درسنامه آموزشی آزمایشگاه علوم تجربی (1) کلاس دهم تجربی و ریاضی

- در یک روز آفتابی، ساعت عقربه‌دار را در دست بگیرید.
- عقربه ساعت‌شمار آن‌را به سمت خورشید بگیرید، به‌طوری‌که سایه عقربه در زیر آن تشکیل شود.
- زاویه کوچک‌تر بین عقربه ساعت شمار و عدد 12 را در نظر بگیرید و نیمساز آن را رسم کنید.
- امتداد این نیمساز، جهت جنوب جغرافیایی را نشان می‌دهد.
- با جستجو در اینترنت زاویه میل قبله در محل سکونت خود را نسبت به راستای جنوب به‌دست آورید.
- جهت قبله مدرسه خود را به این روش تعیین کنید.

- یک دانش‌آموز را به‌عنوان زمین و یک دانش‌آموز دیگر را به‌عنوان ماه انتخاب کنید و از آنها بخواهید که جلوی کلاس و به کمک شما، ایفای نقش کنند؛ سایر دانش‌آموزان به‌عنوان ناظران فضایی چگونگی حرکت ماه و زمین را می‌بینند.
- از دانش‌آموزی که نقش زمین را ایفا می‌کند، بخواهید که در جلوی کلاس، ثابت بایستد و از دانش‌آموزی که نقش ماه را ایفا می‌کند، بخواهید به‌گونه‌ای به دور زمین بچرخد که همیشه صورتش به سمت زمین باشد (شکل الف).
- از دانش‌آموزی که نقش ماه را ایفا می‌کند بخواهید به‌گونه‌ای به دور زمین بچرخد که همیشه صورتش به سمت دانش‌آموزان کلاس (ناظران فضایی) باشد (شکل ب).
- از دانش‌آموزی که نقش زمین را ایفا می‌کند، بپرسید در کدام حالت بالا پشت سر دوستش را می‌بیند که نقش ماه را ایفا می‌کند، و در کدام حالت نمی‌بیند؟
- چرخش‌های بالا را تکرار کنید و از دانش‌آموزان کلاس بخواهید به پرسش‌های زیر پاسخ دهند.

- یک سیب سرخ (یا رنگی) را بردارید و نیمی از آن را پوست بکنید.
- بخش پوست کنده، نیمه روشن ماه و بخش دیگر، نیمه تاریک ماه در نظر گرفته شود.
- دایره‌ای به شعاع 1 متر رسم کنید و آن را به 8 بخش مساوی (45 درجه‌ای) تقسیم کنید. (مطابق شکل زیر)
- سیب را در محل مورد نظر از A تا H قرار دهید و در هر مرحله عکس بگیرید. (موقعیت نیمه‌ی پوست‌کنده‌ی سیب، که نشان‌دهنده‌ی بخش روشن ماه است، همیشه به سمت خورشید باشد.)
- عکس‌ها را کنار یکدیگر قرار دهید.
- تفاوت بخش روشن سیب را در هر مرحله در عکس، مشاهده کنید.
- بخش پوست‌کنده‌ی سیب را با هلال‌های ماه مقایسه کنید.

- با استفاده از قیف، شیلنگ (به طول حدود $50cm$) و ظرف حاوی خاک، الگویی مانند شکل زیر بسازید.
- حدود $500mL$ آب در داخل شیلنگ بریزید. چه مشاهده می‌کنید؟
- ریختن آب را به تدریج ادامه دهید. چه مشاهده می‌کنید؟

- قطعه‌ای از کاغذ کبالت (II) کلرید خشک را با یک گیره نگه دارید و به مدت چند دقیقه در محیط تکان دهید.
- قطعه‌ی دیگری از کاغذ کبالت (II) کلرید خشک را با یک گیره نگه دارید و چند دقیقه در برابر هوای بازدمی خود نگه دارید.

- دو لوله‌ی آزمایش بردارید و درون هر یک از آنها $500ML$ سفیده تخم‌مرغ خام بریزید.
- بر روی سطح سفیده تخم‌مرغ یکی از لوله‌ها، 10 قطره آب و در دیگری، 10 قطره محلول بیوره اضافه کنید.
- وضعیت لوله‌ها را مشاهده، و با یکدیگر مقایسه کنید.
- این آزمایش را با مواد دیگری مانند شیر، چای، آب میوه‌ها و ... تکرار کنید.

