درسنامه آموزشی آزمایشگاه علوم تجربی (2) کلاس یازدهم رشته ریاضی و تجربی
فصل چهارم: آزمایشهای کاوشگری
1- یک قوطی فلزی مانند قوطی رب گوجه فرنگی یا قوطی شیر خشک تهیه کنید.
2- به کمک میخ و چکش ته قوطی چند سوراخ ایجاد کنید.
3- تا ارتفاع 4cm شن شسته شده در قوطی بریزید.
4- مقداری آب گل آلود حاوی تکه های کاغذ و چوب را داخل قوطی بریزید. آب خارج شده از ته قوطی را با آبی که در آن ریخته اید، مقایسه کنید.
5- بر روی شن های ته قوطی، لایه ای به ضخامت حدود 4 سانتی متر ماسه نرم بریزید و مجدداً آزمایش مرحله قبل را تکرار کنید.
6- میزان گل آلود بودن آب خارج شده را در این دو مرحله با هم مقایسه کنید.
1- با استفاده از کره جغرافیایی، عرض و طول جغرافیایی شهر تهران را تعیین کنید.
2- با توجه به این که کره زمین از غرب به شرق می چرخد، با استفاده از کره جغرافیایی مشخص کنید که زمان در کشورهایی که در غرب کشور ما هستند جلوتر است یا آن هایی که در شرق هستند؟
3- با توجه به این که گردش وضعی، در مدت 24 ساعت انجام می شود، زمین در هر ساعت چند درجه جابه جا می شود؟
4- پایتخت دو کشور را به دل خواه انتخاب کنید. سپس با استفاده از کره جغرافیایی، طول جغرافیایی آن ها را مشخص کنید و اختلاف ساعت آن ها را حساب کنید.
5- اختلاف ساعت تبریز و زاهدان را حساب کنید.
1- دو کانی را از میان مجموعه کانی های خود انتخاب کنید.
2- سعی کنید یکی را با دیگری خراش دهید. کدام سخت تر است؟
3- کانی سخت تر را نگه دارید و دیگری را کنار بگذارید.
4- کانی دیگری بردارید و سختی آن را به همان روش، با کانی ای که نگه داشته اید، امتحان کنید.
5- با ادامه این روش کانی هایتان را از نظر سختی، درجه بندی و مرتب و سخت ترین کانی مجموعه را پیدا کنید.
8- سختی کانی ها را با اجسام دیگری مانند: سکه مسی، تیغه چاقو، سوهان، چینی بدون لعاب و تکه ای شیشه امتحان کنید و بر اساس جدول، سختی موس آن ها را مرتب کنید.
1- یک پرتقال بزرگ بردارید، وسط آن را به عنوان استوا و دو انتهای آن را به عنوان قطبین در نظر بگیرید.
2- با استفاده از ماژیک سه مربع یک سان، به ابعاد 2×2 سانتی متر، یکی در منطقه استوا و دو مربع در مناطق قطب شمال و جنوب رسم کنید.
3- پرتقال را مانند شکل زیر پوست کنید.
4- پوست پرتقال را به طور کامل روی یک صفحه کاغذ پهن کنید و به وسیله مداد، شکل آن را رسم کنید. اگر مربع ها، بریده شده اند، اضلاع آن را به وسیله مداد کامل کنید تا چهار ضلعی کامل ایجاد شود.
5- ابعاد مربع استوایی را با چهار ضلعی های مناطق قطبی باهم مقایسه کنید. علت تغییرات ایجاد شده چیست؟
1- ده عدد لوله آزمایش کاملاً تمیز را شماره گذاری کنید.
2- در لوله شماره یک، 1 میلی لیتر محلول سدیم کلرید یک درصد و 9 میلی لیتر آب مقطر بریزید. در لوله شماره دو، 2 میلی لیتر محلول سدیم کلرید یک درصد و 8 میلی لیتر آب مقطر بریزید و به همین ترتیب در لوله های بعدی مقدار محلول سدیم کلرید را یک میلی لیتر افزایش و مقدار آب مقطر را یک میلی لیتر کاهش دهید؛ به طوری که در لوله شماره 10، آب مقطر نداشته باشید.
3- داخل هر لوله 5 قطره خون هپارینه بریزید و آن را مخلوط کنید. خون هپارینه خونی است که برای جلوگیری از انعقاد به آن هپارین اضافه شده است و خطر انتقال بیماری ندارد. این خون را از مراکز درمانی تهیه کنید.
4- ده عدد تیغه را شماره گذاری کنید و بر روی هر یک از آن ها یک قطره از محلول هم شماره آن بچکانید و با تیغک بپوشانید.
5- نمونه های آماده شده را به ترتیب شماره، با میکروسکوپ مشاهده کنید و نتایج آزمایش خود را از نظر مشاهده یا مشاهده گلبول قرمز بررسی کنید.
مرحله اول: تعیین رابطه ضربان قلب و شدت کار
1- ابتدا در حالت طبیعی تعداد ضربان قلب هم گروهی خود را در یک دقیقه اندازه بگیرید. برای این کار بهتر است تعداد ضربان را در مدت 15 ثانیه شمارش کرده و در عدد 4 ضرب کنید.
2- فرد مورد آزمایش به مدت 3 دقیقه به آرامی از پله ها بالا و پایین برود و بلافاصله تعداد ضربان قلب او را شمارش کنید. اگر مدرسه پله ندارد فعالیت دیگری مثل راه رفتن در حیاط مدرسه و یا نشستن و بلند شدن جایگزین شود.
