Научные опыты: 8 чертовски увлекательных научных опытов для детей – веселые, необычные и познавательные эксперименты

Цветы Дарвина

Большинство людей знакомы с деятельностью Чарльза Дарвина и с его знаменитым путешествием в Южную Америку. Он сделал свои наиболее важные открытия на Галапагосских островах, где каждый из 20 островов обладал своим уникальным набором видов, идеально адаптированных для проживания в тех условиях. Но мало кто знает об экспериментах Дарвина после того, как он вернулся в Англию. Некоторые из них были сосредоточены на орхидеях.

В процессе выращивания и изучения нескольких видов орхидей, он понял, что сложные цветки орхидей – это адаптация, позволяющая цветам привлекать насекомых, которые затем переносят пыльцу на соседние растения. Каждое насекомое специально предназначено для опыления одного типа орхидеи. Взять, к примеру, орхидею Вифлеемская звезда (Angraecum sesquipedale), нектар в которой хранится на глубине 30 сантиметров. Дарвин предугадал, что обязательно должно быть насекомое, которое опыляет этот вид орхидеи. Конечно, в 1903 году, ученые открыли вид под названием сумеречная бабочка, обладающая длинным хоботком, который может дотянуться до нектара этого вида орхидеи.

Дарвин использовал данные, которые он собрал об орхидеях и их насекомых опылителях для укрепления своей теории естественного отбора. Он утверждал, что перекрестно опыляемые орхидеи более жизнеспособны, чем самоопыляемые, поскольку самоопыление снижает генетическое разнообразие, что, в конечном итоге, оказывает прямое воздействие на выживаемость вида. Так, три года спустя, после того, как он впервые описал естественный отбор в «О происхождении видов», Дарвин провел еще несколько экспериментов на цветах и укрепил свои утверждения о рамках эволюции.

Расшифровка ДНК

Джеймс Уотсон (James Watson) и Фрэнсис Крик (Francis Crick) подошли очень близко к расшифровке ДНК, но их открытия в значительной степени зависят от работ Альфреда Херши (Alfred Hershey) и Марты Чейз (Martha Chase), они в 1952 году провели известный по сей день эксперимент, который помог им определить как молекулы ДНК связаны с наследственностью. Херши и Чейз работали с типом вируса, известного как бактериофаг. Этот вирус, состоящий из белковой оболочки, окружает нить ДНК, заражает бактериальную клетку, что программирует ее на производство новых зараженных клеток. Затем вирус убивает клетку и на свет появляются новые вирусы. Херши и Чейз знали об этом, но, при этом, они не знали, какой компонент – белок или ДНК – был ответственен за происходящее. Они не знали это до проведения своего гениального «блендер» эксперимента, который вывел их на ДНК рибонуклеиновые кислоты.

После эксперимента Херши и Чейз многие ученые, такие как Розалинд Франклин (Rosalind Franklin) сосредоточились на изучении ДНК и его молекулярную структуру. Франклин использовал технику, называемую рентгеновской дифракцией для изучения ДНК. Она подразумевает «вторжение» Х-лучей в волокна очищенной ДНК. При взаимодействии лучей с молекулой, они «сбиваются» с первоначального курса и становятся дифрагированными. Далее дифрагированные лучи образуют картинку уникальной молекулы, готовой для анализа. Знаменитая фотография Франклина показывает Х-образную кривую, которую Уотсон и Крик обозначили как «подпись молекулы ДНК». Они смогли также определить ширину спирали, глядя на изображение Франклина.

Первая вакцинация

До полной глобальной ликвидации оспы в конце 20 века, это заболевание представляло собой серьезную проблему. В 18 веке, заболевание вызванное вирусом оспы, убивало каждого десятого ребенка, родившегося в Швеции и Франции. «Поимка» вируса было единственной возможностью «лечения». Это привело к тому, что люди сами пытались поймать вирус из гнойных язв. К сожалению, многие из них умерли при опасной попытке самостоятельной прививки.

Эдвард Дженнер (Edward Jenner), британский врач, начал изучать вирус и разрабатывать эффективные методы лечения. Генезисом его экспериментов стало наблюдение того, что доярки, проживающие в его родном городе, часто заражались вирусом коровьей оспы, несмертельным заболеванием, похожим на обычную оспу. Доярки, которые заражались коровьей оспой, казалось, были защищены от инфекции оспы, поэтому в 1796 году Дженнер решил проверить, может ли человек развить иммунитет к обычной оспе, если его заразить вирусом коровьей оспы. Мальчика, над которым Дженнер решил провести свой эксперимент, звали Джеймс Фиппс (James Phipps). Дженнер сделал надрез на руке Фиппса и заразил его коровьей оспой. Через некоторое время мальчик выздоровел. 48 дней спустя доктор ввел в его организм вирус обычной оспы и обнаружил у мальчика иммунитет.