- نوک انگشت خود را با پنبه‌ی آغشته به الکل، ضدعفونی و سپس با استفاده از لانست استریل بر نوک انگشت ضربه بزنید و سوراخی ایجاد کنید و یک قطره خون را در گوشه‌ی یک تیغه‌ی تمیز شیشه‌ای قرار دهید.
- از تیغه‌ی شیشه‌ای دیگری استفاده کنید و لبه‌ی آن را با زاویه، روی قطره‌ی خون قرار دهید و ابتدا آن‌را به سمت عقب حرکت دهید تا خون پشت آن جمع شود و سپس تیغه را روی تیغه‌ی زیرین به سمت جلو حرکت دهید تا گستره‌ی نازکی از خون روی تیغه‌ی زیرین تشکیل شود.
- پس از خشک شدن گستره‌ی خون روی تیغه، آن را زیر میکروسکوپ مشاهده کنید.

- نوک انگشت خود را با پنبه‌ی آغشته به الکل، ضدعفونی کنید و سپس با استفاده از لانست استریل به نوک انگشت ضربه بزنید و سوراخی ایجاد کنید.
- سه قطره خون را با فاصله، روی یک یا دو تیغه شیشه‌ای تمیز قرار دهید.
- بلافاصله به قطره‌های خون به‌ترتیب یک قطره آنتی کور B،A و D اضافه کنید و با چوب کبریت‌های جداگانه، قطره‌های خون و آنتی‌کورها را مخلوط کنید.
- تیغه را روی یک کاغذ سفید قرار دهید تا تشکیل رسوب را بهتر مشاهده و گروه خونی مورد آزمایش را تعیین کنید.

- درون یک سرنگ بزرگ تا نیمه آب ${{40}^{{}^\circ }}C$ بریزید.
- در حالی‌که کمی هوا در بالای آب هست، درپوش سرنگ را بگذارید و پیستون را بکشید. چه مشاهده می‌کنید؟
$50ML$ محلول سیرشده‌ نمک سدیم کلرید در دمای (${{40}^{{}^\circ }}C$) تهیه کنید.
- آزمایش را با محلول غلیظ نمک سدیم کلرید (${{40}^{{}^\circ }}C$) تکرار کنید. چه تفاوتی مشاهده می‌کنید؟

- مقدار $100mL$ آب را به داخل بالون 500 میلی‌لیتری بریزید.
- یک یا دو بلور (به اندازه‌ی دانه عدس) رنگ خوراکی به آن اضافه کنید.
- لوله شیشه‌ای ضخیم و بلند با مجرای نازک را با احتیاط از سوراخ در پوش عبور دهید.
- درپوش به همراه لوله را در دهانه بالون بگذارید به‌گونه‌ای که دو سانتی‌متر از لوله، داخل محلول قرار گیرد.
- دو دست خود را در قسمت بالای بالون (فاقد محلول) قرار دهید. کمی صبر کنید. چه تغییری مشاهده می‌کنید؟
- دست خود را از بالون بردارید و صبر کنید دمای بالون به دمای محیط برسد.
- بالون را به دانش‌آموزان بدهید تا دست خود را در قسمت بالای بالون قرار دهند و دمای دست خود را با یکدیگر مقایسه کنند.

- دو لوله آزمایش بزرگ بردارید.
- مقدار $20mL$ آب ${{60}^{{}^\circ }}C$ در هریک از دو لوله آزمایش بریزید.
- به لوله آزمایش اول، پتاسیم نیترات اضافه کنید و محلول را هم بزنید.
- اضافه کردن نمک را آنقدر ادامه دهید تا محلول سیرشده ایجاد شود (مقداری نمک ته لوله آزمایش باقی بماند).
- این مراحل را با نمک کلسیم استات در لوله آزمایش دوم تکرار کنید.
- هر دو لوله آزمایش را در حمام آب‌گرم (حدود ${{90}^{{}^\circ }}C$) قرار دهید. چه مشاهده می‌کنید؟
- آنها را از حمام آب‌گرم خارج و مدتی صبر کنید.
- هر دو لوله را در حمام آب سرد (حدود ${{0}^{{}^\circ }}C$) قرار دهید. چه مشاهده می‌کنید؟

- یک کاغذ صافی به ابعاد $5\times 3$ سانتی‌متر ببرید و آن‌را با محلول نمک خوراکی خیس کنید.
- منبع تغذیه را توسط گیره سوسماری به دو طرف کاغذ صافی وصل کنید.
- یک لایه از محلول سبز رنگ مس (II) کرومات را در مرکز کاغذ صافی قرار دهید و مدتی صبر کنید. چه مشاهده می‌کنید؟