3- سپس به مدت 3 دقیقه با سرعت متوسط از پله ها بالا و پایین برود و بلافاصله تعداد ضربان قلب او را شمارش کنید.
4- سرانجام به مدت 3 دقیقه با سرعت زیاد از پله ها بالا و پایین برود و بلافاصله تعداد ضربان قلب او را شمارش کنید. نتایج را در جدول ثبت و نمودار آن را رسم کنید. (شدت کار را روی محور افقی و تعداد ضربان را روی محور عمودی قرار دهید).
| زمان | نوع فعالیت | تعداد ضربان قلب در دقیقه |
| 3 دقیقه | استراحت | |
| 3 دقیقه | راه رفتن آرام | |
| 3 دقیقه | راه رفتن با سرعت متوسط | |
| 3 دقیقه | راه رفتن با سرعت زیاد |
مرحله دوم: تعیین میزان بنیه
1- ابتدا در حالت طبیعی تعداد ضربان قلب هم گروهی خود را در یک دقیقه به دست آورید.
2- سپس از او بخواهید به مدت یک دقیقه با سرعت از پله ها بالا و پایین برود و ضربان قلب او را اندازه بگیرید.
3- دوباره در دقیقه دوم نیز با همان سرعت فعالیت کند و ضربان قلب او را شمارش کنید و همین عمل را تا 5 دقیقه تکرار کنید و نتایج را در جدول ثبت کنید.
4- آزمایش را تا زمانی ادامه دهید که تعداد ضربان قلب ثابت شود و دیگر با ادامه ورزش، افزایش نداشته باشد.
5- مدت زمانی را که طی آن ضربان قلب از حداقل به حداکثر رسیده یادداشت کنید.
6- سپس در حالت استراحت هر یک دقیقه یک مرتبه، ضربان قلب او را شمارش کنید و مدت زمان لازم برای برگشت تعداد ضربان قلب از حداکثر به حالت عادی را اندازه بگیرید و با اشخاص دیگری که مشابه همین آزمایش را انجام داده اند، مقایسه کنید.
مرحله سوم: تعیین رابطه بنیه و ضربان قلب
1- تعداد ضربان قلب دوست خود را در حالت استراحت، در مدت یک دقیقه به دست آورید.
2- در مدت معینی مثلاً 3 دقیقه، با سرعت زیاد از پله ها بالا و پایین برود و بلافاصله ضربان قلب او را در دقیقه شمارش کنید و افزایش تعداد ضربان قلب را به دست آورید.
3- نتایج به دست آمده از این مرحله را با مراحل 1 و 2 مقایسه و تفسیر کنید.
1- ده تا پانزده گرم برگ اسفناج تمیز و خرد شده را در یک هاون بریزید و 25ml استون به آن اضافه کنید و ساییدن را آن قدر ادامه دهید تا برگ ها کاملاً له شوند.
2- با استفاده از پارچه توری ریز چند لایه یا کاغذ صافی، عصاره به دست آمده را صاف کنید.
3- کاغذ صافی یا کاغذ کروماتوگرافی را به صورت نوارهای باریک به عرض 12 سانتی متر برش دهید.
4- با استفاده از یک لوله مویین مقداری از عصاره را برداشته و مانند شکل در یک انتهای کاغذ لکه گذاری کنید. سعی کنید لکه پررنگ باشد.
5- با مخلوط کردن 1ml استون و 9ml هگزان، 10 میلی لیتر حلال کروماتوگرافی تهیه کنید.
6- کاغذ لکه گذاری شده را مانند شکل طوری درون حلال قرار دهید که لکه رنگی آن داخل حلال قرار نگیرد.
7- در ظرف را ببندید و مدتی صبر کنید. چه مشاهده می کنید؟
8- این آزمایش را با عصاره هویج و گوجه فرنگی نیز تکرار کنید و تعداد لایه های به دست آمده را با اسفناج مقایسه کنید.
1- حدود سه چهارم بشر یک لیتری را از محلول سدیم هیدروژن کربنات (جوش شیرین) 0/5 درصد پر کنید.
2- قیف را از مقداری علف مرداب یا هر گیاه آبزی دیگری پر کنید.
3- قیف را به صورت وارونه درون بشر قرار دهید. (مانند شکل)
4- سپس یک لوله آزمایش را با آب پر کنید و به صورت وارونه روی انتهای لوله ای شکل قیف قرار دهید.
5- چراغ مطالعه با نور سفید را در 10 سانتی متری بشر قرار دهید و آن را روشن کنید.
6- منتظر بمانید تا حباب های اکسیژن به طور یک نواخت آزاد شوند. تعداد حباب ها را در مدت 5 دقیقه بشمارید و بعد چراغ را خاموش کنید.
7- بعد از چند دقیقه چراغ را در 20 سانتی متری بشر قرار دهید و دوباره تعداد حباب ها را در مدت 5 دقیقه بشمارید.
8- برای آخرین بار چراغ را در 30 سانتی متری بشر قرار دهید و تعداد حباب ها را بشمارید.
9- این آزمایش را با لامپ آبی، سبز و قرمز هم تکرار کنید.
1- مقدار 1/6g از مس (II) اکسید را در لوله آزمایش بریزید.
2- مقدار 0/5g از پودر زغال را به دقت روی آن اضافه کنید بدون این که مخلوط شوند.
3- این مخلوط دو لایه را با چراغ بونزن به مدت 5 دقیقه گرما دهید.
4- صبر کنید تا لوله آزمایش سرد شود. چه مشاهده می کنید؟
5- محتوی لوله آزمایش را با آب و HCl رقیق شستشو دهید و فلز استخراج شده را جدا کنید. آن را خشک کنید و جرم آن را اندازه بگیرید.
