مكتبة التجارب
86 تجربة يمكن للطلاب إجراؤها فعليًّا
جميع التجارب الواردة في كتاب «ATP Mobile Lab »، مكتوبة بالكامل: 42 تجربة في الفيزياء و44 تجربة في الكيمياء وبيولوجيا النبات، للصفوف من السادس إلى الثاني عشر. وتوضح كل تجربة ما يتعلمه الطلاب، والمعدات والمواد الكيميائية المستخدمة فيها، والأساس العلمي وراءها، والأسئلة التي يجب طرحها على الطلاب.
يمكن قراءة هذه الصفحات مجانًا واستخدامها مجانًا في إعداد الدروس. وهي مأخوذة من كتيبات مختبرات ATP التي تأتي مع كل جهاز Mobile Lab.
تجارب فيزيائية 42
اثنتان وأربعون تجربة فيزيائية مأخوذة من دليل «الفيزياء المتقدمة» (ATP) Mobile Lab ، بدءًا من الرافعات من الدرجة الأولى وصولاً إلى الدوائر الكهربائية المتسلسلة والمتوازية.
الرافعات والتوازن
- الرافعات من الدرجة الأولىمن خلال تغيير موضع أو كتل الأوزان الموضوعة على أذرع الميزان، يمكن تعريف الطالب بمبادئ الرافعات من الدرجة الأولى ومبادئ التوازن.
- الرافعات من الدرجة الأولى ومواضع التوازنالغرض من هذه التجربة هو تحليل الرافعات من الدرجة الأولى التي يقع فيها نقطة الارتكاز بين القوة المؤثرة والحمل المقاوم.
- حساسية الميزانمن خلال وضع كتل تختلف قليلاً على كفتي الميزان، يمكن للطالب تحديد أقل كتلة يمكن للميزان قياسها.
- الرافعات من الدرجة الثانية والثالثةالغرض من هذه التجربة هو تحليل الرافعات من الدرجة الثانية والثالثة؛ وفي هذه الحالة، يتم وضع نقطة الارتكاز عند أحد طرفي القضيب.
القياس
القوى والآلات البسيطة
- القوى المتوازيةالغرض من هذه التجربة هو تحليل آثار تأثير القوى المتوازية على جسم ما، وتحديد شروط التوازن.
- تجميع القوى وتفكيكهاالقوى المتزامنة، والوزن كقوة، والقياس الساكن للقوة.
- البكرات الثابتةالغرض من هذه التجربة هو التحقق من عمل البكرة الثابتة كآلة بسيطة.
- البكرة المتحركةالغرض من هذه التجربة هو فهم كيفية عمل البكرة المتحركة باعتبارها آلة بسيطة.
- البكرات الثابتة والمتحركةالغرض من هذه التجربة هو التحقق من كيفية عمل بكرتين متصلتين (ثابتة ومتحركة).
- المستوى المائليدرس الطالب ويتحقق من تركيب القوى.
المرونة والتذبذب
- قانون هوكالغرض من هذه التجربة هو تحليل تمدد الزنبرك كدالة للحمل المطبق عليه، من أجل تحديد ثابت المرونة للزنبرك والتحقق من قانون التناسب المباشر.
- الزنبركات المتصلة على التوالي والمتوازيةالغرض من هذه التجربة هو تحليل ظاهرة تبدو غريبة للوهلة الأولى، وتتعلق بالنوابض المتصلة على التوالي وبالتوازي.
- البندول البسيطالغرض من هذه التجربة هو دراسة البندول البسيط.
- البندول الزنبركيالهدف من هذه التجربة هو دراسة البندول الزنبركي باستخدام تقريب الزنبرك عديم الكتلة.
السوائل والضغط
الحرارة ودرجة الحرارة
- درجة حرارة التوازن للسوائل المختلطةالهدف من هذه التجربة هو تعريف مفهوم درجة حرارة التوازن للسوائل المختلطة في المسعر الحراري.
- انتقال الحرارة والعزل الحراريالهدف من هذه التجربة هو تعريف مفهوم انتقال الحرارة وكيف يمكن إبطاء هذه الآلية باستخدام مواد عازلة.
- السعة الحرارية النوعية للمواد الصلبةطريقة نموذجية لتعريف الطلاب بمفهوم أساسي مثل السعة الحرارية النوعية، من خلال مقارنة الفولاذ بالنحاس.
- الحساسية للحرارةالغرض من التجربة هو تعريف مفهوم درجة الحرارة كما يشعر بها الإنسان.
- الزجاج النبضيالغرض من التجربة هو توضيح كيفية عمل الزجاج النبضي.
- الثابت الزمني لمقياس الحرارةالغرض من التجربة هو تقديم تفسير كمي للثابت الزمني لمقياس الحرارة. وهذا يسلط الضوء على حساسية مقياس الحرارة للحرارة.
الصوت
- استخدام الشوكتين الصوتيتينالهدف من التجارب التي تُجرى باستخدام هذين الشوكتين الموسيقيتين هو تمكين الطلاب من فهم ظاهرة انتشار الموجات الصوتية.