- مقدار $15mL$ آب در یک بشر بریزید و به آن $2/5g$ نمک خوراکی اضافه کنید.
- بعد از حل شدن کامل نمک در آب، محلول را به بالون حجمی 50 میلی‌لیتری منتقل کنید.
- مقداری آب به بالون اضافه کرده، و محلول را با تکان دادن همگن کنید.
- با دقت تا خط نشانه به بالون آب اضافه و دوباره محلول را همگن کنید.
- مقدار $5mL$ از محلول آب نمک را به لوله آزمایش منتقل کنید. کم‌کم به محلول، نمک خوراکی اضافه کنید و محلول را هم بزنید. چه مشاهده می‌کنید؟ علت آن چیست؟
- افزودن نمک را تا جایی که دیگر نمکی حل نشود، ادامه دهید. چه نوع محلولی ساخته‌اید؟
- محلول شفاف‌رویی را به لوله آزمایش جدید منتقل کنید.
- در زیر هود، چند قطره محلول هیدروکلریک اسید غلیظ را با احتیاط، به آن اضافه کنید. چه تغییری مشاهده می‌کنید؟
- حدود $3mL$ آب مقطر به محلول داخل لوله آزمایش اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟

- قبل از شروع کلاس $25mL$ از محلول 2 مول بر لیتر سدیم هیدروکسید، تهیه کنید. چند - برگ کلم قرمز را با $100mL$ آب در همزن برقی خوب مخلوط و سپس صاف کنید.
- $18/7mL$ از محلول فوق را به بالون 25 میلی‌لیتری منتقل کنید و با آب به حجم برسانید (محلول 5/ 1 مول بر لیتر سود).
- 7 بشر 100 میلی‌لیتری انتخاب کنید و در هر کدام $80mL$ آب و $1mL$ عصاره گل کلم (محلول زیر صافی) بریزید.
- به بشر اول $5mL$ محلول 2 مول بر لیتر سود، به بشر دوم $5mL$ محلول 5/ 1 مول بر لیتر سود، به بشر سوم $2mL$ محلول 1/5 مول بر لیتر سود، به بشر چهارم محلولی اضافه نکنید. به بشر پنجم 1 قطره محلول سرکه سفید، به بشر ششم $1mL$ محلول سرکه سفید و به بشر هفتم $5mL$ محلول سرکه سفید اضافه کنید. چه تغییراتی را مشاهده می‌کنید؟
- یک میلی‌لیتر عصاره گل کلم و $80mL$ آب را در بشر بریزید و به آن چند قطره شامپو اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟
- مرحله قبل را با محلول صابون، محلول شیشه پاک‌کن و آب گوجه‌فرنگی تکرار کنید. چه مشاهده می‌کنید؟
- پوسته تخمه‌ی آفتاب‌گردان سیاه رنگ (خام)، پوست بادمجان و گیاه گل گاوزبان نیز می‌تواند همانند کلم قرمز، به عنوان شناساگر اسید و باز استفاده شود.

- در یک استوانه مدرج 250 میلی‌لیتری، $200mL$ آب و یک قاشق پودر لباسشویی دستی (به رنگ سفید و دارای سدیم کربنات) بریزید و هم بزنید.
- در یک بشر، سه قاشق مس (II) سولفات را در $10mL$ آب گرم حل کنید.
- با استفاده از یک سرنگ، همه محلول مس (II) سولفات را بردارید. سر سرنگ را به طور کامل وارد محلول کنید.
- با فشاردادن پیستون، مس (II) سولفات را به آرامی درون محلول بیفزایید و همزمان از کنار به استوانه مدرج نگاه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟

