Esperimenti di fisica per i più piccoli. Vari esperimenti fisici

Per molti scolari, la fisica è una materia piuttosto complessa e incomprensibile. Per interessare un bambino a questa scienza, i genitori usano tutti i tipi di trucchi: raccontano storie di fantasia, mostra esperimenti interessanti, cita biografie di grandi scienziati come esempi.

Come condurre esperimenti di fisica con i bambini?

• Gli insegnanti avvertono che non vale la pena conoscerlo fenomeni fisici limitarlo solo alla dimostrazione di esperienze ed esperimenti divertenti.
• Gli esperimenti devono essere accompagnati da spiegazioni dettagliate.
• Per prima cosa devi spiegare al bambino che la fisica è una scienza che studia leggi generali natura. La fisica studia la struttura della materia, le sue forme, i suoi movimenti e cambiamenti. Un tempo, il famoso scienziato britannico Lord Kelvin affermò con coraggio che nel nostro mondo esiste solo una scienza: la fisica, tutto il resto è normale collezionismo di francobolli. E c'è del vero in questa affermazione, perché l'intero Universo, tutti i pianeti e tutti i mondi (presunti ed esistenti) obbediscono alle leggi della fisica. Naturalmente, è improbabile che le dichiarazioni dei più eminenti scienziati sulla fisica e le sue leggi costringano uno studente delle scuole medie a mettere da parte il suo telefono cellulare e ad approfondire con entusiasmo lo studio di un libro di testo di fisica.

Oggi proveremo a portare all'attenzione dei genitori diverse esperienze divertenti che aiuteranno a interessare i vostri figli e a rispondere a molte delle loro domande. E chissà che, grazie a questi esperimenti casalinghi, la fisica diventi la materia preferita di tuo figlio. E molto presto il nostro Paese avrà il suo Isaac Newton.

Esperimenti interessanti con l'acqua per bambini - 3 istruzioni

Per 1 esperimento avrai bisogno di due uova, sale da cucina normale e 2 bicchieri d'acqua.

Un uovo deve essere abbassato con cura in un bicchiere mezzo pieno acqua fredda. Finirà immediatamente in fondo. Riempi il secondo bicchiere acqua calda e mescolarci 4-5 cucchiai. l. sale. Aspetta che l'acqua nel bicchiere diventi fredda e abbassa con attenzione il secondo uovo. Rimarrà in superficie. Perché?

Spiegazione dei risultati sperimentali

La densità dell'acqua naturale è inferiore a quella di un uovo. Ecco perché l'uovo affonda sul fondo. La densità media dell'acqua salata è significativamente superiore alla densità di un uovo, quindi rimane in superficie. Avendo dimostrato questa esperienza al bambino, puoi notarlo acqua di mareè un ambiente ideale per imparare a nuotare. Dopotutto nessuno ha cancellato le leggi della fisica nemmeno in mare. Più l’acqua del mare è salata, minore sarà lo sforzo necessario per restare a galla. Il Mar Rosso è considerato il più salato. A causa dell'elevata densità, il corpo umano viene letteralmente spinto sulla superficie dell'acqua. Imparare a nuotare nel Mar Rosso è un vero piacere.

Per l'esperimento 2 avrai bisogno di: bottiglia di vetro, una ciotola di acqua colorata e acqua calda.

Usando l'acqua calda, riscalda la bottiglia. Versiamolo acqua calda e capovolgerlo. Mettere in una ciotola di acqua fredda colorata. Il liquido dalla ciotola inizierà a fluire nella bottiglia da solo. A proposito, il livello del liquido colorato al suo interno sarà (rispetto a una ciotola) significativamente più alto.

Come spiegare il risultato dell'esperimento a un bambino?

La bottiglia preriscaldata è riempita con aria calda. A poco a poco la bottiglia si raffredda e il gas si contrae. La pressione nella bottiglia diminuisce. L'acqua è influenzata dalla pressione atmosferica e scorre nella bottiglia. Il suo afflusso si fermerà solo quando la pressione non si equalizzerà.

Per 3 esperienze Avrai bisogno di un righello in plexiglass o di un normale pettine di plastica, tessuto di lana o seta.

In cucina o in bagno, regola il rubinetto in modo che ne esca un sottile getto d'acqua. Chiedi a tuo figlio di strofinare vigorosamente il righello (pettine) con un panno di lana asciutto. Quindi il bambino deve avvicinare rapidamente il righello al flusso d'acqua. L'effetto lo stupirà. Il flusso d'acqua si piegherà e raggiungerà il sovrano. Un effetto divertente può essere ottenuto utilizzando due righelli contemporaneamente. Perché?

Un pettine asciutto elettrificato o un righello in plexiglass diventano la fonte campo elettrico, motivo per cui il getto è costretto a piegarsi nella sua direzione.

Puoi imparare di più su tutti questi fenomeni nelle lezioni di fisica. Ogni bambino vorrà sentirsi il “padrone” dell'acqua, il che significa che la lezione non sarà mai noiosa e poco interessante per lui.

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Come si può dimostrare che la luce viaggia in linea retta?

Per condurre l'esperimento avrai bisogno di 2 fogli di cartone spesso, una normale torcia e 2 supporti.

Avanzamento dell'esperimento: Al centro di ogni cartone, ritaglia con cura dei fori rotondi di uguale diametro. Li installiamo sui supporti. I fori devono essere alla stessa altezza. Posizioniamo la torcia accesa su un supporto pre-preparato fatto di libri. Puoi utilizzare qualsiasi scatola di dimensioni adeguate. Dirigiamo il raggio della torcia nel foro di uno dei cartoni. Il bambino sta dalla parte opposta e vede la luce. Chiediamo al bambino di allontanarsi e di spostare di lato uno qualsiasi dei cartoni. I loro buchi non sono più allo stesso livello. Riportiamo il bambino nello stesso posto, ma non vede più la luce. Perché?

Spiegazione: La luce può viaggiare solo in linea retta. Se c'è un ostacolo sul percorso della luce, questa si ferma.

Esperienza - Ombre danzanti

Per effettuare questo esperimento avrai bisogno di: uno schermo bianco, figure di cartone ritagliate che devono essere appese a corde davanti allo schermo e candele normali. Le candele devono essere posizionate dietro le figure. Nessuno schermo: puoi utilizzare un muro normale

Avanzamento dell'esperimento: Accendi le candele. Se la candela viene spostata più lontano, l'ombra della figura diventerà più piccola; se la candela viene spostata a destra, la figura si sposterà a sinistra; Più candele accendi, più interessante sarà la danza delle figure. Le candele possono essere accese una alla volta, sollevate più in alto o più in basso, creando composizioni di danza molto interessanti.

