نوشته‌ها

یک فعالیت علمی موزون از دوستداران علم

مقدمه:
عید نوروز، تعطیلات تابستان و یا اعیاد دیگر سال، روزهای بسیار خوبی هستند. در این روزها خانواده‌ها دور هم جمع می‌شوند. معمولاً روی میزها غذاهای رنگارنگ در ظرف‌های مختلف و نوشیدنی‌هایی در لیوان‌های کوچک و بزرگ سرو می‌شود. آیا می‌دانید که می‌توانید با استفاده از لیوان‌های پایه‌دار بستنی‌خوری موسیقی بنوازید؟ شاید قبلاً این کار را انجام داده باشید. اما آیا تا به حال به این نکته اندیشیده‌اید که چرا لیوان بستنی‌خوری می‌تواند صداهای مختلف تولید کند؟ در فعالیت علمی امروز، در می‌یابید که نه تنها می‌توانید لیوان‌ها را به تولید صوت وادارید، بلکه می‌توانید نت‌های مختلف را تولید کنید. در نهایت می‌توان با این لیوان‌ها یک قطعه آهنگ کوتاه را نواخت. ادامه مطلب

یک ماجراجویی آهنگین از دوستداران علم

مقدمه:

آیا از آواز خواندن گروهی در مدرسه لذت می‌برید، یا همراه با خانواده یا دوستانتان؟ آواز خواندن یک تفریح بسیار جذاب است. اما آیا تا کنون دقت کرده‌اید که افراد مختلف، بخش‌های متفاوتی از یک موسیقی را خوب می‌خوانند؟ یا این که یک آهنگ را به شکل‌های متفاوتی (در اکتاوهای مختلف) می‌خوانند؟ آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که بالاترین نتی که شما می‌توانید بخوانید کدام است؟ پایین‌ترین نت چطور؟ به نظر شما آقایان و خانم‌ها در خواندن بالاترین نت مانند هم عمل می‌کنند و به یک نت یکسان می‌رسند؟ نظرتان درباره‌ی تفاوت میان کودکان و بزرگسالان چیست؟ در فعالیت علمی امروز که پر از نت موسیقی است، به جواب بعضی از این پرسش‌ها می‌رسید.  ادامه مطلب

توجه کنید که این آزمایش حتما باید با نظارت و همراهی توسط اراد بزرگسال و آشنا به مواد شیمیایی و گیاهی ذکر شده در آزمایش، انجام شوند. و معنای بمب جمام در اینجا ایجاد کف صابونی بسیار و  با سرعت زیاد در وان حمام است و نه شوخی با مواد محترقه.

مقدمه:

آیا تا به حال یک حمام سرحال کننده با نمک حمام یا حباب‌های فراوان را تجربه کرده‌اید؟ چطور می‌توان از شیمی استفاده کرد تا هم یک حمام پر از حباب داشت و هم نمک آرامش‌بخش؟ در حقیقت چنین ترکیبی در وجود دارد و بمب حمام نامیده می‌شود. اگر تا امروز هرگز آن را تجربه نکرده‌اید، جالب است بدانید که این بمب‌ها در هنگام تماس با آب از خود حباب‌های گاز متصاعد می‌کنند. چرا؟ ادامه مطلب

یک فعالیت علمی ورزشی از دوستداران علم: توپی که شما پرتاب می‌کنید تا کجا می‌تواند برود؟

مقدمه:
آیا تا به حال در بازی فوتبال یک پاس بلند در طول زمین را دیده‌اید که در نهایت به گل زدن و برد تیم منتهی شود؟ آیا دیده‌اید که در بازی والیبال بازیکن توپی را تا مسافتی طولانی پرتاب می‌کند؟ و یا دروازه‌بان‌هایی که هنگام شروع مجدد بازی فوتبال توپ را به زمین حریف پرتاب می‌کنند؟ در همه‌ی این موارد بازیکن سعی دارد توپ را با دست یا پا تا جایی که ممکن است به دورتر پرتاب کند. قوانینی علمی در پشت این پرتاب‌ها وجود دارد. برخی اوقات تمام نتیجه به زاویه‌ی پرتاب بستگی دارد. زاویه‌ی پرتاب است که تعیین می‌کند ضربه تا چه مسافتی می‌تواند توپ را به جلو حمل کند. آیا شما می‌توانید یک توپ را به شکلی پرتاب کنید که تقریباً موازی با زمین باشد؟ یا توپ را در هوا پرتاب کنید تا مستقیم به بالا برود؟ ضربه‌ای میان این دو چطور؟ فعالیت علمی امروز را دنبال کنید تا اطلاعات جالبی درباره‌ی پرتاب بیاموزید! ادامه مطلب

یک فعالیت علمی بسیار شیرین از دوستداران علم!