- تکه‌ای کاغذ کروماتوگرافی به اندازه $7\times 12cm$ ببرید و با یک مداد، خطی صاف روی آن رسم کنید به‌گونه‌ای که فاصله خط تا لبه کاغذ 2 سانتی‌متر باشد.
- در یک شیشه ساعت، محلولی غلیظ از یک رنگ خوراکی زرد تهیه کنید.
- در شیشه ساعت دوم، مقدار خیلی کم زعفران حل شده در آب جوش، بریزید.
- در شیشه ساعت سوم، چند قطره از محلول زعفران در آب بریزید و به آن چند قطره رنگ خوراکی زرد (محلول اول) اضافه کنید.
- با استفاده از لوله مویین یک نقطه از محلول رنگ خوراکی زرد (محلول اول)، یک نقطه از زعفران (محلول دوم) و یک نقطه از محلول زعفران و رنگ خوراکی زرد (محلول سوم) قرار دهید.
- مدتی صبر کنید تا نقطه‌ها خشک شوند.
- داخل بشر 500 میلی متری، مقدار $22mL$ آب مقطر، $4mL$ استیک اسید بریزید.
- برش کاغذ کروماتوگرافی را تا بزنید و داخل بشر به‌گونه‌ای قرار دهید که محل نقطه‌ها، بالای محلول، داخل لوله قرار گیرد.
- اجازه دهید محلول به آرامی در کاغذ کروماتوگرافی به سمت بالا حرکت کند. چه چیزی مشاهده می‌کنید؟

- دو عدد تیغه‌ی شیشه‌ای را روی هم قرار دهید. آنها را به کمک کش حلقه‌ای در نزدیکی یکی از لبه‌ها به هم بچسبانید. در طرف دیگر بین تیغه‌ها، یک عدد گیره کاغذ قرار دهید تا تیغه‌ها از هم فاصله داشته باشد.
- یک سر تیغه‌ها را به‌طور عمودی درون آب رنگی نگه دارید. چه مشاهده می‌کنید؟ این پدیده فیزیکی چگونه توجیه می‌شود؟

- سعی کنید یک گیره کاغذ را با انگشتان دست روی سطح آب شناورکنید. آیا موفق می‌شوید؟
- گیره کاغذ را به شکل دستگیره درآورید و گیره دیگری را به کمک آن روی سطح آب شناور کنید (مانند شکل 1).
- بعد از اینکه گیره روی آب شناور شد (شکل 2)، کمی پودر یا مایع شست‌وشو به آب اضافه کنید. چه اتفاقی می‌افتد؟ چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟
- آب جوش را داخل یک لیوان بریزید؛ پس از چند لحظه گیره کاغذ را با همان روش روی سطح آب شناور کنید.
- شناور کردن گیره روی آب سرد راحت‌تر است یا آب داغ؟ چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟

- مقداری آب جوش درون یک بطری پلاستیکی بریزید و در آن را ببندید، سپس با احتیاط تکان دهید.
- در بطری را باز کنید و آب جوش را بیرون بریزید و بلافاصله در بطری را محکم ببندید.
- اندکی صبر کنید. چه تغییری در بطری ایجاد می‌شود؟ چرا؟

- بخشی (حدود $1cm$) از یک سر نی پلاستیکی شفاف به طول تقریبی $10cm$ را تا کنید و آن را با چسب نواری ببندید (شکل 1).
- به سر دیگر نی، 2 یا 3 گیره کاغذ، هم راستا با نی قرار دهید (شکل 2).
- نی را داخل آب قرار دهید به‌طوری‌که به صورت عمودی شناور گردد (شکل 3).
- نی و گیره‌ها را درون بطری پلاستیکی پر از آب قرار دهید و در آن را ببندید (شکل 4). به دقت به درون نی نگاه کنید. درون آن چه می‌بینید؟
- بطری آب را با دو دست محکم فشار دهید. چه اتفاقی می‌افتد؟
- در حالی‌که بطری را فشار می‌دهید، به درون نی نگاه کنید. با حالت قبل چه تفاوتی مشاهده می‌کنید؟ توضیح دهید.

- دهانه مخروطی شکل یک بطری پلاستیکی را جدا کنید و دو سر تکه نخی را درون قسمت مخروطی بطری پلاستیکی قرار دهید. در بطری را طوری ببندید که قسمت میانی نخ به صورت حلقه درآید.
- وزنه‌ی 200 گرمی (یا هر جسم دیگری) را به نخ بیاویزید.
- مجموعه را در آب درون یک ظرف بزرگ شناور کنید (شکل 1). سطح آب درون ظرف را روی بدنه‌ی بطری نشانه‌گذاری کنید.
- وزنه را از انتهای بطری بردارید و درون بطری بگذارید. دوباره مجموعه را روی سطح آب شناور، و سطح آب درون ظرف را روی بدنه‌ی بطری نشانه‌گذاری کنید (شکل 2).