Esperienza interessante con l'ombra

Per il prossimo esperimento avrai bisogno di uno schermo, una lampada elettrica abbastanza potente e una candela. Se dirigi la luce di una potente lampada elettrica su una candela accesa, sulla tela bianca apparirà un'ombra non solo dalla candela, ma anche dalla sua fiamma. Perché? È semplice, si scopre che nella fiamma stessa ci sono particelle roventi e resistenti alla luce.

Semplici esperimenti con il suono per gli studenti più giovani

Esperimento sul ghiaccio

Se sei fortunato e trovi un pezzo di ghiaccio secco in casa, potresti sentire un suono insolito. È piuttosto spiacevole: molto magro e ululante. Per fare questo, metti il ​​​​ghiaccio secco in un cucchiaino normale. È vero, il cucchiaio smetterà immediatamente di suonare non appena si raffredderà. Perché appare questo suono?

Quando il ghiaccio entra in contatto con un cucchiaio (secondo le leggi della fisica), si libera anidride carbonica, è lui che fa vibrare il cucchiaio e fa un suono insolito.

telefono divertente

Prendi due scatole identiche. Pratica un foro al centro del fondo e del coperchio di ciascuna scatola utilizzando un ago grosso. Metti i fiammiferi regolari nelle caselle. Infilare una corda (lunga 10-15 cm) nei fori praticati. Ciascuna estremità del laccio deve essere legata al centro della partita. Si consiglia di utilizzare una lenza in nylon o un filo di seta. Ciascuno dei due partecipanti all'esperimento prende il suo “tubo” e si sposta alla massima distanza. La linea dovrebbe essere tesa. Uno mette il tubo all'orecchio e l'altro alla bocca. Questo è tutto! Il telefono è pronto: puoi parlare del più e del meno!

Eco

Realizza un tubo di cartone. La sua altezza dovrebbe essere di circa trecento mm e il suo diametro di circa sessanta mm. Posiziona l'orologio su un cuscino normale e coprilo sopra con una pipa prefabbricata. In questo caso, puoi sentire il suono dell'orologio se il tuo orecchio è direttamente sopra il tubo. In tutte le altre posizioni il suono dell'orologio non è udibile. Tuttavia, se prendi un pezzo di cartone e lo posizioni con un angolo di quarantacinque gradi rispetto all'asse del tubo, il suono dell'orologio sarà perfettamente udibile.

Come condurre esperimenti con i magneti a casa con tuo figlio - 3 idee

I bambini adorano semplicemente giocare con i magneti, quindi sono pronti a lasciarsi coinvolgere in qualsiasi esperimento con questo oggetto.

Come estrarre gli oggetti dall'acqua usando un magnete?

Per il primo esperimento avrai bisogno di molti bulloni, graffette, molle, una bottiglia di plastica con acqua e un magnete.

Ai bambini viene affidato il compito: estrarre gli oggetti dalla bottiglia senza bagnarsi le mani, e ovviamente il tavolo. Di norma, i bambini trovano rapidamente una soluzione a questo problema. Durante l'esperimento, i genitori possono raccontarlo ai propri figli proprietà fisiche magnete e spiegare che la forza di un magnete agisce non solo attraverso la plastica, ma anche attraverso l'acqua, la carta, il vetro, ecc.

Come realizzare una bussola?

Devi raccogliere in un piattino acqua fredda e posizionare un piccolo pezzo di tovagliolo sulla sua superficie. Mettiamo con cura un ago su un tovagliolo, che prima strofiniamo sul magnete. Il tovagliolo si bagna e affonda sul fondo del piattino e l'ago rimane in superficie. A poco a poco gira dolcemente un'estremità verso nord, l'altra verso sud. La precisione di una bussola fatta in casa può essere verificata davvero.

Campo magnetico

Per iniziare, traccia una linea retta su un pezzo di carta e posiziona sopra una normale clip di ferro. Spostare lentamente il magnete verso la linea. Segna la distanza alla quale la graffetta sarà attratta dal magnete. Prendi un altro magnete e fai lo stesso esperimento. La graffetta verrà attratta dal magnete da una distanza maggiore o da una più vicina. Tutto dipenderà esclusivamente dalla “forza” del magnete. Usando questo esempio, puoi parlare a tuo figlio delle proprietà dei campi magnetici. Prima di parlare a tuo figlio delle proprietà fisiche di un magnete, devi spiegare che un magnete non attrae tutte le “cose luccicanti”. Un magnete può attrarre solo il ferro. Metalli come il nichel e l'alluminio sono troppo resistenti per lui.

Mi chiedo se ti sono piaciute le lezioni di fisica a scuola? NO? Allora hai una grande opportunità per padroneggiare questo argomento molto interessante insieme a tuo figlio. Scopri come trascorrerne di interessanti e semplici a casa, leggi un altro articolo sul nostro sito.

Buona fortuna con i tuoi esperimenti!

Dal libro "Le mie prime esperienze".

Volume polmonare

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

assistente adulto;
grande bottiglia di plastica;
lavabo;
acqua;
tubo di plastica;
misurino.

1. Quanta aria possono contenere i tuoi polmoni? Per scoprirlo avrai bisogno dell'aiuto di un adulto. Riempi la ciotola e la bottiglia con acqua. Chiedi a un adulto di tenere la bottiglia capovolta sott'acqua.

2. Inserire un tubo di plastica nella bottiglia.

3. Fai un respiro profondo e soffia nel tubo più forte che puoi. Nella bottiglia appariranno delle bolle d'aria che risalgono. Stringere il tubo non appena finisce l'aria nei polmoni.

4. Estrarre il tubo e chiedere al proprio assistente, coprendo il collo della bottiglia con il palmo della mano, di girarla nella posizione corretta. Per scoprire quanto gas hai espirato, aggiungi acqua alla bottiglia utilizzando un misurino. Controlla quanta acqua devi aggiungere.

Fai piovere

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

assistente adulto;
frigo;
bollitore elettrico;
acqua;
cucchiaio di metallo;
piattino;
presina per piatti caldi.

1. Metti il ​​cucchiaio di metallo in frigorifero per mezz'ora.

2. Chiedi a un adulto di aiutarti a svolgere l'esperimento dall'inizio alla fine.

3. Fai bollire un bollitore pieno d'acqua. Metti un piattino sotto il beccuccio della teiera.

4. Utilizzando un guanto da forno, spostare con attenzione il cucchiaio verso il vapore che sale dal beccuccio del bollitore. Quando il vapore colpisce un cucchiaio freddo, si condensa e “piove” sul piattino.

Costruisci un igrometro

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

2 termometri identici;
cotone idrofilo;
elastici rotondi;
tazza di yogurt vuota;
acqua;
grande scatola di cartone senza coperchio;
parlato.

1. Utilizzando un ferro da calza, praticare due fori nella parete della scatola a una distanza di 10 cm l'uno dall'altro.