6- با توجه به این که تمام مس (II) اکسید مصرف شده ولی از پودر زغال اضافه مانده، بازده درصدی واکنش را محاسبه کنید.
7- پودر زغال و مس (II) اکسید را با قاشقک خوب مخلوط کنید و یک بار دیگر آزمایش را انجام دهید و معادله واکنش آن را بنویسید، بازده درصدی واکنش را محاسبه کرده و با نتیجه مرحله قبل مقایسه کنید.
چه نتیجه ای می گیرید؟
2- چه فلزهای دیگری را با همین روش، می توان در آزمایش گاه استخراج کرد؟
3- ........
1- با استفاده از قوطی آلومینیومی نوشیدنی و فوم بسته بندی، یک گرماسنج ساده تهیه کنید.
2- حدود 100ml آب به گرماسنج اضافه کنید.
3- دمای آب را اندازه بگیرید و در جدول ثبت کنید.
4- گرماسنج را با نخ به گیره ای آویزان کنید (مطابق شکل).
5- جرم مقدار کمی از مواد غذایی دل خواه (ماکارونی، بادام، گردو و ...) را اندازه گیری کرده و ثبت کنید.
6- مواد غذایی را شعله ور کرده و فوراً در یک سانتی متری زیر گرماسنج بگیرید. اگر شعله خاموش شد به سرعت آن را دوباره روشن کنید.
7- زمانی که سوختن مواد غذایی تمام شد، دمای آب را بخوانید و آن را ثبت کنید.
8- درصورتی که مقدار قابل توجهی از مواد غذایی، نسوخته باقی ماند، جرم ماده باقی مانده را اندازه گیری و ثبت کنید.
10- آزمایش را برای ماده غذایی دیگری تکرار کنید. چه تفاوتی مشاهده می کنید؟
11- نتایج گرمای جذب شده به ازای هر گرم ماده غذایی به دست آمده توسط هر گروه را فهرست کنید. اعداد دور از انتظار را حذف کنید و سپس میانگین گرمای جذب شده به ازای هر گرم را محاسبه کنید.
| اندازه گیری | ماده غذایی 1 | ماده غذایی 2 |
| جرم ماده غذایی (g) | ||
| دمای آب قبل از گرما دادن | ||
| دمای آب بعد از گرما دادن | ||
| تغییر دما | ||
| گرمای جذب شده توسط آب | ||
| گرمای جذب شده توسط آب به ازای هر گرم مواد غذایی (ارزش غذایی) |
مرحله اول: استخراج نشاسته
1- حدود 100g سیب زمینی تمیز را رنده کرده و له کنید.
2- حدود 100ml آب مقطر به آن اضافه کنید، خوب هم زده و با چای صاف کن، صاف کنید.
3- تفاله روی چای صاف کن را برگردانده و مرحله 2 را بیش از دو بار تکرار کنید.
4- با سریز کردن آب، نشاسته ته نشین شده را جدا کنید.
مرحله دوم: ساخت پلاستیک
1- در یک بشر به 4 گرم از نشاسته تهیه شده در مرحله قبل (یا 2/5g نشاسته تجاری) حدود 25ml آب مقطر و 3ml هیدروکلریک اسید رقیق (0/1M) و 2ml گلیسیرین اضافه کنید.
2- مخلوط را با چراغ بونزن تا جوشیدن گرما دهید، شیشه ساعتی روی بشر قرار دهید تا به مدت 15 دقیقه به آرامی بجوشد ولی خشک نشود، مخلوط را هم بزنید وقتی شکل خمیری گرفت گرما را متوقف کنید.
3- با افزودن سدیم هیدروکسید رقیق (0/1M) و با استفاده از کاغذ pH مخلوط را خنثی کنید.
4- جهت تهیه پلاستیک رنگی، یک قطره رنگ خوراکی به آن اضافه کنید و کاملاً مخلوط کنید.
5- مخلوط را بر روی یک ظرف پتری یا سطح صاف پهن کنید تا خشک شود، چه مشاهده می کنید؟
6- آزمایش را بدون افزودن گلیسیرین انجام دهید. تفاوت و تشابه دو پلاستیک حاصل را بررسی کنید.
7- با افزودن پودر نرم کلسیم کربنات، پلاستیک جدیدی تهیه کنید و با محصول های قبلی مقایسه کنید.
8- با توجه به مشاهده های خود به نظر شما گلیسیرین و کلسیم کربنات در تولید پلاستیک چه نقشی دارد؟
1- در یک ارلن 10ml محلول سدیم هیدروکسید 0/1M بریزید.
2- کم یآب مقطر و چند قطره معرف فنل فتالئین به آن اضافه کنید. چه مشاهده می کنید؟
3- بورت را از سرکه سنتی (خانگی) تا نقطه صفر پر کنید.
3- محلول سرکه را به صورت قطره قطره از بورت به ارلن اضافه کرده و به آرامی آن را تکان دهید، چه مشاهده می کنید؟
4- با از بین رفتن رنگ صورتی، افزودن محلول را قطع کنید و حجم محلول مصرفی را یادداشت کنید.
5- با توجه به حجم به دست آمده از آزمایش و با استفاده از معادله زیر غلظت مولی سرکه را بدست آورید؟
(NaOH(aq) + HA(aq) → NaA(aq) + H2O(l
6- با تعیین غلظت مولی سرکه درصد جرمی استیک اسید را در سرکه مصرفی به دست آورید.