Сегодня ученые знают, что вирусы коровьей и обычной оспы настолько похожи, что иммунная система человека не в состоянии их отличить.

Доказательство существования атомного ядра

Физик Эрнест Резерфорд (Ernest Rutherford) уже выиграл Нобелевскую премию в 1908 году за свои радиоактивные работы, при этом в тот период времени он также начал проводить эксперименты по выявлении структуры атома. Эксперименты были основаны на его предыдущих исследованиях, которые показали, что радиоактивность состоит из двух типов лучей – альфа и бета. Резерфорд и Ганс Гейгер (Hans Geiger) установили, что альфа-лучи – это потоки положительно заряженных частиц. Когда он выпускал альфа-частицы на экран, они создавали четкое и резкое изображение. Но если между источником альфа-излучения и экраном располагался тонкий лист из слюды, то полученное изображение было размытым. Было ясно, что слюда рассеивала некоторые альфа-частицы, но как и почему это происходило, на тот момент не было понятно.

В 1911 году, физик расположил тонкий лист золотой фольги между источником альфа-излучения и экраном, толщиной 1-2 атома. Также он разместил еще один экран перед источником альфа-излучения для того, чтобы понять какие из частиц отклоняются назад. На экране позади фольги, Резерфорд наблюдал диффузную картину, аналогичную той, какую он видел при использовании листа из слюды. Увиденное на экране перед фольгой очень удивило Резерфорда, поскольку несколько альфа-частиц отскочили прямо назад. Резерфорд заключил, что сильный положительный заряд, находящийся в сердце атомов золота, отправил альфа-частицы обратно к источнику. Он назвал этот сильный положительный заряд «ядром», и заявил, что по сравнению с общим размером атома, его ядро должно быть очень мало, в противном случае назад бы вернулось гораздо большее количество частиц. Сегодня ученые аналогично Резерфорду визуализируют атомы: маленькие, положительно заряженные ядра в окружении большого, в основном пустого пространства, в котором обитает несколько электронов.

Рентген

Мы уже говорили выше о рентгеновской дифракции исследований Франклина, но проделанной работой он многим обязан Дороти Кроуфут Ходжкин (Dorothy Crowfoot Hodgkin), одной из трех женщин, которым удалось выиграть Нобелевскую премию по химии. В 1945 году Ходжкин считалась одной из ведущих специалистов мира, практикующих методы рентгеновской дифракции, поэтому не удивительно, что именно она, в конце концов, показала структуру одного из важнейших на сегодняшний день химических веществ в медицине – пенициллина. Александр Флеминг обнаружил убивающее бактерии вещество еще в 1928 году, но ученым потребовалось еще некоторый период времени для того, чтобы очистить вещество в целях разработки эффективного лечения. Таким образом, при помощи атомов пенициллина Ходжкин удалось создать полусинтетические производные пенициллина, что оказалось революцией в борьбе с инфекциями.

Исследования Ходжкин стали известными как рентгеновская кристаллография. Химики впервые кристаллизировали соединения, которые они хотели проанализировать. Это был вызов. После того, как испытания кристаллов пенициллина провели две разные компании, Ходжкин пустила рентгеновские волны через кристаллы и позволила радиации «проникнуть в исследуемый объект». При взаимодействии Х-лучей с электронами исследуемого объекта, лучи становились немного дифрагированными. Это привело к появлению четкого рисунка из точек на фотопленке. Проанализировав положение и яркость этих точек и выполнив множество расчетов, Ходжкин точно определила, как располагаются атомы в молекуле пенициллина.

Несколько лет спустя она использовала эту же технологию при выявлении структуры витамина В12. Она получила Нобелевскую премию по химии в 1964 году, честь, которой не удостоилась больше ни одна другая женщина.

Возникновение жизни

В 1929 году биохимики Джон Холдейн (John Haldane) и Александр Опарин независимо друг от друга предположили, что в ранней атмосфере Земли отсутствовал свободный кислород. В тех суровых условиях, они предположили, органические соединения могли формироваться из простых молекул, получая серьезный заряд энергии, будь то ультрафиолетовое излучение или яркий свет. Холдейн также добавил, что океаны, вероятно, были первыми источниками этих органических соединений.