2. Avvolgere due termometri con la stessa quantità di cotone idrofilo e fissarli con elastici.

3. Lega un elastico sopra ciascun termometro e infila gli elastici nei fori nella parte superiore della scatola. Inserire un ferro da calza negli anelli di gomma come mostrato nella figura in modo che i termometri pendano liberamente.

4. Metti un bicchiere d'acqua sotto un termometro in modo che l'acqua bagni il batuffolo di cotone (ma non il termometro).

5. Confronta le letture del termometro tempi diversi giorni. Maggiore è la differenza di temperatura, minore è l'umidità dell'aria.

Chiama la nuvola

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

bottiglia di vetro trasparente;
acqua calda;
cubetto di ghiaccio;
carta blu scuro o nera.

1. Riempire attentamente la bottiglia acqua calda.

2. Dopo 3 minuti, versare l'acqua, lasciandone un po' sul fondo.

3. Posizionare sopra il collo bottiglia aperta cubetto di ghiaccio.

4. Posiziona un foglio di carta scura dietro la bottiglia. Nel punto in cui l'aria calda che sale dal basso entra in contatto con l'aria raffreddata sul collo, si forma una nuvola bianca. Il vapore acqueo nell'aria si condensa formando una nuvola di minuscole goccioline d'acqua.

Sotto pressione

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

bottiglia di plastica trasparente;
ciotola grande o vassoio profondo;
acqua;
monete;
striscia di carta;
matita;
governate;
nastro adesivo.

1. Riempi la ciotola e la bottiglia per metà con acqua.

2. Disegna una scala su una striscia di carta e attaccala alla bottiglia con del nastro adesivo.

3. Metti due o tre piccole pile di monete sul fondo della ciotola, abbastanza grandi da adattarsi al collo della bottiglia. Grazie a ciò, il collo della bottiglia non poggerà sul fondo e l'acqua potrà fluire liberamente dalla bottiglia e fluire al suo interno.

4. Tappa il collo della bottiglia con il pollice e posiziona con attenzione la bottiglia capovolta sulle monete.

Il barometro dell'acqua ti consentirà di monitorare i cambiamenti della pressione atmosferica. All’aumentare della pressione, il livello dell’acqua nella bottiglia aumenterà. Quando la pressione diminuisce, il livello dell'acqua diminuirà.

Costruisci un barometro dell'aria

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

vaso a bocca larga;
palloncino;
forbici;
elastico;
cannuccia;
cartone;
penna;
governate;
nastro adesivo.

1. Taglia il palloncino e fissalo saldamente al barattolo. Fissare con un elastico.

2. Affilare l'estremità della cannuccia. Incolla l'altra estremità alla palla allungata con del nastro adesivo.

3. Disegna una scala su un cartoncino e posiziona il cartoncino all'estremità della freccia. Quando pressione atmosferica cresce, l'aria nel vaso viene compressa. Quando cade, l'aria si espande. Di conseguenza, la freccia si sposterà lungo la scala.

Se la pressione aumenta, il tempo sarà bello. Se cade, è brutto.

Da quali gas è composta l'aria?

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

assistente adulto;
barattolo di vetro;
candela;
acqua;
monete;
grande ciotola di vetro.

1. Chiedi a un adulto di accendere una candela e aggiungere paraffina sul fondo della ciotola per fissare la candela.

2. Riempire con attenzione la ciotola con acqua.

3. Copri la candela con un barattolo. Metti le pile di monete sotto il barattolo in modo che i suoi bordi siano solo leggermente sotto il livello dell'acqua.

4. Quando tutto l'ossigeno nel barattolo si sarà esaurito, la candela si spegnerà. L'acqua salirà, occupando il volume dove prima c'era l'ossigeno. Quindi puoi vedere che c'è circa 1/5 (20%) di ossigeno nell'aria.

Costruisci una batteria

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

durevole tovagliolo di carta;
fogli per alimenti;
forbici;
monete di rame;
sale;
acqua;
due fili di rame isolati;
piccola lampadina.

1. Sciogliere un po' di sale nell'acqua.

2. Taglia il tovagliolo di carta e il foglio di alluminio in quadrati leggermente più grandi delle monete.

3. Bagnare i quadrati di carta in acqua salata.

4. Disporre uno sopra l'altro in una pila: moneta di rame, un pezzo di carta stagnola, un pezzo di carta, ancora una moneta e così via più volte. Dovrebbe esserci della carta in cima alla pila e una moneta in fondo.

5. Far scorrere l'estremità scoperta di un filo sotto la pila e collegare l'altra estremità alla lampadina. Posiziona un'estremità del secondo filo sopra la pila e collega anche l'altra estremità alla lampadina. Quello che è successo?

ventilatore solare

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

fogli per alimenti;
vernice nera o pennarello;
forbici;
nastro adesivo;
discussioni;
grande barattolo di vetro pulito con coperchio.

1. Taglia due strisce di pellicola di circa 2,5 x 10 cm ciascuna. Colora un lato con un pennarello nero o della vernice. Praticare dei tagli nelle strisce ed inserirle una nell'altra, piegando le estremità, come mostrato in figura.

2. Usando filo e nastro adesivo, fissa i pannelli solari al coperchio del barattolo. Metti dentro il barattolo luogo soleggiato. Il lato nero delle strisce si riscalda più del lato lucido. A causa della differenza di temperatura, ci sarà una differenza nella pressione dell'aria e la ventola inizierà a ruotare.

Di che colore è il cielo?

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

bicchiere di vetro;
acqua;
cucchiaino;
farina;
carta bianca o cartone;
torcia elettrica.

1. Mescola mezzo cucchiaino di farina in un bicchiere d'acqua.

2. Posizionare il vetro carta bianca e illuminarlo con una torcia dall'alto. L'acqua appare azzurra o grigia.

3. Ora posiziona la carta dietro il vetro e illuminala lateralmente con la luce. L'acqua appare arancione pallido o giallastra.

Le particelle più piccole nell'aria, come la farina nell'acqua, cambiano il colore dei raggi luminosi. Quando la luce proviene lateralmente (o quando il sole è basso sull'orizzonte), il colore blu si disperde e l'occhio vede un eccesso di raggi arancioni.

Realizza un mini microscopio

Per l'esperienza di cui hai bisogno:

piccolo specchio;
plastilina;
bicchiere di vetro;
foglio di alluminio;
ago;
nastro adesivo;
goccia di buoi;
piccolo fiore

1. Un microscopio utilizza una lente di vetro per rifrangere un raggio di luce. Una goccia d’acqua può svolgere questo ruolo. Posiziona lo specchio obliquamente su un pezzo di plastilina e coprilo con un bicchiere.

2. Piega il foglio di alluminio come una fisarmonica per creare una striscia multistrato. Con attenzione fare un piccolo foro al centro con un ago.

