. ” The Elegant Universe ” Nauka jestperspektywa, według Brian Greene , profesor Columbia University i autor Uczy , jak wziąć na tej perspektywy w życiu codziennym jestekscytujące cel i pozwala studentom uczyć się praktycznych , przydatnych inżynieria odbędzie zainteresowania i pobudzić kreatywność. Projektów naukowych , które pomagają studentom w codziennym życiu to eksperymenty , które odkrywają relacje ciśnienia, temperatury komponentów elektromagnetycznych światła , elektryczności statycznej, widzenia obuocznego 3D i podmiotowości zmysłów . Ciśnienie na temperaturę związku
Od zrozumienia silniki spalinowe do przewidywania , czy wzorów ,bezpośredni związek między temperatury i ciśnienia jest podstawową właściwością gazów spotykanych w życiu codziennym . Prosty sposób , aby wykazać to z hands-on projekt naukowy wymaga dwu- litrowa butelka sody, nadmuchiwane balony i dwie miski z ciepłą i zimną wodą . Pierwsza okładka otwarcie butelki sody z opróżnionym balonu ; Powietrze wewnątrz butelki będzie w temperaturze pokojowej, w tym punkcie eksperymentu. Następnie zanurzyć tyle butelki , jak to możliwe w misce z gorącą wodą ; obserwować zmianę ciśnienia powietrza, gdyzaczyna się napompować balon . Ciśnienia w zamkniętej przestrzeni jest związana z energią kinetyczną cząsteczek powietrza ; jako wzrostem temperatury powietrza , cząsteczki będą odbijać się wokół butelki z większą energią , w ten sposób zwiększając ciśnienie w balonie . Następnie przenieść butelki do miski z zimną wodą, która będzie bezpośrednio powodowaćbalon opróżnianie , jaktemperatura powietrza chłodzi iciśnienie w butelce spada . Jeśliwoda jest wystarczająco niska ,balon może faktycznie odwrócić się jako jest zasysany do butelki ze względu na niskie ciśnienie .
Preparacyjne światła
białe światło składa o wszystkie kolory spektrum światła widzialnego . Tęcze powstają, gdy światło białe promienie słońca przechodzą przez pary wodnej w powietrzu , która rozbija światło na jego długości fal składowych energii elektromagnetycznej . Z pryzmatu szklanego lub spektroskopu , światło może być podobnie podzielono na swoich falach koloru, za pomocą procesu znanego jako załamania , do obserwacji w projekcie naukowym . Promieniowanie elektromagnetyczne jest wszechobecne , najbardziej oczywiście obecne w codziennym życiu w postaci światła widzialnego . Wyjaśnij uczniom , że wszystkie kolory , które widzą przez cały dzień składają się z tej energii elektromagnetycznej ; pryzmaty i może być stosowany Spektroskopy obserwować tę właściwość światła pierwszej ręki . Jako dodatkową działalność , filtry wykorzystanie kolorów ograniczyć przechodzenie światła przez pryzmat lub spektroskopu ; na przykład ,fioletowy filtr pozwoli tylko niebieskie światła do pryzmatu , więc tylko niebieskie i czerwone światło wyjdzie poświatło zostało załamane .
3D Illusions
zabawy nauki projektu zwiedzania jak lornetki wizja pozwala ludziom zobaczyć świat w trzech wymiarach , dać studentom kawałek papieru , zestaw okularów 3D , oraz parę różowe i niebieskie znaczniki fluorescencyjne . Polecić uczniom narysować prosty obraz z niebieski znacznik , który może być łatwo replikowane , takich jak postać sztyftu lub kwadratu . Wtedy studenci zwrócić ten sam obraz na górze oryginalnego rysunku tylko nieznacznie przesunięte tak,dwóch nie są bezpośrednio nałożony ; odnieść się do sekcji zasobów na przykładach , jak należy to zrobić . Zachęcić uczniów do eksperymentowania z ich rysunków i zaczną zobaczyć, jak pojawiają się ich zdjęcia , aby przejść na inną stronę, z powodu efektu filtrowania kolorów . Wyjaśnij uczniom , że obrazy dwuwymiarowe , takie jak zdjęcia na papierze , zwykle nie mają trzeci wymiar , ponieważ oba oczy widzą dokładnie ten sam obraz . Głębokość może być postrzegana tylko wtedy, gdy twój mózg odbiera dwa obrazy tego samego obiektu z nieco różnymi kątami , co jest zwykle możliwe tylko wtedy, gdy obiekt rzeczywiście ma trzy wymiary . Okulary 3D produkować ten efekt sztucznie przez filtrowanie niebieskie kolory w jednym oku (niebieski filtr) i czerwone kolory winny (czerwony filtr) . Stwarza to dwa lekko przesunięte obrazy tego samego obiektu ; mózg , a następnie wykonuje tę informację i interpretuje to jako trójwymiarowy obiekt , pomimo , iż jest wystawiony na płaskim ekranie lub kawałka papieru. Ta sztuczka z oczami i umysłem wyjaśnia wiele o tym, jak ludzie obuocznego widzenia pozwala zobaczyć dwa nieco różne obrazy i połączyć je w produkcie końcowym 3D w mózgu .
Względność
temperatura
znaczenie przy użyciu urządzeń pomiarowych w codziennym życiu można zauważyć , gdy biorąc pod uwagę jak ludzie postrzegają temperatury na „względny ” skali . Na przykład , skoki do basenu po siedzi w wannie z hydromasażem na dłuższy okres toszokujące doświadczenie . Mózg skupi się na zmianę temperatury w tym przypadku , zamiast temperatury bezwzględnej albo środowiska. Projekt naukowy wykazać tego zjawiska w klasie wymaga trzy miski i dostęp do ciepłej i zimnej wody . Rozmieszczanie miski z rzędu , zpierwszym i ostatnim wypełnione ciepłą i zimną wodą , odpowiednio. Następnie miesza część ciepłą i zimną wodę ze sobą w środkowej miski do tworzenia w sposób obojętny roztwór; trzy miski powinna posiadać w przybliżeniu taką samą ilość wody w tym miejscu . Zaproś dwóch ochotników z klasy do udziału w eksperymencie . Instruować pierwszy student zanurzyć rękę w gorącej wodzie , a drugi w zimnej wodzie przez około 20 sekund . Na koniec , powiedz uczniom jednocześnie przenieść ręce z gorącą lub zimną wodą do temperatury pokojowej , średniej miski i poprosić ich , aby opisać każdą temperaturę tej wody . Studenci zawsze dają różne odpowiedzi , pomimo faktu, że są one wyraźnie mówi o tej samej misce z wodą . Student , który rozpoczął się w gorącej wodzie opisuje środkowy miski jak lód zimna , podczas gdy drugi uczeń będzie postrzegał tę samą wodę jak gorący w dotyku . Wyjaśnij, że żaden z uczniów nie są prawidłowe w ich percepcji ; względności wyników temperatury w bardzo różnych doświadczeń , w zależności od temperatury wody dostosowane do ucznia na początku eksperymentu . Również podkreślić, żewzględność temperatury doświadcza na co dzień , jak poruszać się między różnymi środowiskami w zmiennych temperaturach .