Американские химики Гарольд Юри (Harold Urey) и Стэнли Миллер (Stanley Miller) решили проверить гипотезы Опарина и Холдейна в 1953 году. Им удалось воссоздать раннюю атмосферу Земли путем тщательной работы над контролируемой, закрытой системой. Роль океана играла колба с нагретой водой. После того, как водяной пар поднимался и собирался в другой емкости, Юрии и Миллер добавляли водород, метан и аммиак для того, чтобы сымитировать безкислородную атмосферу. Затем в колбе образовывались искры, представляющие свет в смеси газов. Наконец, конденсатор охлаждал газы в жидкости, которую они затем брали на анализ.

Спустя неделю, Юрии и Миллер получили удивительные результаты: в охлажденной жидкости в изобилии присутствовали органические соединения. В частности, Миллер обнаружил несколько аминокислот, в том числе глицин, аланин и глутаминовую кислоту. Аминокислоты – это строительные элементы белков, которые сами являются ключевыми компонентами и клеточных структур и клеточных ферментов, ответственных за функционирование важных химичексих реакций. Юри и Миллер пришли к выводу, что органические молекулы вполне могли выжить в безкислородной среде, что, в свою очередь, не заставило ждать появление простейших организмов.

Создание света

Когда в 19 веке появился свет, он так и остался загадкой, которая вдохновляла на проведение многих увлекательных экспериментов. К примеру, «двухщелевый эксперимент» Томаса Юнга (Thomas Young), который показал, как ведут себя световые волны, но не частицы. Но тогда еще не знали, как быстро свет путешествует.

В 1878 году физик А.А.Майкельсон (A.A. Michelson) провел эксперимент для того, чтобы рассчитать скорость света и доказать, что это конечная, измеряемая величина. Вот что он сделал:

1. Во-первых, он разместил два зеркала далеко друг от друга на разных сторонах дамбы возле университетского городка, расположив их так, что падающий свет отражался от одного зеркала и возвращался назад. Он измерил расстояние между зеркалами и обнаружил, что оно равнялось 605, 4029 метров.

2. Далее Майкельсон использовал паровой вентилятор для того, чтобы сторона одного из зеркал вращалась со скоростью 256 оборотов в секунду. Второе зеркало оставалось неподвижным.

3. При помощи линз он сфокусировал луч света на неподвижном зеркале. Когда луч света касался неподвижного зеркала, он отскакивал и отражался во вращающемся зеркале, возле которого Майкельсон разместил специальный экран. В связи с тем, что второе зеркало вращалось, траектория возвращения светового пучка незначительно изменилась. Когда Майкельсон измерил эти отклонения, он получил цифру 133 мм.

4. Используя полученные данные, ему удалось измерить скорость света, равную 186380 миль в секунду (299 949 530 километра). Допустимое значение для скорости света на сегодняшний день составляет 299 792 458 км в секунду. Измерения Майкельсона показали на удивление точный результат. Более того, в распоряжении ученых сейчас находятся более точные представления о свете и основ, на которых строятся теория квантовой механики и теория относительности.

Открытие радиации

1897 год был очень важным для Марии Кюри. Родился ее первый ребенок, а спустя всего несколько недель после его рождения она отправилась искать тему для докторской диссертации. В конце концов, она решила изучать «урановые лучи», впервые описанные Анри Беккерелем (Henri Becquerel). Беккерель открыл эти лучи случайно, когда он оставил соли урана, завернув их в непрозрачный материал вместе с фотопластинками в темной комнате, а вернувшись, обнаружил, что фотопластинки полностью засвечены. Мари Кюри выбрала для изучения эти таинственные лучи для того, чтобы выявить и другие элементы, действующие подобным образом.

Уже на раннем этапе изучения Кюри поняла, что торий вырабатывает такие же лучи, как и уран. Она начала маркировать эти уникальные элементы, как «радиоактивные» и быстро осознала, что сила радиации, вырабатываемая ураном и торием, зависит от количества тория и урана. В конце концов, ей удастся доказать, что лучи – это свойства атомов радиоактивного элемента. Само по себе это было революционное открытие, но Кюри это остановило.