3. Piegare la pellicola sul vetro come mostrato nell'immagine. Fissare i bordi con nastro adesivo. Usando la punta del dito o dell'ago, fai cadere l'acqua nel foro.

4. Posiziona un fiorellino o altro piccolo oggetto sul fondo del vetro sotto la lente dell'acqua. Un microscopio fatto in casa può ingrandirlo quasi 50 volte.

Chiama il fulmine

Per esperienza è necessario:

teglia in metallo;
plastilina;
sacchetto di plastica;
forchetta in metallo.

1. Premi un grosso pezzo di plastilina su una teglia per formare una maniglia. Ora non toccare la padella stessa, ma solo la maniglia.

2. Tenendo la teglia per il manico di plastilina, strofinala con un movimento circolare contro il sacchetto. Allo stesso tempo, sulla teglia si accumula elettricità statica. carica elettrica. La teglia non deve estendersi oltre i bordi della busta.

3. Sollevare leggermente la teglia sopra il sacchetto (ancora tenendo il manico di plastilina) e portare i rebbi di una forchetta in un angolo. Una scintilla salterà dalla teglia alla forchetta. È così che il fulmine salta da una nuvola a un parafulmine.

La maggior parte delle persone, ricordando il loro anni scolastici, siamo sicuri che la fisica sia una materia molto noiosa. Il corso include molti problemi e formule che non saranno utili a nessuno in età avanzata. Da un lato queste affermazioni sono vere, ma, come ogni materia, la fisica ha un altro lato della medaglia. Ma non tutti lo scoprono da soli.

Molto dipende dall'insegnante

Forse la colpa è del nostro sistema educativo, o forse è tutta colpa dell'insegnante che pensa solo alla necessità di insegnare il materiale approvato dall'alto e non si sforza di interessare i suoi studenti. Molto spesso è lui la colpa. Tuttavia, se i bambini sono fortunati e la lezione viene tenuta da un insegnante che ama la sua materia, non solo potrà interessare gli studenti, ma li aiuterà anche a scoprire qualcosa di nuovo. Di conseguenza, i bambini inizieranno a divertirsi frequentando tali lezioni. Naturalmente le formule ne sono parte integrante materia accademica, non c'è scampo da questo. Ma ci sono anche aspetti positivi. Gli esperimenti sono di particolare interesse per gli scolari. Questo è ciò di cui parleremo più in dettaglio. Vedremo alcuni divertenti esperimenti di fisica che puoi fare con tuo figlio. Questo dovrebbe essere interessante non solo per lui, ma anche per te. È probabile che con l'aiuto di tali attività instillerai in tuo figlio un genuino interesse per l'apprendimento e la fisica "noiosa" diventerà la sua materia preferita. Non è affatto difficile da realizzare, richiederà pochissimi attributi, l'importante è che ci sia il desiderio. E forse allora potrai sostituire l’insegnante di scuola di tuo figlio.

Diamo un'occhiata ad alcuni esperimenti interessanti in fisica per i più piccoli, perché bisogna iniziare in piccolo.

Pesce di carta

Per condurre questo esperimento, dobbiamo ritagliare un pesciolino da carta spessa (può essere cartone), la cui lunghezza dovrebbe essere di 30-50 mm. Facciamo un foro rotondo al centro con un diametro di circa 10-15 mm. Successivamente, dal lato della coda, tagliamo un canale stretto (larghezza 3-4 mm) in un foro rotondo. Quindi versiamo l'acqua nella bacinella e posizioniamo lì con cura il nostro pesce in modo che un piano giaccia sull'acqua e il secondo rimanga asciutto. Ora devi versare un po' d'olio nel foro rotondo (puoi usare una lattina d'olio da macchina da cucire o bicicletta). L'olio, cercando di diffondersi sulla superficie dell'acqua, scorrerà attraverso il canale tagliato e il pesce nuoterà in avanti sotto l'influenza dell'olio che scorre indietro.

Elefante e Moska

Continuiamo a condurre divertenti esperimenti di fisica con nostro figlio. Ti invitiamo a presentare a tuo figlio il concetto di leva e come aiuta a rendere più semplice il lavoro di una persona. Ad esempio, dicci che può essere utilizzato per sollevare facilmente un mobile pesante o un divano. E per chiarezza, mostra un esperimento di fisica di base utilizzando una leva. Per questo avremo bisogno di un righello, una matita e un paio di piccoli giocattoli, ma assicurati di farlo pesi diversi(ecco perché abbiamo chiamato questa esperienza “Elefante e Carlino”). Attacchiamo il nostro Elefante e Carlino a diverse estremità del righello usando la plastilina o il filo normale (leghiamo semplicemente i giocattoli). Ora, se metti un righello parte centrale su una matita, ovviamente l'elefante la tirerà, perché è più pesante. Ma se sposti la matita verso l'elefante, Moska la supererà facilmente. Questo è il principio della leva finanziaria. Il righello (leva) poggia sulla matita: questo posto è il fulcro. Successivamente, si dovrebbe dire al bambino che questo principio è usato ovunque; è la base per il funzionamento di una gru, di un'altalena e persino delle forbici.

Esperimento domestico di fisica con inerzia

Avremo bisogno di un barattolo d'acqua e di una rete elettrica. Non sarà un segreto per nessuno che se vaso aperto giratelo, ne uscirà l'acqua. Proviamo? Certo, è meglio uscire per questo. Mettiamo la lattina nella rete e iniziamo a farla oscillare dolcemente, aumentando gradualmente l'ampiezza e di conseguenza facciamo un giro completo: uno, due, tre e così via. L'acqua non fuoriesce. Interessante? Adesso facciamo defluire l'acqua. Per fare questo, prendi un barattolo di latta e fai un buco sul fondo. Lo mettiamo nella rete, lo riempiamo d'acqua e iniziamo a ruotare. Dal buco esce un ruscello. Quando la lattina è nella posizione più bassa, questo non sorprende nessuno, ma quando vola in alto, la fontana continua a scorrere nella stessa direzione e dal collo non esce una goccia. Questo è tutto. Tutto ciò può essere spiegato con il principio di inerzia. Quando ruota, la lattina tende a volare subito, ma la rete non la lascia andare e la costringe a descrivere dei cerchi. Anche l'acqua tende a volare per inerzia, e nel caso in cui abbiamo fatto un buco nel fondo, non c'è nulla che le impedisca di fuoriuscire e di muoversi in linea retta.