مقدمه:
آیا تا بحال یک آبنبات را نصف کرده‌اید تا آن را به دوستتان هم بدهید؟ آیا می‌دانید که کار شما در حقیقت یک فعالیت فیزیکی بوده است؟ شما با فعالیت امروز می‌توانید چیزهای بیشتری درباره‌ی علم مواد و ویژگی‌های آبنبات‌ها بیاموزید. این روشی بسیار جالب (و خوشمزه) برای مطالعه‌ی علم مواد است و طی آن یاد می‌گیرید که مواد مختلف چگونه و تحت چه شرایطی می‌شکنند. در این پروژه شما آبنبات‌های متفاوتی را برش می‌دهید و سپس آن‌ها را در فریزر می‌گذارید تا ببینید که چه تحولی برایشان رخ می‌دهد. به نظر شما پس از این اقدام، آبنبات‌ها سخت‌تر می‌شکنند یا آسان‌تر؟ ادامه مطلب

پروژه‌ای جالب برای دوستداران زمین

 

مقدمه: 

آیا تا به حال به یک نقشه‌ی جهان با دقت نگاه کرده‌اید؟ و با خود تصور کرده‌اید که به نقطه‌ای دور از زمین سفر کنید؟ شاید خود را در حالی ببینید که دارید نقشه‌ی خودتان را از سفرها و اکتشافات جدیدتان در طول مسیر رسم می‌کنید. اما زمین به خودی خود کروی است. پس چگونه می‌توان یک نقشه ی مسطح دقیق به دست آورد؟ در طول تاریخ نقشه‌کش‌های بسیاری در جستجوی راه‌های جدید برای رسم دقیق نقشه‌ی مسطح جهان بوده‌اند. هیچ یک از این نقشه‌ها به طور کاملاً دقیق زمین را نشان نمی‌دهند، اما هریک برای رسیدن به هدفی مناسب هستند. فعالیت علمی امروز را انجام دهید و ببینید که امروزه نقشه‌کش‌ها چطور  می‌توانستند به ماجروجویان گذشته کمک کنند! ادامه مطلب

برنامه‌نویسی کامپیوتر: دوستانتان را با برنامه‌ی رایانه‌ای که خودتان طراحی کرده‌اید متعجب کنید! خودتان یک برنامه‌ی کامپیوتری بنویسید تا یاد بگیرید که برنامه‌های رایانه‌ای چگونه کار می‌کنند. خلاقیت خود را شکوفا کنید!

مقدمه:
ممکن است شما هر روز از برنامه‌های رایانه‌ای استفاده کنید. هر زمانی که شما در اینترنت هستید، با یک بازی رایانه‌ای سرتان را گرم کرده‌اید و یا از گوشی‌های هوشمند استفاده می‌کنید در حال بهره بردن از برنامه‌های رایانه‌ی هستید. آیا می‌دانید که می‌توانید بدون استفاده از کامپیوتر هم تا حدی برنامه‌نویسی رایانه‌ای یاد بگیرید؟ در این فعالیت علمی جالب شما یک برنامه می‌نویسید، مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها که یک نفر داوطلب آن‌ها را دنبال می‌کند تا از یک راه پر پیچ و خم (ماز) عبور کند و به مقصد برسد. آیا می‌توانید به این فرد کمک کنید تا بدون اشتباه به مقصد برسد؟ ادامه مطلب

 مقدمه:

تخم‌مرغ بدون پوسته را در مایعات مختلف قرار دهید و ببینید که چگونه بزرگ و کوچک می‌شود!

آیا تا به حال به تخم‌مرغ به عنوان یک سلول بزرگ اندیشیده‌اید؟ قطعاً تخم‌مرغ از سلول‌های حقیقی بسیاری تشکیل شده است، اما شما می‌توانید این فرض را در نظر بگیرید تا دریابید که چگونه مایعات مختلف از غشا وارد تخم‌مرغ می‌شوند. این فرآیند هم اکنون در مقیاس بسیار کوچک‌تر در بدن شما در حال اجرا است. ما برای دیدن چنین پدیده‌ای با چشم غیرمسلح می‌توانیم فعالیت امروز را انجام دهیم. می‌توانیم فرض کنیم که تخم‌مرغ بدون پوسته یک سلول بزرگ است که جداره‌ی سلولی، سیتوپلاسم و هسته دارد.