Она обнаружила, что настуран (уранинит) более радиоактивен, чем уран, это натолкнуло ее на мысль, что наверняка в естественных минералах существует неизвестный ей элемент. Ее муж Пьер присоединился к исследованиям, и они систематически уменьшали количества настурана до тех пор, пока не обнаружили новый изолированный элемент. Они назвали его полонием, в честь родины Марии Польши. Вскоре после этого, они обнаружили другой радиоактивный элемент, который они назвали радием, от латинского «луч». Кюри завоевала две Нобелевские премии за свою работу.

Собачьи дни

Знаете ли вы, что Иван Павлов, российский физиолог и химик, а также автор эксперимента по выработке у собак слюноотделения и прививания им условного рефлекса, совсем не был заинтересован в психологии или поведении? Его интересовали темы пищеварения и кровообращения. На самом деле, он изучал систему пищеварения собак, когда открыл то, что сегодня нам известно, как «условные рефлексы».

В частности, он пытался понять наличие взаимосвязи между слюноотделением и работой желудка. Незадолго до этого, Павлов уже отметил, что желудок не начинает переваривать пищу без слюноотделения, которое происходит в первую очередь. Другими словами, рефлексы в вегетативной нервной системе тесно связывают друг с другом эти два процесса. Далее Павлов решил узнать, смогут ли внешние раздражители повлиять на пищеварение аналогичным образом. Чтобы это проверить, он начал во время приема пищи собакой включать и выключать свет, тикать метрономом и сделал слышимым звучание зуммера. В отсутствии этих раздражителей, у собак происходило слюноотделение только тогда, когда они видели и ели пищу. Но спустя некоторое время, у них начиналось слюноотделение при стимуляции звуком и светом, даже если им в это время не давали еды. Павлов также обнаружил, что этот тип условного рефлекса умирает, если стимул слишком часто «неправильно» использовать. К примеру, если звуковой сигнал собака слышит часто, но при этом не получает еды, то через какое-то время, она перестает реагировать на звук слюноотделением.

Павлов опубликовал полученные результаты в 1903 году. Год спустя он получил Нобелевскую премию в области медицины, причем не за свою работу по условным рефлексам, а «в знак признания его работ по физиологии пищеварения, благодаря которым знания о жизненно-важных аспектах были преобразованы и расширены».

Подчинение авторитету

Эксперименты Стэнли Милграма (Stanley Milgram), которые он проводил в 1960-х годах, и по сей день квалифицируются как одни из самых известных и противоречивых научных экспериментов. Милграм хотел выяснить, как далеко сможет зайти обычный человек в причинении боли другому человеку под давлением авторитета. Вот что он сделал:

1. Милграм набрал добровольцев, обычных людей, которые должны были по приказу причинить другим добровольцам-актерам некоторую боль. Экспериментатор играл роль авторитета, который на время исследования постоянно присутствовал в помещении.

2. Авторитет перед началом каждого испытания продемонстрировал ничего не подозревавшим добровольцам, как пользоваться шок – аппаратом, который мог поражать человека разрядом в 15-450 вольт (повышенный уровень опасности).

3. Далее ученый отметил, что они должны протестировать, как шоковое потрясение может улучшить запоминание слов при помощи ассоциаций. Он поручил добровольцам в процессе эксперимента «награждать» добровольцев-актеров шоковыми ударами за неправильные ответы. Чем больше было неправильных ответов, тем выше уровень напряжения на аппарате. Причем, стоит отметить, что аппарат был сделан на высшем уровне: над каждым выключателем было написано соответствующее ему напряжение, от «слабого удара» до «труднопереносимого удара», прибор был оснащен множеством панелей со стрелочными вольтметрами. То есть усомниться в подлинности эксперимента у испытуемых не было возможности, причем исследование было построено так, что на каждый верный ответ было три ошибочных и авторитет говорил добровольцу каким «ударом» наказать «неспособного ученика».

4. «Учащиеся» кричали, когда получали шоковые удары. После того, как сила удара превышала 150 вольт, они требовали освобождения. При этом, авторитет призывал добровольцев продолжать эксперимент, не обращая внимания на требования «учащихся».

5. Некоторые участники эксперимента пожелали его покинуть после достижения наказания в 150 вольт, но большинство продолжали, пока не достигли максимального шокового уровня в 450 вольт.

По окончанию экспериментов, многие высказывались относительно неэтичности данного исследования, но полученные результаты были впечатляющими. Мильграм доказал, что обычные люди могут причинить боль невинному человеку просто потому, что получили такую команду от властного авторитета.