Scatola con sorpresa

Ora diamo un'occhiata agli esperimenti di fisica con lo spostamento. Devi mettere una scatola di fiammiferi sul bordo del tavolo e spostarla lentamente. Nel momento in cui supererà la media, si verificherà una caduta. Cioè, la massa della parte spinta oltre il bordo del piano del tavolo supererà il peso della parte rimanente e la scatola si ribalterà. Ora spostiamo il centro di massa, ad esempio mettiamo un dado di metallo all'interno (il più vicino possibile al bordo). Resta solo da posizionare la scatola in modo tale che una piccola parte rimanga sul tavolo e la maggior parte sia sospesa nell'aria. Non ci sarà alcuna caduta. L'essenza di questo esperimento è che l'intera massa si trova al di sopra del fulcro. Questo principio è utilizzato anche ovunque. È grazie a lui se mobili, monumenti, trasporti e molto altro ancora sono in una posizione stabile. A proposito, anche il giocattolo per bambini Vanka-Vstanka è costruito secondo il principio dello spostamento del baricentro.

Quindi, continuiamo a guardare interessanti esperimenti di fisica, ma passiamo alla fase successiva: per gli studenti della prima media.

Giostra d'acqua

Avremo bisogno di un barattolo di latta vuoto, un martello, un chiodo e una corda. Usiamo un chiodo e un martello per praticare un foro nella parete laterale vicino al fondo. Successivamente, senza estrarre il chiodo dal foro, piegarlo di lato. È necessario che il foro sia obliquo. Ripetiamo la procedura sul secondo lato della lattina: devi assicurarti che i fori siano uno di fronte all'altro, ma i chiodi siano piegati lati diversi. Facciamo altri due fori nella parte superiore della nave e vi infiliamo le estremità di una corda o di un filo spesso. Appendiamo il contenitore e lo riempiamo d'acqua. Dai fori inferiori inizieranno a sgorgare due fontane oblique e la giara inizierà a ruotare in senso opposto. Lavoro su questo principio razzi spaziali- la fiamma degli ugelli del motore spara in una direzione e il razzo vola nell'altra.

Esperimenti di fisica - 7a elementare

Conduciamo un esperimento con la densità di massa e scopriamo come far galleggiare un uovo. Gli esperimenti di fisica con densità diverse vengono eseguiti meglio utilizzando come esempio acqua dolce e salata. Prendi un barattolo pieno di acqua calda. Mettici dentro un uovo e affonderà immediatamente. Successivamente, aggiungi il sale da cucina all'acqua e mescola. L'uovo inizia a galleggiare e più sale, più salirà in alto. Questo perché l'acqua salata ha una densità maggiore dell'acqua dolce. Quindi, tutti sanno che nel Mar Morto (la sua acqua è la più salata) è quasi impossibile annegare. Come puoi vedere, gli esperimenti di fisica possono espandere significativamente gli orizzonti di tuo figlio.

e una bottiglia di plastica

Gli studenti della seconda media iniziano a studiare la pressione atmosferica e i suoi effetti sugli oggetti che ci circondano. Per esplorare questo argomento più a fondo, è meglio condurre esperimenti appropriati in fisica. La pressione atmosferica ci influenza, anche se rimane invisibile. Facciamo un esempio con palloncino. Ognuno di noi può ingannarlo. Poi lo inseriremo bottiglia di plastica, mettiamo i bordi sul collo e lo sistemiamo. In questo modo l'aria potrà fluire solo nella sfera e la bottiglia diventerà un contenitore sigillato. Ora proviamo a gonfiare il palloncino. Non ci riusciremo, poiché la pressione atmosferica nella bottiglia non ce lo permetterà. Quando soffiamo, la palla inizia a spostare l'aria nel contenitore. E poiché la nostra bottiglia è sigillata, non ha nessun posto dove andare e inizia a restringersi, diventando così molto più densa dell'aria nella palla. Di conseguenza, il sistema è livellato ed è impossibile gonfiare il palloncino. Ora faremo un buco sul fondo e proveremo a gonfiare il palloncino. In questo caso non c'è resistenza, l'aria spostata lascia la bottiglia - la pressione atmosferica è equalizzata.

Conclusione

Come puoi vedere, gli esperimenti di fisica non sono affatto complicati e piuttosto interessanti. Cerca di interessare tuo figlio - e i suoi studi saranno completamente diversi, inizierà a frequentare le lezioni con piacere, il che alla fine influenzerà le sue prestazioni.

Molte persone pensano che la scienza sia noiosa e monotona. Questa è l'opinione di chi non ha visto i programmi scientifici di Eureka. Cosa succede nelle nostre “lezioni”? Niente formule noiose e stipate e un'espressione acida sul volto del tuo vicino di scrivania. La nostra scienza, tutti gli esperimenti e le esperienze piacciono ai bambini, la nostra scienza è amata, la nostra scienza dà gioia e stimola l'ulteriore conoscenza di argomenti complessi.

Provalo tu stesso e conduci divertenti esperimenti di fisica per i bambini a casa. Sarà divertente e, soprattutto, molto istruttivo. Tuo figlio è dentro forma di gioco conoscere le leggi della fisica, ma è stato dimostrato che giocando, i bambini imparano il materiale più velocemente e più facilmente e lo ricordano a lungo.

Divertenti esperimenti di fisica che vale la pena mostrare ai tuoi bambini a casa

Esperimenti di fisica semplici e divertenti che i bambini ricorderanno per tutta la vita. Tutto ciò di cui hai bisogno per eseguire questi esperimenti è a portata di mano. Quindi, avanti con le scoperte scientifiche!

Una palla che non brucia!

Oggetti di scena: 2 palloncini, candela, fiammiferi, acqua.

Esperienza interessante: Gonfiamo il primo palloncino e lo teniamo sopra una candela per dimostrare ai bambini che il fuoco farà scoppiare il palloncino.

Versa l'acqua del rubinetto nella seconda palla, legala e riporta le candele sul fuoco. Ed ecco! Cosa vediamo? La palla non scoppia!

L'acqua nella palla assorbe il calore generato dalla candela, quindi la palla non brucia e quindi non scoppia.

Matite miracolose

Dettagli: sacchetto di plastica, matite ordinarie temperate, acqua.

Esperienza interessante: Versare l'acqua in un sacchetto di plastica: non pieno, metà.

Nel punto in cui la borsa è piena d'acqua, foriamo la borsa completamente con le matite. Cosa vediamo? Nei punti di foratura, la borsa non perde. Perché? Ma se fai il contrario: prima fori il sacchetto e poi ci versi dentro l'acqua, l'acqua scorrerà attraverso i fori.

Come avviene un “miracolo”: spiegazione: Quando il polietilene si rompe, le sue molecole vengono attratte amico più vicino ad un amico. Nel nostro esperimento, il polietilene si stringe attorno alle matite e impedisce all'acqua di fuoriuscire.

Palloncino infrangibile

Dettagli: palloncino, spiedino di legno e detersivo per piatti.

Esperienza interessante: Lubrificare la parte superiore e inferiore della palla con detersivo per piatti e forarla con uno spiedino, iniziando dal basso.