- به‌کمک یک سشوار روشن سعی کنید یک توپ (پینگ پونگ) را در هوا شناور نگه دارید.
- به‌آرامی سشوار را از حالت عمودی به حالت مایل درآورید و سعی کنید توپ را همچنان به حالت شناور نگه دارید. علت شناور ماندن توپ را در این حالت بررسی کنید.
- با رسم یک شکل ساده، نیروهای وارد بر توپ را رسم کنید. چه نیرویی، نیروی وزن توپ را متوازن می‌کند؟

- دو سر یک لامپ LED را به پایانه‌های یک بلندگوی پیزوالکتریک وصل کنید. (هنگام اتصال بلندگو به قطب‌های مثبت و منفی لامپ LED دقت کنید.)
- با انگشت، روی صفحه بلندگو ضربه‌هایی بزنید؛ چه اتفاقی می‌افتد؟ (برای مشاهده‌ی بهتر آزمایش مناسب است که نور محیط را کم کنید).
- تبدیل‌های انرژی را در این پدیده نام ببرید.

- توپ بسکتبال را از ارتفاع حدود 50 سانتی‌متری رها کنید و مقدار بالا آمدن آن را به خاطر بسپارید.
- توپ کوچک‌تری مانند تنیس یا والیبال را از همان ارتفاع رها کنید و میزان بالا آمدن آن را به خاطر بسپارید.آیا این توپ نیز مانند توپ بسکتبال تا همان ارتفاع بالا می‌آید؟
- توپ کوچک‌تر را روی توپ بسکتبال قرار دهید و هر دو را در ارتفاع حدود 50 سانتی‌متری نگه دارید. سپس توپ‌ها را با هم رها کنید. آیا توپ بالایی تا همان ارتفاع قبلی بالا می‌آید؟ توضیح دهید.

- در دستگاه جریان همرفتی هوا، ابتدا شمع را روشن کنید و سپس لوله شیشه‌ای را مانند شکل روی آن قرار دهید. حدود یک دقیقه صبر کنید، چه اتفاقی می‌افتد؟ چرا؟
- دوباره شمع را روشن کنید. در حالی که تیغه فلزی دستگاه درون لوله شیشه‌ای قرار دارد، لوله را روی شمع روشن قرار دهید.
- مدتی صبر کنید. چه اتفاقی برای شمع می‌افتد؟ چرا؟
- در حالی‌که شمع روشن و تیغه فلزی در استوانه شیشه‌ای قرار داده شده است، یک عود برافروخته را نزدیک دهانه استوانه شیشه‌ای بگیرید. چه اتفاقی می‌افتد؟ چرا؟

- درون مخزن ماشین بخار، مقداری آب و چند قطره روغن ماشین بریزید. ماده‌ی سوختنی را درون آتشدان بریزید و در جای خود بگذارید. (مطمئن شوید که مخزن بخار، سوپاپ اطمینان داشته باشد.)
- ماده‌ی سوختنی را آتش بزنید و مدتی صبر کنید تا آب داخل مخزن به جوش آید. چه اتفاقی می‌افتد؟ چرا؟ ساختار و سازوکار این نوع ماشین بخار را به دقت بررسی و با ماشین‌های گرمایی مقایسه کنید.
- قسمت‌های مختلف برش مدل موتور چهار زمانه را بررسی کنید.
- به‌کمک دستگیره‌ی مدل، محور موتور را بچرخانید. به چگونگی باز و بسته شدن سوپاپ‌ها و حرکت پیستون دقت کنید. در کدام مرحله، ماده کاری (سوخت و اکسیژن) کار انجام می‌دهد؟

سپس یک لوله آلومینیمی به طول $50cm$ و قطر تقریباً $6mm$ را مانند شکل خم کنید (مواظب باشید هنگام خم کردن لوله، مسیر آن بسته نشود).
- دو انتهای لوله آلومینیمی را از دو سوراخ انتهای قوطی به‌گونه‌ای عبور دهید و با استفاده از چسب حرارتی درزهای اطراف آن را بگیرید.
- یک طرف لوله را زیر شیر آب بگیرید تا لوله از آب پر و آب از طرف دیگر آن خارج گردد. اینک دو انتهای لوله را با انگشت بگیرید و مجموعه را داخل یک تشت پر از آب بگذارید.
- یک شمع کوتاه را زیر قسمت حلقه‌ای لوله قرار دهید و مدتی صبر کنید تا آب داخل لوله به جوش آید. چه اتفاقی می‌افتد؟ توضیح دهید.