Интересные факты про научные эксперименты

Эксперимент является одним из наиболее информативных методов познания. Благодаря экспериментам нам удается исследовать мир за актуальное время во всем его многообразии реакций. Планирование экспериментов позволяет за минимальное число попыток достигать достоверных результатов. Но в истории развития науки проводились иногда поистине необычные опыты.

1. Исаак Ньютон

В детские годы Ньютон был слабым, болезненным мальчиком и обычно в детских играх частенько проигрывал сверстникам. Но в 1658 году 3 сентября над Англией поднялся сильный ветер, который совпал со смертью Оливера Кромвеля. Пока взрослое население обсуждало связь между этими событиями, дети в городке Грэнтеме прыгали в длину. Исаак заметил, что по ветру прыгать легче и победил в соревнованиях. Несколько позже Ньютон провел серию научных экспериментов по прыжкам по ветру, против ветра и в безветренную погоду, на основе чего сделал выводы о силе ветра и выразил ее в футах

2. Христиан Доплер (1803-1853) и Христофор Бейс-Баллот (1817-1890)

Посылкой для эксперимента> стала теория колебаний Доплера. Он обосновал, что частота колебаний света и звука зависит от взаимного расположения источника и наблюдателя, сближаются они или удаляются друг от друга.

Бейс-Баллот попытался проверить эту теорию на практике в 1854 году. Он разместил на нанятой грузовой платформе двух трубачей, которые по очереди должны были играть непрерывную ноту соль.

Платформу вдоль перрона должен был таскать паровоз, а на перроне полустанка стояли несколько музыкантов с абсолютным слухом. Их задачей было – фиксировать какую ноту они слышат. После окончания первой стадии музыканты и трубачи поменялись местами, теперь на поезде ездили слушатели, а трубачи стояли на перроне. Два дня экспериментов подтвердили закон Доплера.

3. Рональд Эймлер Фишер (1890-1962)

В 1910-1941 Фишер работал на агробиологической станции как ботаник. Все сотрудники были мужчинами, но вот в коллективе появилась единственная женщина. Для нее было решено устраивать традиционные файф-о-клоки. В первый же день в лаборатории близ Лондона завязался спор о правилах приготовления чая. Главным вопросом стали правила добавления молока – доливать ли его в чай или чай в молоко.

Мюриэль Бристоль заявила, что сможет легко отличить правильный чай (когда молоко доливают в чай). Эта традиция укоренилась среди знати из-за фарфоровой посуды, которая бы просто лопалась, если бы сначала в чашку налили холодное молоко, а потом горячий чай. Ученые решили тут же провести эксперимент, в соседней комнате приготовили чай и подали даме. Она, что интересно, правильно угадала все чашки.

А Фишер задумался о достоверности результатов экспериментов, о том, сколько должно быть проведено опытов… Итогом в 1925 году стала фундаментальная работа «Статистические методы для научных сотрудников», которая положило начало математической статистике.

4. Люэлла и Уинтроп Келлог

В 10-х годах прошлого века Надежда Ладыгина пыталась воспитать из шимпанзе человека. У нее был годовалый детеныш и за 3 года эксперимент не дал положительных результатов. Под влиянием историй о детях-маугли в 1931 году американские биологи Люэлла и Уинтроп Келлог попытались повторить эксперимент Ладыгиной. Существенным отличием стал возраст шимпанзе (7 месяцев) и наличие в семье десятимесячного ребенка.

Идея была в том, что при совместном воспитании, постоянном взаимодействии малышей. Шимпанзе Гуа очень быстро адаптировалась и подружилась с маленьким Дональдом. Все что касалось «детей» фиксировалось супругами: отношение к запахам, реакция на незнакомые предметы, звуки. Как оказалось, именно шимпанзе быстрее соображал, как достать печенье или определял источник звука. Но зато мальчик сразу нашел применение карандашу, а обезьяну пришлось учить рисовать.

Но эксперимент закончился полным провалом. Обезьяна признаков очеловечивания не проявляла – она не научилась говорить, ее смущала необычная одежда на знакомых людях, не справилась даже с простейшими «ладушками». Зато научилась есть ложкой, иногда ходить на двух ногах, понимать некоторые слова человеческой речи. А вот Дональд за 9 месяцев выучил всего 3 слова, зато выражал свои желания обезьяньими звуками. В результате Гуа вернули в питомник, а эксперимент прервали.

5. Джон Дальтон (1766–1844)

Дальтон совершил немало интересных открытий в химии и физике, но больше запомнился первым описанным случаем врожденного нарушения распознавания цветов.