Come avviene un “miracolo”: spiegazione: E il segreto di questo “trucco” è semplice. Per preservare l'intera palla, devi sapere dove forare: nei punti di minor tensione, che si trovano nella parte inferiore e superiore della palla.

"Cavolfiore

Dettagli: 4 normali bicchieri d'acqua, coloranti alimentari brillanti, foglie di cavolo o fiori bianchi.

Esperienza interessante: Aggiungi colorante alimentare di qualsiasi colore a ciascun bicchiere e inseriscilo acqua colorata una foglia o un fiore di cavolo. Lasciamo il “bouquet” durante la notte. E al mattino... vedremo che le foglie o i fiori del cavolo sono diventati di colori diversi.

Come avviene un “miracolo”: spiegazione: Le piante assorbono l'acqua per nutrire i fiori e le foglie. Ciò si verifica a causa dell'effetto capillare, in cui l'acqua stessa riempie i tubi sottili all'interno delle piante. Risucchiando l'acqua colorata, le foglie e il colore cambiano.

L'uovo che sapeva nuotare

Dettagli: 2 uova, 2 bicchieri d'acqua, sale.

Esperienza interessante: Metti con cura l'uovo in un bicchiere normale acqua pulita. Vediamo: è annegato, è affondato fino al fondo (se no, l'uovo è marcio ed è meglio buttarlo via).
Ma versatelo nel secondo bicchiere acqua calda e aggiungere 4-5 cucchiai di sale. Aspettiamo che l'acqua si raffreddi, quindi la abbassiamo dentro acqua salata secondo uovo. E cosa vediamo adesso? L'uovo galleggia in superficie e non affonda! Perché?

Come avviene un “miracolo”: spiegazione: È tutta una questione di densità! La densità media di un uovo è molto maggiore della densità dell’acqua normale, quindi l’uovo “affonda”. Una densità soluzione salina di più, e quindi l'uovo “galleggia”.

Esperimento delizioso: caramelle di cristallo

Dettagli: 2 bicchieri d'acqua, 5 bicchieri di zucchero, bastoncini di legno per mini-kebab, carta spessa, bicchieri trasparenti, pentolini, coloranti alimentari.

Esperienza interessante: Prendi un quarto di bicchiere d'acqua, aggiungi 2 cucchiai di zucchero e cuoci lo sciroppo. Allo stesso tempo, versare un po 'di zucchero su carta spessa. Immergete quindi uno spiedino di legno nello sciroppo e raccogliete con esso lo zucchero.

Lascia asciugare i bastoncini durante la notte.

Al mattino sciogliere 5 tazze di zucchero in due bicchieri d'acqua, lasciare raffreddare lo sciroppo per 15 minuti, ma non troppo, altrimenti i cristalli non “cresceranno”. Quindi versare lo sciroppo nei barattoli e aggiungere colorante alimentare multicolore. Abbassiamo gli spiedini con lo zucchero nei barattoli in modo che non tocchino né le pareti né il fondo (puoi usare una molletta). Qual è il prossimo passo? E poi osserviamo il processo di crescita dei cristalli, aspettiamo il risultato per... poterlo mangiare!

Come avviene il “miracolo”: spiegazione: Appena l'acqua comincia a raffreddarsi, la solubilità dello zucchero diminuisce e questo precipita, depositandosi sulle pareti del recipiente e su uno spiedo seminato di granelli di zucchero.

"Eureka"! Scienza senza noia!

C'è un'altra opzione per motivare i bambini a studiare scienze: ordinare uno spettacolo scientifico presso il centro di sviluppo Eureka. Oh, cosa non c'è qui!

Programma spettacolo “Cucina divertente”

Qui i bambini possono vivere emozionanti esperimenti con cose e prodotti disponibili in ogni cucina. I bambini cercheranno di affogare l'anatra mandarina; fai disegni sul latte, controlla la freschezza dell'uovo e scopri anche perché il latte è salutare.

"Trucchi"

Questo programma contiene esperimenti che a prima vista sembrano veri e propri trucchi di magia, ma in realtà sono tutti spiegati usando la scienza. I bambini scopriranno perché il palloncino sopra la candela non scoppia; cosa fa galleggiare un uovo, perché un palloncino si attacca al muro... e altri esperimenti interessanti.

« Fisica divertente»

L'aria pesa, perché la pelliccia tiene al caldo, cosa c'è in comune tra l'esperimento con una candela e la forma delle ali degli uccelli e degli aeroplani, può un pezzo di stoffa trattenere l'acqua, può resistere guscio d'uovo I bambini riceveranno una risposta a queste e ad altre domande partecipando allo spettacolo "Entertaining Physics" di "Eureka".

Questi Esperimenti divertenti in fisica per gli scolari può essere svolto durante le lezioni per attirare l'attenzione degli studenti sul fenomeno studiato, durante la ripetizione e il consolidamento materiale didattico: approfondiscono ed espandono la conoscenza degli scolari, contribuiscono allo sviluppo pensiero logico, instillare interesse per l'argomento.

Questo è importante: la scienza dimostra la sicurezza

• La maggior parte degli oggetti di scena e dei materiali di consumo vengono acquistati direttamente da negozi specializzati di aziende manifatturiere negli Stati Uniti, quindi puoi essere sicuro della loro qualità e sicurezza;
• Centro sviluppo del bambino"Eureka" non lo è spettacoli scientifici materiali tossici o comunque dannosi per la salute dei bambini, oggetti facilmente fragili, accendini e altri materiali “nocivi e pericolosi”;
• Prima di ordinare spettacoli scientifici, ogni cliente può informarsi descrizione dettagliata esperimenti effettuati e, se necessario, spiegazioni sensate;
• Prima dell'inizio dello spettacolo scientifico, i bambini ricevono istruzioni sulle regole di comportamento durante lo spettacolo, e Presentatori professionisti vigilano che tali regole non vengano violate durante lo spettacolo.

Decine e centinaia di migliaia di esperimenti fisici sono stati condotti nel corso dei mille anni di storia della scienza. Non è facile selezionare alcuni dei “migliori” di cui parlare. Quale dovrebbe essere il criterio di selezione?

Quattro anni fa sul giornale" Il Nuovo York Times" è stato pubblicato un articolo di Robert Creese e Stoney Book che riportava i risultati di un sondaggio condotto tra fisici. Ciascun intervistato doveva nominare i dieci esperimenti di fisica più belli dell'intera storia. Secondo noi, il criterio della bellezza non è in alcun modo inferiore ad altri criteri. Pertanto parleremo degli esperimenti che sono stati inclusi nella top ten secondo i risultati del sondaggio di Kreese e Book.