- ظاهرة الرنينتقدم هذه التجربة دليلاً واضحاً على ظاهرة الرنين بين الشوكتين الرنانتين.
- النبضات والتداخل في علم الصوتياتتقدم هذه التجربة دليلاً نوعياً على التداخل الصوتي والتذبذبات الناتجة عن الشوكات الرنانة.
الضوء والبصريات
- البعد البؤريالهدف من التجربة هو تعريف الطلاب بخصائص العدسات المقعرة من الجانبين والمحدبة من الجانبين.
- معادلة العدسة الرقيقةالهدف من هذه التجربة هو قياس البعد البؤري للعدسة الرقيقة باستخدام معادلة النقطة المرافقة. وبهذه الطريقة، لا يمكن تحديد البعد البؤري إلا للعدسات الرقيقة.
- التكبيرتتيح هذه التجربة للطلاب ملاحظة وحساب التكبير باستخدام العدسات المحدبة. وكممارسة إضافية، يقوم الطلاب بدراسة القوة الانكسارية للعدسة.
- مزج الألوانتتيح هذه التجربة النوعية للطلاب مراقبة عملية مزج الألوان من خلال إجراء عمليات المزج الإضافي والطرحي. كما يتم دراسة الألوان الأساسية والثانوية وتركيباتها.
- المجهر والتلسكوبكيفية صنع مجهر مركب باستخدام عدستين محدبتين قصيرتي البعد البؤري. يُوضع الجسم المراد رؤيته خارج بؤرة العدسة الموضوعية مباشرةً.
- المنشور: تكوين الضوءتُظهر هذه التجربة أحد الاستخدامات المحتملة للمنشور، حيث إنه يتيح تفكيك الضوء إلى مكوناته.
- الظلال والظلال الجزئيةتستكشف هذه التجربة كيفية تكوّن الظلال باستخدام قضبان ظل مختلفة. لا ينحرف الضوء حول الجسم، لذا يُلقى ظل بنفس الشكل على الشاشة.
- المراياالانعكاس وتكوين الصورة في المرايا المستوية والمنحنية.
المغناطيسية
- قوة الجذب والصد المغناطيسيةتوفر المغناطيسات القضيبية المغلفة بالبلاستيك طريقة سهلة وجذابة لتوضيح خصائص الجذب والتنافر للمغناطيسات للطلاب.
- قوى المجال المغناطيسيتقدم غرفة المجال المغناطيسي ثنائية الأبعاد نهجًا بصريًا لشرح بنية خطوط المجال المغناطيسي، حيث تُظهر كيف يتراصف المسحوق المغناطيسي على طول خطوط المجال الناتج عن المغناطيس ذي الشكل الحرف U.
- البوصلة والمغناطيسيةالغرض من التجربة هو توضيح كيفية اتجاه البوصلة تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي.
- لعبة مغناطيسية شائعة إلى حد ماالهدف من التجربة هو دراسة كيفية دمج قوة الجذب وقوة التنافر لتكوين قوة جاذبة دائمة.
تجارب الكيمياء والبيولوجيا 44
أربعة وأربعون تجربة في الكيمياء وبيولوجيا النبات، بدءًا من قانون حفظ الكتلة وصولًا إلى إنبات حبوب اللقاح.
المادة، والمخاليط، والمحاليل
- قانون حفظ الكتلةتختبر هذه التجربة الصيغة التي تنص على أن الكتلة الإجمالية للنظام تظل ثابتة أثناء التفاعل الكيميائي، حتى لو حدثت تغيرات كيميائية في المحلول.
- الانتشار في المحلولتتحرك الجزيئات والأيونات في السائل باستمرار، وتزداد هذه الحركة مع ارتفاع درجة الحرارة. وهذا يفسر سبب توزيع المذاب في النهاية بالتساوي في المحلول على الرغم من بقاء المذيب ثابتًا.
- المواد الغرويةالتعريف بالمحاليل الغروية وتعريف الطلاب بتقنيات الترشيح.
- خصائص الغروياتلإظهار بعض خصائص المحاليل الغروانية.
- المجمعات التنسيقيةإظهار تكوين مجمعات التنسيق لأيونات النحاس من خلال التفاعلات مع الماء والأمونيا وكلوريد الصوديوم.
- تأثيرات درجة الحرارة على القابلية للذوباندراسة عملية ذوبان المواد وتقديم مفهوم القابلية للذوبان.
- كثافة الموادتحديد كثافة بعض المواد السائلة والصلبة عن طريق قياس الأحجام والكتل.
- ماء التبلورلإثبات وجود الماء في مركب تنسيقي، ليس كشوائب بل كجزء من بنية البلورات.
- ذوبان الكبريتمثال على تغير الحالة من صلبة إلى سائلة، موضح من الناحية المجهرية والحرارية. ويُقدم ذوبان السكروز كمثال على تغير التركيب الكيميائي بفعل التسخين، لإبراز الفرق بين الحالتين.
- التبخيرلإثبات ظاهرة التسامي.
