьких ложек соды
• Марганцовка разводится в том же количестве воды. Достаточно несколько крупинок. Вода получится малиновой
• Следующий раствор — йодный. В 100 грамм воды добавьте 3-5 капелек йода
• Последний раствор — крахмальный раствор. В 100 г воды разводится маленькая ложка крахмала

Соль и медный купорос

Вот и все! Теперь ваши жидкости готовы и можно смело приступать к экспериментам.

Зеленый опыт

Зеленая

Опыты для детей «Командование зубочистками»

При проведении данного опыта ребенок вполне может почувствовать себя волшебником. Для того, чтобы случилось это чудо, необходимо вооружиться такими предметами, как:

• Зубочистки;
• Неглубокая чашка с водой;
• Сахар – рафинад;
• Жидкость для мытья посуды.

С помощью минимального набора и нескольких действий можно провести эксперимент:

1. Зубочистки разложить на воде, в форме лучей солнца.
2. Затем в образовавшийся центр медленно опустить в воду кусочек рафинированного сахара.
3. Этим действием можно притянуть зубочистки к центру миски и сахарному кусочку.
4. А в случае, если сахар убрать из емкости, и на это место нанести небольшую каплю моющего средства, то лучики начнут отдаляться к краям чашки.
5. Фокус этих действий состоит в том, что сахар своими свойствами всасывает воздух, тем самым притягивает близлежащие предметы. А мыльный раствор наоборот отталкивает.

Интересные опыты: волчок, в котором сливаются цвета

Вам понадобится:

— распечатка колеса (или можете вырезать свое колесо и нарисовать на нем все цвета радуги)

— резинка или толстая нить

— картон

— клей-карандаш

— ножницы

— шпажка или отвертка (чтобы сделать отверстия в бумажном колесе).

1. Выберите и распечатайте два шаблона, которые вы хотите использовать.

2. Возьмите кусок картона и с помощью клея-карандаша приклейте один шаблон к картону.

3. Вырежьте приклеенный круг из картона.

4. К обратной стороне картонного круга приклейте второй шаблон.

5. Шпажкой или отверткой сделайте два отверстия в круге.

6. Просуньте нить через отверстия и завяжите концы в узел.

Теперь можете крутить ваш волчок и смотреть, как сливаются цвета на кругах.

Интересные опыты: салют в банке

Вам понадобится:

— банка

— миска

— теплая вода

— подсолнечное масло

— 4 пищевых красителя

— вилка.

1. Наполните банку на 3/4 теплой водой.

2. Возьмите миску и размешайте в ней 3-4 ложки масла и несколько капель пищевых красителей. В данном примере было использовано по 1 капле каждого их 4-х красителей — красный, желтый, синий и зеленый.

3. Вилкой размешайте красители и масло.

4. Аккуратно налейте смесь в банку с теплой водой.

5. Посмотрите, что произойдет — пищевой краситель начнет медленно опускаться через масло в воду, после чего каждая капля начнет рассеиваться и смешиваться с другими каплями.

* Пищевой краситель растворяется в воде, но не в масле, т.к. плотность масла меньше воды (поэтому оно и «плавает» на воде). Капля красителя тяжелее масла, поэтому она начнет погружаться, пока не дойдет до воды, где начнет рассеиваться и походить на небольшой фейерверк.

Виды экспериментов

Однозначной классификации экспериментов нет, так как понятие состоит из множества характеристик, на основании выбора которых и строится дальнейшее разграничение.

На этапах постановки гипотезы, когда еще не определены методы и выборки, стоит проводить мысленный эксперимент, где учитывая теоретические предпосылки, ученые проводят воображаемое исследование, стремящееся к обнаружению противоречий внутри используемой теории, несопоставимость концепций и постулатов. В мысленном эксперименте исследуются не сами явления с практической стороны, а имеющаяся теоретическая информация о них. Построение реального эксперимента включает в себя планомерное манипулирование переменными, их коррекция и выбор в реальности.

Лабораторный эксперимент присутствует при искусственном воссоздании специальных, организующих необходимую обстановку условий, при наличии аппаратуры и инструкции, определяющей действия испытуемого, сами испытуемые осознают свое участие в методе, но от них могут утаивать гипотезу, для получения независимых результатов. При такой постановке возможен максимальный контроль переменных, но полученные данные тяжело сопоставимы с реальной жизнью.

Естественный (полевой) или квазиэксперимент происходит, когда исследование проводится непосредственно в группе, где не возможна полная корректировка необходимых показателей, в естественных для выбранной социальной общности условиях. Используется для изучения взаимовлияния переменных в реальных жизненных условиях, происходит в несколько этапов: анализ поведения или отзывов исследуемого, фиксация полученных наблюдений, анализ результатов, составление полученной характеристики исследуемого.

В психологической исследовательской деятельности наблюдается применение в одном исследовании констатирующего и формирующего эксперимента. Констатирующий определяет наличие явления или функции, тогда как формирующий проводит анализ изменения данных показателей после этапа обучения или иного влияния на выбранные гипотезой факторы.

При постановке нескольких гипотез применяется критический эксперимент, для подтверждения истинности одной из выдвинутых версий, при этом остальные признаются опровергнутыми (для реализации нужна высокая степень разработки теоретической базы, а также довольно сложное планирование самой постановки).

Проведение эксперимента актуально при проверке пробных гипотез, выбора дальнейшего хода исследования. Такой проверочный метод называется пилотажным, проводится при подключении меньшей выборки, чем при полном эксперименте, с меньшим внимаем к анализу деталей результатов, и стремится выявить лишь общие тенденции и закономерности.