پیش‌زمینه:

هر سلول از بدن ما در یک غشای پلاسما دربر گرفته شده است. غشای پلاسما یک مرز پیچیده است که لایه‌های متعددی دارد. این لایه محتویات سلول را از دنیای پیرامون آن جدا می‌کند. غشای پلاسما معمولاً مایع است. این غشا نقش بسیار مهمی در تعادل سلول ایفا می‌کند و این کار را از طریق کنترل موادی که از آن عبور می‌کنند انجام می‌دهد. یکی از ویژگی‌های مهم غشای پلاسما انتخاب‌گر بودن است، یعنی مواد عبوری را انتخاب می‌کند. به بعضی از مواد اجازه‌ی عبور آزادانه می‌دهد در حالی که مواد دیگر را محدود می‌کند. چنین خصلتی می‌تواند موادی را که وارد سلول شده یا از آن خارج می‌شوند بازرسی کند. ببینید که چگونه تخم‌مرغ هم در مقیاس بزرگ همین کار را انجام می‌دهد!

 

مواد و وسایل مورد نیاز:

یک عدد تخم‌مرغ

چند فنجان یا شیشه که به اندازه‌ی کافی بزرگ باشند و یک تخم‌مرغ و مایع در آن جا شود

سرکه‌ی سفید به میزانی که یک تخم‌مرغ در آن غوطه‌ور شود

قاشق بزرگ

آب به میزانی که یک تخم‌مرغ در آن غوطه‌ور شود

شربت ذرت میزانی که یک تخم‌مرغ در آن غوطه‌ور شود

 

آماده‌سازی:

  •  تخم‌مرغ را در شیشه یا فنجان قرار دهید و روی آن سرکه‌ی سفید بریزید تا جایی که به طور کامل تخم‌مرغ را بپوشاند. تخم‌مرغ را مشاهده کنید. آیا حباب‌های ریزی را که روی پوسته‌ی تخم‌مرغ تشکیل می‌شوند می‌بینید؟
  •  تخم‌مرغ را برای ۲۴ ساعت در همین شرایط نگه دارید.

 

روش کار:

  •  در روز بعد تخم‌مرغ را با قاشق بزرگ از سرکه خارج کنید. آیا پوسته تغییر کرده است؟ تغییر آن چگونه است؟
  •  سرکه‌ی قدیمی را خالی کنید و تخم‌مرغ جدید نرم شده را در سرکه‌ی تازه قرار دهید.
  •  تخم‌مرغ را برای ۲۴ ساعت دیگر در همین شرایط نگه دارید.
  •  تخم‌مرغ را بردارید و دوباره با دقت مشاهده کنید. آیا دوباره تغییر کرده است؟

  •  در روز سوم تخم‌مرغ را با قاشق بزرگ از سرکه خارج کرده و درون سینک ظرفشویی به آرامی آبکشی کنید. مراقب باشید: زیرا پوسته‌ی تخم مرخ حل شده و از بین رفته و تنها غشای نازک اطراف سفیده‌ی تخم‌مرغ است که محتویات آن را کنار هم نگه داشته است. دوام این لایه‌ی نازک کمتر از پوسته‌ی تخم‌مرغ است. حالا ظاهر تخم‌مرغ چگونه دیده می‌شود؟
  •  به آرامی تخم‌مرغ را در شربت ذرت قرار دهید و هشت ساعت آن را در همین حالت نگه دارید. اکنون ظاهر تخم‌مرغ چه تغییری کرده است؟ چگونه؟

 

مشاهده و نتیجه‌گیری:

هنگامی که شما برای بار اول تخم‌مرغ را در سرکه قرار می‌دهید، اسید سرکه با کلسیم موجود در پوسته‌ی تخم‌مرغ واکنش شیمیایی نشان می‌دهد و گاز کربن دی اکسید آزاد می‌شود. همین‌طور که تخم‌مرغ در سرکه می‌ماند، پوسته‌ی آن در سرکه حل می‌شود و یک تخم‌مرغ بدون پوسته به دست می‌آید. در روز سوم می‌بایست کل پوسته از بین رفته باشد و فقط سفیده و زرده‌ی تخم‌مرغ در یک جداره‌ی بسیار نازک دیده شوند.

تخم‌مرغ‌های بدون پوسته مثال خوبی از سلول‌های بدن انسان هستند. پس از اینکه پوسته‌ی تخم‌مرغ از بین رفت، یک غشای بسیار نازک باقی می‌ماند. در حقیقت چیزی که ما می‌بینیم از دو غشا تشکیل شده است، اما چون این دو لایه به هم چسبیده‌اند، ما آن‌ها را یک غشا می‌بینیم. این غشا هم مانند غشای پلاسمای سلول‌های بدن ما، قابلیت نفوذپذیری انتخابی دارد. می‌توان کل تخم‌مرغ را به عنوان مدلی از یک سلول در نظر گرفت.