7- اگر بدانید حجم هر قطره 0/5ml میزان اسید آب میوه ها از آن روش استفاده کنید و جدول زیر را تکمیل کنید.
| آب میوه | لیمو | آناناس | پرتقال | ... |
| حجم (ml) آب میوه مصرفی به ازای 3ml سدیم هیدروکسید |
1- حدود 10ml محلول 0/2M مس (II) سولفات را در یک لوله آزمایش بریزید و به رنگ آن توجه کنید.
2- با استوانه مدرج مقدار 3ml محلول KBr اشباع (یا یک بلور KBr) را به آن اضافه کنید و به تغییر رنگ حاصل توجه نمایید.
3- محلول را به دو قسمت تقسیم کنید و اثر غلظت و دما را بررسی کنید.
4- به محلول شماره یک حدود ml 3-2 محلول 0/1Na2SO مولار اضافه کنید، چه تغییر رنگی مشاهده می کنید؟
5- به محلول شماره دو حدود ml 3-2 محلول 0/1HCl مولار اضافه کنید چه تغییری مشاهده می کنید؟
6- محلول شماره یک را درحمام آب گرم قرار دهید، چه تغییری مشاهده می کنید؟
7- محلول شماره دو را در حمام یخ قرار دهید و به تغییر رنگ آن توجه کنید.
1- در یک لوله U شکل، محلول 0/5M پتاسیم یدید بریزید، لوله را به طور کامل پر نکنید.
2- الکترودهای زغالی را در دوطرف لوله قرار دهید. (از مداد دوسر تراش داده شده به جای الکترود زغالی می توانید استفاده کنید).
3- چند قطره معرف فنل فتالئین به هر طرف اضافه کنید. (درپوش آن ها را محکم نبندید). چرا؟
4- به وسیله گیره های سوسماری الکترودها را به منبع تغذیه جریان DC و یا باتری 9 ولتی وصل کنید.
5- به دقت محلول را مشاهده کنید. چه اتفاقی می افتد؟
6- با توجه به رنگ ارغوانی محلول اطراف الکترود، وجود چه یونی را در اطراف آن پیش بینی می کنید؟
7- الکترودی که در آن کاهش انجام می شود «کاتد» و الکترودی که در آن اکسایش انجام می شود «آند» می گویند.
با توجه به این تعریف الکترود کاتد و آند را مشخص کنید.
توسعه و کاربرد: 1- اگر در الکترودی که اطراف آن ارغوانی است واکنش زیر انجام شود آن را کامل کنید. این واکنش را چه می نامید؟
(2H2O(l) + 2e → 2...(aq) + ...(g
2- با توجه به پتانسیل کاهشی پتاسیم و آب به نظر شما چرا با این روش نمی توان فلز پتاسیم را تهیه کرد؟
3- چگونه می توانید ماده آزاد شده در آند را تشخیص دهید؟
4- ..................
1- سیم برق مفتولی به طول حدود 20 سانتی متر را انتخاب کنید و روکش دو سر سیم را مانند شکل (از یک طرف بلندتر) بردارید. (شکل 1)
2- یک سر سیم مفتولی را که قسمت بدون روکش آن کم تر است به شکل قلاب و سر دیگر آن را به شکل مارپیچ (کلاهک) در آورید. (شکل 2)
3- برای ساختن عقربه های الکتروسکوپ ورقه آلومینیم (فویل) نازک به ابعاد حدود 4 در 12 سانتی متر را از وسط تا کرده و به کمک سوراخ کن کاغذ، سوراخ نمایید (شکل 3).
4- به کمک قیچی، از ورق آلومینیومی بالا، مستطیلی به ابعاد حدود 1 در 5 سانتی متر ببرید تا عقربه های الکتروسکوپ آماده شود (شکل 4)
5- عقربه های الکتروسکوپ را درون قلاب سیم مفتولی قرار دهید و با دست سیم مفتولی را به شکل عمودی بگیرید (شکل 5).
6- خط کش پلاستیکی باردار را به کلاهک الکتروسکوپ نزدیک کنید. چه اتفاقی می افتد؟ آیا عقربه های الکتروسکوپ منحرف می شود؟ چرا؟
7- سیم مفتولی الکتروسکوپ را از وسط داخل گیره خودکار پلاستیکی قرار دهید (شکل 6). بار دیگر خط کش باردار را به کلاهک آن نزدیک کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟ این حالت را با حالت قبل مقایسه و تفاوت را بررسی کنید.
8- الکتروسکوپ را روی پایه عایق قرار دهید (شکل 7)
خط کش پلاستیکی را با پارچه پشم یمالش دهید. با توجه به جدول تریبوالکتریک (فصل اول کتاب فیزیک 2)، خط کش چه نوع باری پیدا می کند؟ الکتروسکوپ را با این خط کش باردار به روش تماس باردار کنید. در این حالت الکتروسکوپ چه نوع باری دارد؟
9- با تماس دست بار الکتروسکوپ را تخلیه کنید. و بار دیگر آن را به روش القا باردار کنید. در این حالت نوع بار الکتروسکوپ چیست؟ چرا؟
10- میله شیشه ای (لیوان شیشه ای) را با پارچه ابریشمی مالش داده و به کلاهک الکتروسکوپ باردار منفی نزدیک کنید. عقربه های الکتروسکوپ چه تغییری می کند؟ نوع بار میله شیشه ای را تعیین کنید؟
11- تعدادی جسم مانند خط کش چوبی، خط کش فلزی، مداد، پاک کن و ... را با دست گرفته و به کلاهک الکتروسکوپ باردار تماس دهید. بار الکتروسکوپ در هر مرحله چه تغییری می کند؟ در این آزمایش کدام یک از ویژگی های اجسام را مورد بررسی قرار می دهید؟
1- دو عدد صافی با توری فلزی (قطر تقریبی 15 سانتی متر) را مانند شکل در یک ارتفاع با چسب نواری به دو عدد بطری پلاستیکی وصل کنید. (بطری نقش پایه را دارد برای پایداری بیش تر بهتر است پر از آب باشد)
2- با سیم مسی بدون روکش و برگ آلومینیمی (فویل) یک الکتروسکوپ بسازید (آزمایش 15 کاوش گری) و به قسمت داخلی و بالای یکی از صافی ها وصل کنید (شکل 1)
3- به کمک الکتروفور یا واندوگراف به صافی که الکتروسکوپ به آن متصل است، بار الکتریکی بدهید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
4- بطری ها را به هم نزدیک کنید تا صافی ها کاملاً به هم بچسبند. اگر لبه صافی ها از هم فاصله داشتند به کمک چند گیره آن ها را کاملاً به هم متصل کنید.