Он не замечал отличий в своем зрении, пока в 1790 году не занялся изучением ботаники, чтением монографий и справочников. Тогда для него огромную проблему представляли описания цветов в пурпурными, розовыми или красными лепестками. Все они для него не отличались от синих. Ему приходилось часто спрашивать какого цвета растение, что вызывало недоумение у окружающих. Кстати, при помощи цветных рисунков в финской армии определяют, здоровы ли их новобранцы — мы описали это в своем посте под названием Тест на проблемы с головой

Только брат понимал Дальтона, так как сам страдал таким же расстройством. Дальтон подробно описал различие между своим цветовосприятием и других людей. У него возникла гипотеза, что в его глазах есть некий синий светофильтр. В результате Дальтон оговорил в завещании, чтобы его лаборант извлек глаз и провел исследование. Синего фильтра в глазах обнаружено не было, выдвинуто предположение, что в заболевании виноват глазной нерв. А сам глаз до сих пор хранится в Манчестерском литературно-философском обществе в банке со спиртом.

6. Альфред Рассел Уоллес (1823-1913)

Научные эксперименты в географии очень редки, а потому на этот Блог Рыбалыч хочет обратить особое внимание. Альфред Рассел Уоллес был соратником Дарвина, натуралистом, путешественником, географом, биологом и антропологом.

В начале 1870 году Уоллесу попалась заметка в журнале с предложением пари на 500 фунтов. Джон Хэмден доказывал, что Земля – плоский диск и обещал выплатить премию каждому, кто докажет что это не так.

Уоллес выбрал для демонстрации прямой участок канала длинно 6 миль с мостами на концах. На одном конце он установил подзорную трубу, по центру канала – вешку с черным кружком на самом верху, и на дальнем мосту – доску-мишень. Все приборы располагались на одинаковой высоте. Если бы Земля была плоска, то черная полоса на мишени и кружок на вешке совпали. Но как и предсказывалось – они не совпали. Люди Хэмдена заявили, что несовпадения вызвано особенностями телескопа. На основании чего Хэмден отказался платить, но через несколько лет Уоллес все же выиграл суд и пари.

7. У. Дж. Бил

Американский ботаник в 1879 году начал самый длинный биологический эксперимент. Он закопал 20 бутылок с семенами сорных трав в землю. После этого регулярно (каждые 5, 10, а позже 20 лет) происходит изъятие одной из бутылок и проверка всхожести семян. И в последний раз некоторые сорняки сумели прорасти. Следующий раз бутылку выкопают в 2020 году. Блогу Рыбалыч невероятно Интересно – взойдут ли семена?

8. Томас Парнелл

Профессор Парнелл из Квинслендского университета начал эксперимент по проверке свойств битума. Это вещество является аморфным, то есть в своей твердой форме обладает текучестью как жидкости. Для опыта Парнеллом был помещен кусок битума в воронку, которую закрепили на штативе под колпаком. Дальше оставалось только ждать, пока битум перетечет в подставленный стакан. Первая капля вещества упала через 8 лет.

До смерти в 1948 году Парнелл зафиксировал только еще одно падение кали в 1947 году. За свой научный эксперимент он был удостоен премии, о которой мы писали в статье Шнобелевская премия.

А битум продолжал капать под бдительным наблюдением его учеников – в 1954, 1962, 1970, 1979, 1988 и 2000 годах. В лаборатории был смонтирован кондиционер и температура несколько понизилась, битум застыл и капли стали падать реже. Но при этом ни разу не удалось пронаблюдать сам процесс падения капли. Даже установленная на месте эксперимента веб-камера не помогла. В момент падения капли 2000 года камера неожиданно сломалась…

7 жутковатых экспериментов, на которые решились ученые

Ребята, мы вкладываем душу в AdMe.ru. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Говорят, то самые настоящие безумцы — это ученые. В эту профессию идут люди, которые горят жаждой неизведанного. Иногда это приводит к великим открытиям, а иногда к жутким исследованиям, которые выходят за рамки человеческого понятия об этике.

Мы в AdMe.ru нашли 7 примеров, которые показывают, в какие пугающие дебри может завести любопытство ученых.

Сколько весит душа?

В 1901 году врач Дункан Макдугалл решил выяснить есть ли вес у человеческой души. Ученый набрал группу из тяжелобольных и внимательно фиксировал все происходящие изменения. В момент смерти вес каждого испытуемого уменьшался ровно на 21 грамм. Не находя иных объяснений, Макдугалл предположил, что это и есть вес души.