موادی که می‌توانند از غشای سلول عبور کنند، از اصل پخش‌شدگی پیروی می‌کنند، یعنی هنگامی که وارد مایع سلولی می‌شوند از جاهایی که غلظت کمتری دارند به سمت جاهایی که غلظت بیشتری دارند جابه‌جا می‌شوند. این جابه‌جایی آنقدر ادامه می‌یابد تا غلظت مواد ورودی در همه‌جای غشا یکسان شود.

آب می‌تواند به راحتی از غشا عبور کند. حرکت آب در غشا، پدیده‌ای است که پخش‌شدگی ویژه‌ی خود را دارد. نام اسمز به این پدیده اطلاق می‌شود. اگر تخم‌مرغ در محلولی قرار بگیرد که آب آن بیشتر از آب درون تخم‌مرغ باشد، آب موجود در محلول از غشا رد شده و وارد تخم‌مرغ می‌شود. در نتیجه حجم تخم‌مرغ افزایش پیدا می‌کند. به همین دلیل اگر تخم‌مرغ را در آب قرار دهیم بزرگ‌تر می‌شود.

برعکس اگر تخم‌مرغ را در محلولی قرار دهیم که آب کمتری نسبت به داخل تخم‌مرغ دارد، آب از میان غشا رد شده و از تخم‌مرغ به محلول منتقل می‌شود. در این حالت تخم‌مرغ بخشی از جرم و حجم خود را از دست می‌دهد و مانند یک بادکنک دیده می‌شود که باد آن تخلیه شده باشد. این همان چیزی است که دربار‌ه‌ی تخم‌مرغ غوطه‌ور در شربت ذرت اتفاق افتاد.

پدیده‌های پیچیده‌ای که در سلول‌های بدن ما اتفاق می‌افتند، بسیار شبیه به فعالیت علمی امروز هستند. غشای پلاسمایی سلول‌های ما آب، اکسیژن و مواد مغذی را از خود عبود داده و وارد سلول‌های ما می‌کنند. همچنین آن‌ها مواد دفعی سلول را از سلول خارج می‌کنند. اکسیژن در ریه‌های ما وارد گلبول‌های قرمز خون شده و سپس از آن‌ها خارج شده و به بافت‌های ما می‌رسند. در این مرحله گاز اکسیژن از گلبول‌های خون خارج شده و وارد سلول‌های بافت‌های بدن می‌شوند. آب موجود در معده و روده هم از طریق اسمز وارد جریان خون می‌شوند. تمامی این نقل و انتقالات به طور دائمی از لحظه‌ی تولد در بدن انسان برقرار هستند. در واقع این اعمال حیاتی هستند و اگر مختل شوند می‌توانند به سرعت بدن را با مشکل مواجه کنند.


منبع:

Scientific American

مقدمه:
آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که نوشابه‌ی گازدار چگونه تولید می‌شود؟ هنگامی که شما جرعه جرعه آن را می‌نوشید، حباب‌های گاز به پرزهای زبانتان می‌چسبند و همینطور وارد کام و بینی شما می‌شوند و گویی یک ضربه از طعم نوشابه را به مذاقتان می‌زنند. چگونه این حباب‌های گاز، وارد نوشابه شده‌اند؟ در این فعالیت خوشمزه، شما با جوش شیرین، اسید سیتریک و شکر کار می‌کنید. قرار است نوشابه‌ی گازدار خودتان را بسازید. پس از اتمام کار و تهیه‌ی نوشابه، می‌توانید کمی رنگ سبز خوراکی به آن بیافزایید تا نوشابه‌ای زیبا و خوش رنگ و خوش طعم داشته باشید. ادامه مطلب

مقدمه:

آیا تاکنون برایتان پیش آمده که هنگام لمس شانه‌ی دوستتان و یا دست زدن به درب یک خودرو ناگهان شوکه شوید؟ آیا تا به حال جرقه‌ای را هنگام شانه کردن موهایتان با شانه‌ی پلاستیکی یا تماس با پتوی پشمی مشاهده کرده‌اید؟ اگر جوابتان بله است، پس شما اثر الکتریسیته‌ی ساکن را احساس کردید! پدیده‌ی جرقه به دلیل تخلیه‌ی الکتریسیته‌ی ساکن در مواد روی می‌دهد. الکتریسیته‌ی ساکن از بسیاری از فعالیت‌های روزمره‌ی ما گرفته تا رعد و بر در آسمان دیده می‌شود. در این فعالیت شما می‌آموزید که چطور با استفاده از الکتریسیته‌ی ساکن، تکه‌های کاغذ را مجبور به بالا و پایین پریدن کنید. ادامه مطلب