5- با الکتروفور یا واندوگراف صافی ها را باردار کنید. آیا عقربه های الکتروسکوپ داخل صافی منحرف می شوند؟
6- کلاهک الکتروسکوپ دیگری را به سطح خارجی صافی های به هم چسبیده نزدیک کنید. آیا عقربه های الکتروسکوپ بیرونی منحرف می شوند؟ چرا؟
1- ظرف پلاستیکی (زیر گلدانی) و یک ظرف (رسانا) آلومینیمی که درون ظرف پلاستیکی جای گیرد، تهیه کنید.
2- ماژیک وایت برد یا مشابه آن را به عنوان دسته عایق با چسب حرارتی یا روش های دیگر به مرکز ظرف رسانا بچسبانید. وسیله ساخته شده یک الکتروفور است (شکل 1)
3- ظرف پلاستیکی را به کمک پارچه پشمی مالش دهید و ظرف رسانا را به کمک دسته عایق درون ظرف بگذارید (شکل 2). سپس آن را برداشته و به کلاهک الکتروسکوپ نزدیک کنید چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
4- ظرف رسانا را دوباره درون ظرف پلاستیکی باردار بگذارید. انگشت خود را با ظرف رسانا تماس داده و بردارید (روش القا). سپس با دسته عایق ظرف رسانا را برداشته و به کلاهک الکتروسکوپ نزدیک کنید. چه اتفاقی می افتد؟ ظرف رسانا چه نوع باری دارد ؟ آیا در این مرحله بار ظرف رسانا با مرحله قبل تفاوت می کند؟ چرا؟
5- ظرف رسانا را مانند مرحله 4 دوباره باردار کنید. و آن را به یک لامپ نئون نزدیک کنید (شکل 3). چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
6- یک سکه 2000 ریالی را با چسب حرارتی به انتهای یک نی نوشیدنی (دسته عایق) وصل کنید. شما یک وسیله برای برداشتن بار از جسم رسانا (صفحه آزمون) ساخته اید (شکل 2)
7- بار دیگر الکتروفور را مانند مرحله 4 باردار کنید. با صفحه آزمون مقداری بار الکتریکی از قسمت مسطح صفحه رسانای باردار الکتروفور بردارید و آن را به الکتروسکوپ بدون بار تماس دهید. بار دوم صفحه آزمون را به لبه صفحه رسانای همان الکتروفور تماس دهید و به الکتروسکوپ بدون بار تماس دهید. در کدام حالت میزان انحراف عقربه الکتروسکوپ بیش تر است؟ چرا؟ از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟
1- به وسط در یک بطری پلاستیکی نوشیدنی کوچک یک دکمه فشاری (دکمه قابلمه ای) نصب کنید و آن را روی بطری ببندید (شکل 1)
2- روی بدنه بطری پلاستیکی دو صفحه مستطیل شکل از برگ آلومینیمی به ابعاد حدود 8 در 10 سانتی متر بچسبانید به طوری که با هم تماس الکتریکی نداشته باشند (حدود یک سانتی متر از هم فاصله داشته باشند).
3- میله فلزی نازک (پره دوچرخه) با طول تقریباً 3 سانتی متر بلندتر از طول بطری انتخاب کنید. و آن را در وسط یک صفحه چوبی یا پلاستیکی به ابعاد تقریبی 10 در 20 سانتی متر به صورت عمودی نصب کنید.
4- سوراخی کمی بزرگ تر از قطر میله عمودی در ته بطری و وسط آن ایجاد کنید.
بطری را به گونه ای روی میله عمودی بگذارید که از سوراخ ته بطری عبور کرده و نوک میله درون دکمه قرار گیرد (بطری، عمودی و به فاصله حدود 1 سانتی متر بالاتر از صفحه پایه باشد و به سادگی بچرخد).
5- دو قوطی فلزی آبمیوه را به فاصله تقریبی 1 سانتی متر از بطری پلاستیکی، در دوطرف آن روی صفحه بچسبانید.
6- دو نوار آلومینیم یبه ابعاد تقریبی 2 در 8 سانتی متر ببرید. یکی از نوارها را به صورت افقی به بدنه قوطی فلزی طوری بچسبانید که سر دیگر آن با برگ آلومینیمی بطری در تماس باشد. نوار دیگر را طوری به قوطی فلزی دوم بچسبانید که با نوار اول موازی و به طرف دیگر بطری پلاستیکی تماس داشته باشد (شکل 2)
7- کلاهک واندوگراف را به یکی از قوطی های فلزی و اتصال زمین را به قوطی فلزی دوم وصل کنید.
8- واندوگراف را به کار اندازید. علت چرخش بطری پلاستیکی را بررسی کنید.