Ученый проработал все аспекты, которые могли являться причиной изменения веса, такие как выход воздуха из легких, испарение пота или опорожнение кишечника, однако это все не восполнило недостающий 21 грамм.

Впоследствии доктор провел подобную серию экспериментов на животных, однако результатов не получил, что, в общем-то, подтверждало его теорию, что у животных нет души. Макдугалл собирался продолжить эксперименты более масштабно, однако скоропостижно скончался в 1920 году, и исследования прекратились.

Пищеварение будто на ладони

Однажды хирург Уильям Бомонт получил в свое распоряжение необычного больного: Алексис Сент-Мартин получил ранение дробью во время охоты, и в животе зияла впечатляющая дыра. Несмотря на это, пациент выжил, хотя отверстие в животе так и не затянулось, что дало любопытному хирургу возможность изучить работу пищеварительной системы.

Бомонт предложил больному остаться и проводил на нем разные эксперименты: например, через дыру он опускал в желудок пищу и наблюдал, что с ней происходит. Так он выявил значительную роль желудочного сока в пищеварении. Казалось бы, никакой пациент бы не выдержал такого, однако Сент-Мартин даже возвращался к доктору продолжать эксперименты. Впоследствии Бомонт написал трактат, в котором описал свои открытия, и после его публикации он получил прозвище «отец гастрофизиологии».

Научный мастер-класс «Опыты и эксперименты для детей»

Автор: Варнакова Ирина Владимировна

Учитель химии и биологии «МОУ СОШ № 16 г.Вольска»

Мастер-класс с педагогами по экспериментированию

«Опыты и эксперименты для детей»

Цель мастер-класса: повысить профессиональное мастерство педагогов-участников мастер-класса в процессе активного педагогического общения по проблеме экспериментирования.

Задачи:

• познакомить слушателей, как можно использовать опыт в экспериментальной деятельности детей;

• вовлечь педагогов в совместное проведение опытов, знакомящих обучающихся с разными свойствами предметов;

• развивать у педагогов умение видеть проблему, решать её и делать выводы;

• воспитывать у педагогов интерес к экспериментально-исследовательской деятельности.

• развивать познавательный интерес к окружающему миру, умение делиться приобретенным опытом с другими людьми.

Раздаточный материал: к каждому опыту

Ход мастера — класса:

I. Приветствие. Введение в тему.

— Здравствуйте, уважаемые коллеги. Я рада вас видеть на своём мастер-классе.

Сегодня я предлагаю поговорить о чудесах, которые окружают нас в повседневной жизни. Скажите, кто из нас не ждёт чуда и волшебства? Конечно, ждёт каждый, и взрослый, и ребёнок. Только дети его ждут с особым нетерпением, ведь они смотрят на мир совершенно иначе, чем мы, взрослые. Почему? Да потому, что дети – прирождённые исследователи, а подтверждение тому – их любознательность, постоянное стремление к эксперименту, желание самостоятельно находить решение в проблемной ситуации. И в определённый момент самым любимым словом ребёнка становится слово «почему?».

Сейчас мы с вами будем работать в кабинете, для проведения опытов.

— Кто мне скажет, что такое лаборатория? (оборудованное помещение, приспособленное для специальных опытов и исследований (химических, физических, технических, механических, физиологических, психологических и т. д)

В лаборатории у нас есть лабораторный стол и стул, шкафы для посуды, раковина. На столе обязательно должны быть оборудование и вещества для исследования.

— А кто в лаборатории работает? ( Лаборанты)

Наша лаборатория готова Вас принять. Предлагаю Вам побыть сегодня лаборантами.

В лаборатории всегда тихо и чисто. Я буду заведующая лабораторией. Уважаемые лаборанты! Послушайте, как нужно вести себя в лаборатории:

Предлагаю вам некоторые виды экспериментирования с разными материалами, которые можно использовать в работе с детьми. Основное содержание данных исследований, производимых детьми, предполагает формирование у них представлений:

1. О материалах.

2. О свойствах веществ.

3. О взаимодействии веществ.

II.  Совместное проведение экспериментирования.

— Итак начнем наши эксперименты.

Опыт 1. «Неугомонные зернышки»

Проще простого заставить двигаться предмет, толкнув его рукой. А можно ли заставить двигаться зёрнышки риса, не дотрагиваясь до них? Проделайте этот опыт и вы узнаете по крайней мере один способ.