Так же эксперименты различают по количеству информации, доступной испытуемому о самих условиях исследования. Выделяют эксперименты, где испытуемый владеет полной информацией о ходе исследования, те, где некоторая информация утаивается, те, где испытуемый не знает о проводимом эксперименте.

По полученным результатам различают групповые (полученные данные характерны и актуальны для описания явлений, присущих определенной группе) и индивидуальные (данные, описывающие конкретную личность) эксперименты.

Распространение молекул

При помощи этого эксперимента мы наглядно будем наблюдать тот факт, что молекулы горячей воды действительно двигаются быстрее, чем холодной.

Вам понадобятся:

• Стакан с горячей водой
• Стакан с холодной водой
• Любой краситель (например, марганцовка)
• Пипетка.

Инструкция:

1. Стаканы заполняем водой одинаково. Капаем краситель с помощью пипетки одновременно в стакан с горячей и холодной водой.

2. Наблюдаем, что происходит.

Горячая вода окрашивается быстрее холодной.

Объяснение

Пищевой краситель распространяется в горячей воде быстрее, чем в холодной. Это называется диффузией. Этот опыт также подтверждает существование так называемого броуновского движения.  

Химические опыты «Лизун»

Существует масса способов изготовления лизуна. Однако самым простым вариантом является использование клея pva, красителя, крахмала.

Химические опыты «Лизун», инструкция:

• Необходимо развести крахмал в воде, и отмерять такое же количество клея. Необходимо чтобы воды, клея и жидкого крахмала получилось в равных количествах. В итоге вам необходимо добавить в емкость клей pva и перемешать.
• В эту пасту необходимо добавить краситель и тщательно усреднить. Можно смешивать несколько красителей, чтобы получить фантазийные расцветки. После того как вы подберете цвет, необходимо влить жидкий крахмал.
• Стоит постоянно перемешивать смесь, чтобы она загустела. Подробнее узнать о том, как приготовить лизуна в домашних условиях можно здесь. В данной статье не только рецепт приготовления лизуна из крахмала, но и множество других методик.

Лизун

Конечно, если у вас нет времени заморачиваться с проведением опытов, можно купить уже готовые наборы и следовать инструкции. Ниже можно ознакомиться с отзывами людей, которые приобрели подобные наборы.

Химические опыты, отзывы:

Лизуны

Самый простой способ — приобрести коробку с детскими химическими опытами. Однако они не всегда стоят дешево, поэтому советуем выбрать опыт самостоятельно. Правильный выбор поможет осуществить опыты, которые оценят малыши и школьники.

Мыльные пузыри на морозе

Зимой детки любят играть в снежки и лепить снеговиков. Если это дело приедается, тогда ребёнка можно развеселить увлекательным экспериментом с мыльными пузырями. Погоду необходимо выбрать безветренную.

Раствор можно приготовить самостоятельно. Нужно взять немного снега, который должен растаять в небольшом сосуде. Затем в жидкость доливают мыло (или шампунь) и чистый глицерин. Вместо трубочки используют основу ненужной ручки или воронку для переливания жидкостей.

С мыльными пузырями можно совершить разные действия:

• На сильном морозе выдувают пузырь. С разных сторон шара появляются мелкие кристаллы, быстро разрастающиеся и сливающиеся воедино. Когда пузырь полностью замёрзнет, на месте трубочки образуется вмятина. Процесс кристаллизации происходит снизу вверх, так как в зоне трубочки сосредоточено меньше холода. Из-за атмосферного давления верхняя часть шара прогибается.
• Трубочку опускают в мыльный состав и затем вынимают. На нижнем кончике должен остаться столбик раствора длиной 3−4 мм. Конец трубочки прикладывают к руке и он начинает уменьшаться. Потом выдувают пузырь до проявления радужного окраса. Шар с тонкой оболочкой сначала полностью замерзает, а затем сразу лопается. Вода начинает кристаллизироваться в отдельных точках плёнки. Молекулы сближаются друг с другом и располагаются в определённом порядке.
• В две небольшие ёмкости наливают одинаковое количество мыльного раствора. В одну надо добавить 3−4 капли глицерина. Затем из обоих составов выдувают поочерёдно пузыри одинакового размера и располагают их на стекле. Шарик с глицерином замерзает медленнее, чем другой. Реакция говорит о слабых связях между молекулами воды, поэтому кристаллическая решётка этого пузыря быстро разрушается.

С такими опытами дети дошкольного возраста уже будут иметь некоторые познания в физике. А в зимний сезон им точно не будет скучно, когда будет отличная возможность создавать удивительно красивые шарики, похожие на кристаллы.

Опыт «Птичка в клетке»

Для выполнения этого опыта необходимо подготовить материалы:

• Ножницы;
• Картон белого цвета;
• Иголка с ниткой;
• Циркуль;
• Цветные карандаши.

Соблюдение всех этапов этого опыта приведет к незабываемым ощущениям создания мультфильма. Для его конструирования нужно:

1. При помощи циркуля начертить на картоне правильный круг и вырезать его.
2. По боковым сторонам окружности проткнуть иголкой по паре дырок и вытащить через них нитки. Длина нитей с обеих сторон должна составлять около полуметра.
3. На наружной части картона нужно изобразить пустую клетку. А на другой небольшую птичку, которая смогла бы уместиться в эту клетку.
4. Затем взяв нити с двух сторон, необходимо их закрутить вращающими движениями.
5. При растяжении закрученных концов, они будут раскручиваться. И в этот момент ребенку удастся увидеть птичку, которая находится в клетке.