1- با اهم سنج مقاومت الکتریکی رشته سیم لامپ 12 ولتی را اندازه بگیرید (R1).
2- لامپ، آمپرسنج و کلید قطع و وصل را به طور متوالی به دو سر خروجی منبع تغذیه وصل کنید. سپس ولت سنج را به دو سر لامپ ببندید (شکل 2)
3- ولتاژ خروجی منبع تغذیه را روی 12 ولت تنظیم و کلید را وصل کنید.
4- با اندازه گیری شدت جریان و اختلاف پتانسیل دو سر لامپ، مقاومت الکتریکی سیم لامپ روشن را $(R= \frac{V}{I})$ محاسبه کنید.
5- با توجه به ضریب دمایی مقاومت سیم تنگستن لامپ (α = 4/5 × 10-3K-1) و استفاده از رابطه (R2 = R1 (1+ αΔθ اختلاف دمای سیم لامپ در حالت روشن و خاموش را به دست آورید.
6- با توجه به دمای محیط آزمایش گاه، دمای تقریبی سیم تنگستن لامپ روشن را به دست آورید.
1- یک مقاومت الکتریکی حساس به نور (LDR) و یک دیود نور گسیل (LED) را با توجه به پایانه های مثبت و منفی آن به طور متوالی به پایانه های دو باتری متوالی 1/5 ولتی وصل کنید (شکل 1). چه اتفاقی می افتد؟
2- اگر دیود نور گسیل با نور محیط روشن نشد با چشمه نوری به LDR نور بتابانید. چه تغییری مشاهده می کنید؟ چرا؟
3- با انگشت خود مانع رسیدن نور به LDR شوید. روشنایی دیود نورگسیل چه تغییری می کند؟ علت را توضیح دهید.
4- یک مقاومت حساس به گرما یا ترمیستور (NTC) را با دیود نور گسیل به طور متوالی به پایانه های دو باتری متوالی 1/5 ولتی ببندید (شکل 2).
5- یک چشمه گرما مانند شعله شمع را به مقاومت گرمایی (NTC) نزدیک کنید. چه تغییری در روشنایی دیود مشاهده می کنید؟
6- دو سر مولتی متر (قسمت اهم سنجی) را به دو سر LDR وصل کنید. و مقاومت آن را بخوانید. با تابش یا جلوگیری از رسیدن نور به LDR تغییرات اندازه مقاومت آن را بررسی کنید.
7- دو سر مولتی متر (قسمت اهم سنجی) را به دو سر NTC وصل کنید. و با افزایش دمای آن، تغییرات مقاومت را بررسی کنید.
1- دوعدد باتری 1/5 ولتی نو، یکی معمولی و دیگری آلکالاین تهیه کنید.
2- با ولت سنج نیروی محرکه (ε) آن ها را اندازه بگیرید.
3- یکی از باتری ها را به موتور الکتریکی کوچک یا لامپ رشته ای وصل کنید. (شکل 1)
4- مداری مانند (شکل 2) تشکیل دهید و با ولت سنج و میلی آمپرسنج، اختلاف پتانسیل دو سر باتری (V) و شدت جریان عبوری از مدار (I) را اندازه بگیرید.
5- مرحله 4 را برای باتری دوم انجام دهید. و اندازه های به دست آمده را در جدول زیر وارد کنید.
| باتری آلکالاین (2) | باتری معمولی (1) | ||
| ε2 | ε1 | ||
| V2 | V1 | ||
| I2 | I1 | ||
| r2 | r1 | ||
6- با استفاده از اعداد به دست آمده و رابطه $(r= \frac{ε-V}{I})$ برای هر یک از باتری ها، مقاومت درونی را حساب کنید. و آن ها را با هم مقایسه کنید.
1- یک سوزن خیاطی بلند تهیه کنید. سر یا ته آن را وارد براده آهن کنید. آیا براده ها جذب می شوند؟
2- در صورت آهن ربا بودن سوزن، قطب های آن را با عقربه مغناطیسی یا قطب نما مشخص کنید (از ویژگی دفع قطب های هم نام نتیجه بگیرید.)
3- سیم پیچ 600 دور و کلید قطع و وصل را به صورت متوالی به دو سرمنبع تغذیه وصل کنید و ولتاژ آن را 6 ولت مستقیم (DC) انتخاب کنید.
4- سوزن بلندی را که آهن ربا نیست درون سیم پیچ بگذارید. یک لحظه کلید را وصل و سپس قطع کنید. آیا سوزن آهن ربا شده است؟ (شکل 1)
5- اگر جهت پیچیدن سیم پیچ معلوم است با در نظر گرفتن جهت جریان، قطب های سوزن را با استفاده از قاعده دست راست پیش بینی و سپس درستی آن را با عقربه مغناطیسی بررسی کنید.
6- ولتاژ خروجی منبع تغذیه را 6 ولت متناوب (AC) انتخاب و کلید را وصل کنید. سوزن بلند آهن ربا شده را از یک طرف سیم پیچ وارد و به آرامی ز طرف دیگر خارج کنید (شکل 2)
7- کلید را قطع کنید. آیا سوزن خاصیت مغناطیسی دارد؟ چرا؟
8- درون لوله آزمایش کوچکی تا سه چهارم آن را براده آهن بریزید و درپوش مناسبی روی دهانه آن بگذارید.
9- لوله آزمایش را به صورت طولی روی میز قرار دهید (شکل 3). با مالش یک آهن ربای قوی بر روی لوله، براده های آهن را آهن ربا کنید. قطب های آن را ابتدا پیش بینی و سپس با قطب نما درستی آن را بررسی کنید.