التفاعلات والتغيرات في الطاقة
- التفاعلات الحمضية القاعديةلإظهار الخصائص الرئيسية للأحماض والقواعد، ولتقديم مفهوم الأحماض والقواعد وبعض المؤشرات.
- تفاعل تبادلي أحاديلإثبات تفاعلات الإزاحة التي تؤدي إلى تكوين مركبات جديدة.
- حرارة التحييدلإثبات التغير في الإنثالبي الناتج عن تعادل حمض قوي مع قاعدة قوية.
- حرارة التبلورلإثبات حدوث تبادل للحرارة بين نظام ما وبيئته — وهو في هذه الحالة عكس عملية ذوبان الملح.
تحضير الغازات واختبارها
- إنتاج الهيدروجينلإثبات إزاحة الهيدروجين من حمض الهيدروكلوريك باستخدام الزنك.
- خصائص الهيدروجينلإثبات خاصيتين رئيسيتين للهيدروجين.
- إنتاج ثاني أكسيد الكربونلإظهار تفاعل مميز بين الكربونات والأحماض.
- خصائص ثاني أكسيد الكربونلإظهار بعض خصائص ثاني أكسيد الكربون.
- إنتاج كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوملإنتاج كربونات الصوديوم وهيدروكربونات الصوديوم (بيكربونات الصوديوم).
- إنتاج الأكسجين وخصائصهتوضيح طريقة لتوليد الأكسجين عن طريق تفاعل كيميائي لا يتضمن التحليل الكهربائي.
- إنتاج الأكسجين (الجزء الثاني)إجراء تجربة توضح كيفية توليد الأكسجين في درجة حرارة الغرفة عن طريق تحلل محلول بيروكسيد الهيدروجين باستخدام محفز.
الكيمياء الكهربائية
- الشوارد والتوصيليةالتعريف بمفهوم الشوارد والتوصيلية، وقياس التيار الكهربائي باستخدام مصباح كهربائي.
- الموصلية والتركيزاتتحديد العلاقة بين شدة التيار وتركيز محلول إلكتروليت قوي.
- مقدمة في العمليات الإلكتروليتيةلإظهار الاختلافات في ميل المعادن إلى الأكسدة، وتعريف الطلاب بالتفاعلات الأساسية للأكسدة والاختزال في المعادن.
- خلية محلول الملحلقياس فرق الجهد بين قطبين مغمورين في محلول ملحي.
- الخلية الليمونيةلصنع خلية بسيطة باستخدام محلول حمضي غير معتاد.
- خلية دانييلإنشاء خلايا جلفانية من النحاس والزنك باستخدام محلولين من أملاح المعادن بتركيزين مختلفين، وقياس الفرق في الجهد بينهما.
- خلية فولتلتقديم طريقة أخرى لتوليد فرق جهد بين قطبين كهربائيين، يتم قياس الجهد الكهربائي لخلية فولت واحدة ثم لخلتين من خلايا فولت متصلتين على التوالي.
- التحليل الكهربائي للماء باستخدام الأحماضلإجراء التحليل الكهربائي للماء في بيئة حمضية.
- التحليل الكهربائي للماء باستخدام القواعدإجراء عملية التحليل الكهربائي للماء في بيئة قاعدية ومراقبة التفاعلات المختلفة.
- المراكمإنشاء مركب بسيط وإثبات إمكانية تخزين الطاقة في شكل طاقة كيميائية.
- التآكل والحماية الجلفانيةاستخدام الأحماض والمحاليل الملحية والماء لإحداث عمليات التآكل، والتعرف على الإجراءات التي تحمي المواد من التآكل.
الماء والخلايا والنباتات
- الأكسجين في الماءلإثبات وجود الأكسجين المذاب في الماء.
- التناضحالتعريف بعملية تُعرف باسم التناضح.
- التناضح في الخلايامراقبة ظاهرة التناضح في الخلايا النباتية الحية.
- التناضح في الجذورلإظهار كيفية تأثير التناضح على مرور الماء عبر الجذور.
- التناضح في البطاطسلإظهار ظاهرة التناضح في البطاطس.
- التناضح في البطاطس وتأثيرات التركيزعرض طريقة لحساب الحد الأدنى لتركيز السكروز الذي يتسبب في فقدان الماء في البطاطس، مع الإشارة إلى أهمية تركيز المحلول.
- تورغور الخليةلإثبات كيف أن محتوى الماء في ألياف النباتات هو المسؤول عن بقاء النباتات العشبية منتصبة.
- الظاهرة الشعرية في الساقلإظهار صعود النسغ عبر الأوعية الخشبية.
- الكروماتوغرافيا للكلوروفيلللتعريف بإحدى تقنيات الاستخلاص العضوي الشائعة.
- لب الفاكهةتحليل لب بعض الفواكه لإظهار قيمها الغذائية.
- النشا في الأوراقلإثبات وجود النشا في أنسجة النباتات.
- إنبات حبوب اللقاحلإظهار إنبات حبوب اللقاح.