1. Esperimento di Eratostene di Cirene

Uno dei più antichi esperimenti fisici conosciuti, a seguito del quale fu misurato il raggio della Terra, fu effettuato nel III secolo a.C. dal bibliotecario della famosa Biblioteca di Alessandria, Erastotene di Cirene.

Il disegno sperimentale è semplice. A mezzogiorno, di giorno solstizio d'estate, nella città di Siena (oggi Assuan) il Sole era allo zenit e gli oggetti non proiettavano ombre. Nello stesso giorno e alla stessa ora, nella città di Alessandria, situata a 800 chilometri da Siena, il Sole si è discostato dallo zenit di circa 7°. Questo è circa 1/50 cerchio completo(360°), il che significa che la circonferenza della Terra è di 40.000 chilometri e il raggio è di 6.300 chilometri.

Sembra quasi incredibile che una misura così misurata metodo semplice Il raggio della Terra si è rivelato essere solo del 5% meno del valore, ottenuto con i metodi moderni più accurati.

2. L'esperimento di Galileo Galilei

Nel XVII secolo il punto di vista dominante era Aristotele, il quale insegnava che la velocità con cui un corpo cade dipende dalla sua massa. Più pesante è il corpo, più velocemente cade. Osservazioni che ognuno di noi può fare vita quotidiana, sembrerebbe confermarlo.

Prova a lasciare andare uno stuzzicadenti leggero e una pietra pesante allo stesso tempo. La pietra toccherà il suolo più velocemente. Tali osservazioni portarono Aristotele alla conclusione sulla proprietà fondamentale della forza con cui la Terra attrae altri corpi. Infatti, la velocità di caduta è influenzata non solo dalla forza di gravità, ma anche dalla forza di resistenza dell'aria. Il rapporto tra queste forze per gli oggetti leggeri e per quelli pesanti è diverso, il che porta all'effetto osservato. L'italiano Galileo Galilei dubitava della correttezza delle conclusioni di Aristotele e trovò un modo per metterle alla prova. Per fare questo, lasciò cadere nello stesso momento una palla di cannone e un proiettile di moschetto molto più leggero dalla Torre Pendente di Pisa. Entrambi i corpi avevano all'incirca la stessa forma aerodinamica, quindi, sia per il nucleo che per il proiettile, le forze di resistenza dell'aria erano trascurabili rispetto alle forze di gravità.

Galileo ha scoperto che entrambi gli oggetti raggiungono il suolo nello stesso momento, cioè la velocità della loro caduta è la stessa. Risultati ottenuti da Galileo. - conseguenza della legge gravità universale e la legge secondo la quale l'accelerazione subita da un corpo è direttamente proporzionale alla forza che agisce su di esso e inversamente proporzionale alla massa.

3. Un altro esperimento di Galileo Galilei

Galileo misurò la distanza percorsa dalle palline che rotolavano su una tavola inclinata in periodi di tempo uguali, misurata dall'autore dell'esperimento utilizzando un orologio ad acqua. Lo scienziato ha scoperto che se il tempo fosse raddoppiato, le palline rotolerebbero quattro volte ulteriormente. Questa relazione quadratica significava che le sfere si muovevano ad una velocità accelerata sotto l'influenza della gravità, il che contraddiceva l'affermazione di Aristotele, accettata da 2000 anni, secondo cui i corpi su cui agisce una forza si muovono a velocità costante, mentre se non viene applicata alcuna forza al corpo, allora è a riposo.

I risultati di questo esperimento di Galileo, come i risultati del suo esperimento con la Torre pendente di Pisa, servirono in seguito come base per la formulazione delle leggi della meccanica classica.

4. Esperimento di Henry Cavendish

Dopo che Isaac Newton formulò la legge di gravitazione universale: la forza di attrazione tra due corpi di massa Mit, separati tra loro da una distanza r, è pari a F=G(mM/r2), restava da determinare il valore della costante gravitazionale G. Per fare ciò era necessario misurare la forza di attrazione tra due corpi di massa nota. Non è così facile da fare, perché la forza di attrazione è molto piccola.

Sentiamo la forza di gravità della Terra. Ma è impossibile sentire l'attrazione anche di una montagna molto grande nelle vicinanze, poiché è molto debole. Era necessario un metodo molto sottile e sensibile. Fu inventato e utilizzato nel 1798 dal connazionale di Newton Henry Cavendish. Ha usato una scala di torsione: un bilanciere con due sfere sospese su una corda molto sottile. Cavendish misurò lo spostamento del bilanciere (rotazione) mentre altre sfere di massa maggiore si avvicinavano alla bilancia.

Per aumentare la sensibilità, lo spostamento veniva determinato da punti luminosi riflessi da specchi montati sulle sfere oscillanti. Come risultato di questo esperimento, Cavendish fu in grado di determinare con precisione il valore della costante gravitazionale e calcolare per la prima volta la massa della Terra.

5. L'esperimento di Jean Bernard Foucault

Il fisico francese Jean Bernard Leon Foucault dimostrò sperimentalmente la rotazione della Terra attorno al proprio asse nel 1851 utilizzando un pendolo di 67 metri sospeso dalla sommità della cupola del Pantheon parigino. Il piano di oscillazione del pendolo rimane invariato rispetto alle stelle. Un osservatore situato sulla Terra e ruotando con essa vede che il piano di rotazione gira lentamente di lato, direzione opposta rotazione della Terra.

6. Esperimento di Isaac Newton

Nel 1672 Isaac Newton eseguì un semplice esperimento descritto in tutti i libri di testo scolastici. Chiuse le persiane, vi fece un piccolo foro attraverso il quale passò raggio di sole. Un prisma è stato posizionato nel percorso del raggio e uno schermo è stato posizionato dietro il prisma.

Sullo schermo, Newton osservò un "arcobaleno": un raggio bianco di luce solare, passando attraverso un prisma, si trasformò in diversi raggi colorati, dal viola al rosso. Questo fenomeno è chiamato dispersione della luce. Sir Isaac non fu il primo a osservare questo fenomeno. Già all'inizio della nostra era si sapeva che i grandi cristalli singoli origine naturale hanno la proprietà di scomporre la luce in colori. I primi studi sulla dispersione della luce in esperimenti con un prisma triangolare di vetro, ancor prima di Newton, furono condotti dall'inglese Hariot e dal naturalista ceco Marzi.