10- دو سر لوله آزمایش را بگیرید و آن را به شدت تکان دهید. آهن ربا بودن مجموعه براده ها را دوباره بررسی کنید.
1- یک آهنربای استوانه ای نئودیمیمی را به ته یک پیچ وصل کنید.
2- نوک پیچ را به پایانه منفی یک باتری قلم یآلکالاین نزدیک کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
3- با یک قطعه سیم مسی پایانه مثبت باتری را به محیط آهن ربای استوانه ای تماس دهید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
4- اگر قطب دیگر آهن ربا را به ته پیچ وصل کنیم (آهن ربا را برگردانیم) و دوباره آزمایش را انجام دهیم. چه تغییری می کند؟ چرا؟
5- با استفاده از قاعده دست راست جهت قطب های آهن ربا را مشخص کنید.
6- با روش دیگری قطب های آهن ربا را مشخص کنید و آن را با جواب قبلی خود مقایسه کنید.
1- قسمت مخروطی شکل یک بطری پلاستیکی بزرگ را جدا کنید.
2- در بطری را برداشته و قسمت دندانه دار دهانه بطری را با سوهان صاف کنید.
3- روی قسمت صاف شده حدود 50 دور سیم لاکی نازک (ضخامت 0/35 میلی متر) بپیچید و آن را با چسب حرارتی ثابت کنید.
4- یک آهن ربای نئودیمیمی به قطر 20 میلی متر را به قسمت داخلی درِ بطری ثابت کنید و در را به دهانه بطری بچسبانید.
5- روکش دو سر سیم لاکی سیم پیچ را با سنباده بردارید و آن ها را به سیم های فیش مخصوص خروجی صدا (هدفون) وصل کنید.
6- فیش را به محل خروجی صدای لپ تاپ، رایانه یا هر وسیله صوتی دیگری که در حال پخش صدا است متصل کنید.
7- دهانه بطری را نزدیک گوش خود بگیرید؟ این صدا چگونه ایجاد می شود؟
1- لوله آلومینیمی به قطر حدود 6 میلی متر و طول 3 سانتی متر تهیه کنید. و آن را از وسط با نخ به صورت افقی آویزان کنید.
2- دو آهنربای نئودیمیمی استوانه ای به قطر حدود 20 میلیمتر و ارتفاع 10 میلی متر را به فاصله کمی بیش تر از طول لوله آلومینیمی، روی یک صفحه طوری بچسبانید که دو قطب ناهمنام آن روبروی هم باشند.
3- صفحه شامل آهن رباها را به گونه ای در زیر لوله آلومینیمی به حالت آویزان قرار دهید که لوله در وسط آهن رباها بتواند آزادانه بچرخد (شکل 1)
4- راستای قرار گرفتن لوله آلومینیمی نسبت به میدان مغناطیسی بین آهن رباها چگونه است؟
5- آهن رباها را به کمک صفحه به آرامی بچرخانید. راستای لوله آلومینیمی چه تغییری می کند؟ چرا؟
6- میله شیشه ای (همزن شیشه ای) به قطر حدود 6 میلی متر و طول 3 سانتی متر تهیه کنید.
آن را از وسط مانند لوله آلومینیمی به صورت افقی بین دو قطب آهن رباها آویزان کنید.
7- میله شیشه ای در چه راستایی نسبت به میدان بین آهن رباها قرار می گیرد؟ راستای قرار گرفتن آن چه تفاوتی با لوله آلومینیمی دارد؟ چرا؟
8- پوشش پلاستیکی سوزن سرنگ (سر سوزن) را به صورت عمودی در وسط یک تکه فوم فرو کنید. آن را پر از آب کرده و روی آب شناور کنید (شکل 2)
9- آهنربای نئودیمیمی را به آرامی به ستون آب نزدیک کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
1- دو سر یک لامپ نئون یا لامپ راه انداز مهتابی را به پایانه های باتری 1/5 ولتی وصل کنید. آیا لامپ روشن می شود؟ چرا؟
2- دو سر سیم ورودی یک مبدل 220 به 12 ولت را به لامپ نئون وصل کنید. یک سر سیم خروجی را به یکی از پایانه های باتری وصل کنید و سر دیگر سیم خروجی را به صورت لحظه ای وصل و قطع کنید. چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
3- اگر سیم خروجی را به جای تماس لحظه ای به پایانه های باتری به صورت ثابت متصل نگه دارید، آیا لامپ روشن می شود؟ چرا؟
4- چگونه می توانید در آزمایش بالا، لامپ را هم چنان روشن نگه دارید؟
5- در این آزمایش مبدل کاهنده بود یا افزاینده؟ چرا؟
1- از فروشگاه های لوازم الکترونیک، یک دیود نورگسیل (LED)، مقاومت 1 کیلواهمی و یک ترانزیستور N2 24093 یا N2222 تهیه کنید (شکل 1)
2- حدود 5 متر سیم لاکی به قطر تقریبی 0/35 میلی متر، را دور یک لوله به قطر 4 سانتی متر، 15 دور بپیچید. سپس حدود 10 سانتی متر از انتهای سیم پیچ را به عنوان سیم مشترک به صورت یک سیم مستقیم بیرون بکشید و دوباره سیم را 15 دور دیگر و در همان جهت به عنوان سیم پیچ دوم به دور لوله بپیچید تا دو پیچه با 15 حلقه ی متوالی با سه سر داشته باشیم (شکل 2).
3- دو سیم پیچ 15 دور را از لوله خارج و روی هم فشرده کنید. با نخ یا چسب نواری آن را ثابت کنید تا به صورت یک پیچه مسطح درآید. روکش لاکی سه سر پیچه ها را با سنباده بردارید.
4- تزانزیستور را طوری بگیرید که قسمت تخت آن رو به شما باشد. پایه سمت راست ترانزیستور را به ابتدای پیچه اول لحیم کنید. سپس یک سر مقاومت یک کیلو اهم را به انتهای پیچه 15 دور دوم و سردیگر مقاومت را به پایه وسط ترانزیستور لحیم کنید (شکل 3)
5- با استفاده از حدود 5 متر از همان سیم لاکی بالا، پیچه مسطح دیگری با 30 دور و همان قطر درست کنید.
6- روکش لاکی دو سر پیچه 30 دور را با سنباده بردارید و یک دیود نورگسیل به دو سر آن لحیم کنید.
7- پایه سمت چپ ترانزیستور را به پایانه منفی باتری قلمی و سیم مشترک دو پیچه 15 دور را به پایانه مثبت باتری وصل کنید (شکل 3)
8- پیچه 30 دور هم راه با دیود نورگسیل را روی پیچه های مسطح 15 دور بگذارید (شکل 4). چرا دیود نورگسیل روشن می شود؟ انرژی خود را از کجا می گیرد؟
عناصر غذایی مختلفی برای رشد گیاهان ضروری هستند که از خاک و هوای اطراف آن ها تأمین می شوند. به غیر از کربن، گیاهان بقیه عناصر مورد نیاز خود را به صورت محلول و توسط ریشه جذب می کنند که به دو دسته عناصر تغذیه ای پرمصرف و کم مصرف تقسیم می شوند. در بعضی از خاک ها ممکن است مقدار این عناصر به طور طبیعی کم باشد. هم چنین کمبود این عناصر می تواند به علت کشت مداوم و برداشت آن ها از خاک باشد. در میان عناصر غذایی پر مصرف، نیتروژن، فسفر و پتاسیم از اهمیت بیش تری برخوردار هستند.
نیتروژن اغلب به دو صورت یون نیترات یا یون آمونیوم توسط ریشه گیاه از خاک جذب می شود و در ساخت ترکیبات گوناگونی به ویژه پروتئین و نوکلئیک اسید به کار می رود. کاهش نیتروژن خاک باعث کاهش رشد گیاه و پیدایش علائم مشخصی در گیاه می شود.
دستور کار
1- ابتدا از انواع خاک های زیر به اندازه یک گلدان متوسط تهیه کنید: خاک مزرعه گندم، خاک مزرعه یونجه (نخود یا باقلا)، خاک باغچه، خاک غنی شده با کودهای نیتراتی از گل فروشی 2 مقدار کمی از هر نمونه خاک را برای آزمایش کنار بگذارید. خاک ها را در ظروف جداگانه بریزید و نوع خاک را با برچسب روی ظرف مشخص کنید.
3- چهار گلدان هم اندازه انتخاب و آن ها را با خاک ها پرکنید و برای جلوگیری از اشتباه شماره گذاری کنید.
4- در هر گلدان به تعداد مساوی از یک نوع دانه که در شرایط آب و هوایی منطقه شما بهتر رشد می کند، بکارید. (برای انتخاب نوع دانه از مربی آزمایش گاه و یا مهندسین کشاورزی کمک بگیرید.) دانه هایی مثل ذرت و آفتاب گردان برای این آزمایش مناسب هستند.
5- گلدان ها رادر شرایط کاملاً مشابه قرار دهید و به طور منظم آبیاری کنید. میزان رشد، رنگ برگ ها، فاصله میان گره ها و سایر خصوصیات گیاهان را به دقت بررسی و عکس برداری کنید.
6- حداقل 2 ماه رسیدگی به گیاهان و بررسی آن ها را ادامه دهید و در طول این مدت فقط آن ها را آبیاری کرده و هیچ نوع کودی به خاک گلدان ها اضافه نکنید.
بعد از پایش رشد گیاه و بررسی مشاهدات، برای آزمایش با نمونه خاک هایی که از قبل کنار گذاشته اید به ترتیب زیر عمل کنید:
1- چهار گرم از خاک را با 20 میلی لیتر آب مقطر، خوب به هم بزنید.
2- با استفاده از کاغذ صافی مایع به دست آمده را صاف کنید.
3- به مایع صاف شده 2 میلی لیتر محلول سودسوزآور اضافه کنید. هنگام استفاده از محلول سود از دست کش استفاده کنید.
4- مقداری از مخلوط به دست آمده را در یک لوله آزمایش بریزید.
5- مطابق تصویر یک کاغذ تورنسل قرمز را از بالای لوله طوری در داخل آن آویزان کنید که بالاتر از سطح مایع قرار بگیرد.
6- بلافاصله درِ لوله را با پنبه کاملاً ببندید.
7- تغییرات داخل لوله را در مورد هر چهار نوع خاک مشاهده و با نتایج به دست آمده از رشد گیاهان در همان خاک ها مقایسه و تحلیل کنید.
آیا استفاده از کاغذ تورنسل قرمز لازم نیست؟
پرسش و فعالیت های تکمیلی (صفحه 125 کتاب درسی)
1- در مورد نتایج به دست آمده از این پروژه، تحقیق کرده و گزارش کامل تهیه کنید.
2- علائم کمبود نیتروژن در گیاهان را نام ببرید.
3- چه گیاهانی برای رشد بهتر به نیتروژن بیش تری احتیاج دارند و کشت چه گیاهانی باعث تقویت میزان نیتروژن خاک می شود؟