Tuttavia, prima di Newton, tali osservazioni non erano sottoposte ad un'analisi seria e le conclusioni tratte sulla base non venivano verificate da ulteriori esperimenti. Sia Hariot che Marzi rimasero seguaci di Aristotele, il quale sosteneva che le differenze di colore sono determinate dalle differenze nella quantità di oscurità “mescolata” con la luce bianca. Viola, secondo Aristotele, nasce con la maggiore aggiunta di oscurità alla luce, e il rosso con la minima. Newton effettuò ulteriori esperimenti con prismi incrociati, quando la luce passava attraverso un prisma e poi passava attraverso un altro. Basandosi sulla totalità dei suoi esperimenti, concluse che “nessun colore nasce dal bianco e dal nero mescolati insieme, eccetto quelli scuri intermedi, la quantità di luce non cambia l’aspetto del colore”. Ha dimostrato che la luce bianca dovrebbe essere considerata come un composto. I colori principali vanno dal viola al rosso. Questo esperimento di Newton serve meraviglioso esempio Come persone diverse, osservando lo stesso fenomeno, lo interpretano in modi diversi, e solo coloro che mettono in dubbio la loro interpretazione e conducono ulteriori esperimenti giungono alle conclusioni corrette.

7. Esperimento di Thomas Young

Fino all’inizio del XIX secolo prevalevano le idee sulla natura corpuscolare della luce. Si riteneva che la luce fosse costituita da singole particelle: i corpuscoli. Anche se i fenomeni di diffrazione e interferenza della luce furono osservati da Newton (“gli anelli di Newton”), il punto di vista generalmente accettato rimase corpuscolare. Osservando le onde sulla superficie dell'acqua da due sassi lanciati, si può vedere come, sovrapponendosi, le onde possano interferire, cioè annullarsi o rinforzarsi a vicenda. Sulla base di ciò, il fisico e medico inglese Thomas Young condusse nel 1801 degli esperimenti con un raggio di luce che passava attraverso due fori di uno schermo opaco, formando così due sorgenti luminose indipendenti, simili a due sassi gettati nell'acqua. Di conseguenza, osservò uno schema di interferenza costituito da frange alternate scure e bianche, che non si potrebbero formare se la luce fosse costituita da corpuscoli. Le strisce scure corrispondevano alle aree in cui le onde luminose provenienti dalle due fenditure si annullano a vicenda. Apparivano strisce luminose dove le onde luminose si rinforzavano a vicenda. Pertanto, è stata dimostrata la natura ondulatoria della luce.

8. Esperimento di Klaus Jonsson

Il fisico tedesco Klaus Jonsson condusse nel 1961 un esperimento simile all'esperimento di Thomas Young sull'interferenza della luce. La differenza era che invece dei raggi di luce, Jonsson usò fasci di elettroni. Ottenne una figura di interferenza simile a quella osservata da Young per le onde luminose. Ciò confermò la correttezza delle disposizioni della meccanica quantistica sulla natura mista ondulatoria-corpuscolare delle particelle elementari.

9. Esperimento di Robert Millikan

L’idea che la carica elettrica di qualsiasi corpo sia discreta (cioè costituita da un insieme più o meno grande di cariche elementari non più soggette a frammentazione) risale agli inizio XIX secolo ed è stato sostenuto da fisici famosi come M. Faraday e G. Helmholtz. Nella teoria è stato introdotto il termine "elettrone", che denota una certa particella, il portatore di una carica elettrica elementare. Questo termine, però, a quel tempo era puramente formale, poiché né la particella stessa né la carica elettrica elementare ad essa associata erano state scoperte sperimentalmente.

Nel 1895, K. Roentgen, durante esperimenti con un tubo a scarica, scoprì che il suo anodo, sotto l'influenza dei raggi che volavano dal catodo, era in grado di emettere i propri raggi X, o raggi Roentgen. Nello stesso anno, il fisico francese J. Perrin dimostrò sperimentalmente che i raggi catodici sono un flusso di particelle caricate negativamente. Ma, nonostante il colossale materiale sperimentale, l'elettrone rimase una particella ipotetica, poiché non esisteva un solo esperimento a cui avrebbero partecipato i singoli elettroni. Il fisico americano Robert Millikan ha sviluppato un metodo che è diventato un classico esempio di elegante esperimento di fisica.

Millikan riuscì a isolare diverse goccioline d'acqua cariche nello spazio tra le armature di un condensatore. Illuminando con raggi X è stato possibile ionizzare leggermente l'aria tra le piastre e modificare la carica delle goccioline. Quando il campo tra le piastre veniva attivato, la gocciolina si muoveva lentamente verso l'alto sotto l'influenza dell'attrazione elettrica. Quando il campo è stato spento, si è abbassato sotto l'influenza della gravità. Accendendo e spegnendo il campo è stato possibile studiare ciascuna delle goccioline sospese tra le piastre per 45 secondi, dopodiché evaporavano. Nel 1909 fu possibile determinare che la carica di qualsiasi gocciolina era sempre un multiplo intero del valore fondamentale e (carica dell'elettrone). Questa era una prova convincente che gli elettroni erano particelle con la stessa carica e massa. Sostituendo le goccioline d'acqua con goccioline d'olio, Millikan riuscì ad aumentare la durata delle osservazioni a 4,5 ore e nel 1913, eliminando una ad una possibili fonti di errore, pubblicò il primo valore misurato della carica dell'elettrone: e = (4,774 ± 0,009 ) x 10-10 unità elettrostatiche.

10. Esperimento di Ernst Rutherford

All'inizio del 20° secolo divenne chiaro che gli atomi sono costituiti da elettroni caricati negativamente e da una sorta di carica positiva, grazie alla quale l'atomo rimane generalmente neutro. Tuttavia, c’erano troppe ipotesi su come sarebbe questo sistema “positivo-negativo”, mentre chiaramente mancavano dati sperimentali che permettessero di fare una scelta a favore dell’uno o dell’altro modello.

La maggior parte dei fisici accettò il modello di J.J. Thomson: un atomo come una palla positiva uniformemente carica con un diametro di circa 10-8 cm con elettroni negativi fluttuanti all'interno. Nel 1909, Ernst Rutherford (assistito da Hans Geiger e Ernst Marsden) condusse un esperimento per comprendere l'effettiva struttura dell'atomo. In questo esperimento, particelle alfa pesanti caricate positivamente che si muovevano a una velocità di 20 km/s passavano attraverso una sottile lamina d'oro e venivano disperse sugli atomi d'oro, deviando dalla direzione originale del movimento. Per determinare il grado di deviazione, Geiger e Marsden dovettero utilizzare un microscopio per osservare i lampi sulla piastra dello scintillatore che si verificavano nel punto in cui la particella alfa colpiva la piastra. Nel corso di due anni sono stati contati circa un milione di brillamenti ed è stato dimostrato che circa una particella su 8000, a seguito dello scattering, cambia la direzione del suo moto di oltre 90° (cioè torna indietro). Ciò non potrebbe accadere nell’atomo “sciolto” di Thomson. I risultati supportano chiaramente il cosiddetto modello planetario dell'atomo: un nucleo minuscolo e massiccio che misura circa 10-13 cm ed elettroni che ruotano attorno a questo nucleo a una distanza di circa 10-8 cm.