Охлаждённая банка с минеральной водой

Стакан

6 зёрнышек риса

Разложи нужные предметы на столе.

Открой бутылку с минеральной водой и вылей воду в стакан.

Высыпь зёрнышки в стакан с минералкой.

Подожди несколько секунд и понаблюдай, что будет происходить.

Вместо рисинок можно взять мелко наломанные спагетти, маленькие кусочки пластилина.

Через некоторое время зёрнышки риса в стакане начнут плавать вверх-вниз.

Это происходит из-за того, что в банке с минеральной водой содержится газ, который называется углекислым. Углекислый газ в банке растворён в жидкости и находится под давлением. Открыв банку и налив воду в стакан, вы освобождаете этот газ. Плотность у углекислого газа ниже, чем у находящейся в банке жидкости, поэтому его пузырьки поднимаются на поверхность.

Когда ты высыпаешь в стакан зёрнышки риса, пузырьки газа «прилипают» к ним с поверхности. Плотность объединившихся зёрнышек становится ниже, чем у минеральной воды. Покрытые пузырьками рисинки поднимаются к поверхности жидкости. Там пузырьки углекислого газа лопаются, и плотность зёрнышек опять становится выше, чем плотность минеральной воды. Освободившись от пузырьков газа, они снова идут ко дну. Там пузырьки газа опять «прилипают» к поверхности зёрен, и всё повторяется с начала. Так происходит до тех пор, пока из минеральной воды не перестанет выделяться газ. Довольно скоро углекислый газ прекращает выделяться, и зёрнышки спокойно спускаются на дно.

Опыт 2. «Лавовая лампа»

Проводить опыты и эксперименты — это не только занимательно, познавательно, увлекательно… но и стрессоснимающе и невероятно-расслабляюще! Не верите? Значит вы еще не делали лавовую лампу. Я очень давно хотела провести опыт с лава-лампой, и вот затея приобрела реализацию.

Реквизит: Соль, вода, стакан растительного масла, несколько пищевых красителей, большой прозрачный стакан или стеклянная банка.

Подготовка:

1.Разложи нужные предметы на столе.

2. Наполни стакан на 2/3 водой, вылей в воду 1/3 растительного масла.

Масло будет плавать по поверхности.

Начнем волшебство:

Добавьте пищевой краситель из пакетика к воде и маслу. Потом медленно всыпьте 1 чайную ложку соли.

Через некоторое время соль с красителем отпускает вниз на дно, а частицы масла поднимаются на поверхность.

Объяснение: Масло легче воды, поэтому плавает по поверхности, но соль тяжелее масла, поэтому, когда добавляете соль в стакан, масло вместе с солью начинает опускаться на дно. Когда соль распадается, она отпускает частицы масла и те поднимаются на поверхность. Пищевой краситель поможет сделать опыт более наглядным и зрелищным.

Опыт 3. «Невидимый убийца огня»

А сейчас я предлагаю почувствовать себя волшебниками и погасить свечу, даже не прикасаясь к ней.

Как погасить свечу одним легким движением руки? Легко!

Реквизит: уксус 9%, пищевая сода, два стакана, свечи, спички.

Подготовка:

1.Разложи нужные предметы на столе.

2. Насыпаем 2 чайные ложки соды в первый стакан и в него же добавляем 10 мл уксуса 9%.

3. Поджигаем свечи.

Начнем волшебство:

1. Аккуратно «переливаем» из первого стакана полученный газ во второй стакан.

2. «Выливаем» газ из второго стакана на горящие свечи.

Результат. Свечи тухнут.

Объяснение:

При гашении соды уксусом выделяется углекислый газ СО2 , который не поддерживает горение. Этот газ тяжелее воздуха в 1, 5 раза и в итоге он заполняет весь стакан, вытесняя оттуда воздух. Свечи горят, благодаря доступу кислорода. Но когда мы «льем» углекислый газ на свечи, они тухнут.

Со стороны опыт выглядит настоящим волшебством и на неподготовленного зрителя, особенно на детей и тех взрослых, у которых плохо с фантазией и со знанием элементарной химии, производит потрясающее впечатление.

Опыт 4. «Огниво» или «Вулкан Шееле»

То, о чём вы сейчас узнаете, — не просто развлечение: это может оказаться полезным, если вы вдруг случайно окажетесь в пустыне. Ингредиенты для эксперимента часто входят в комплекты для выжиания и помогают людям в пустыне разводить огонь.

Если у вас не оказалось ни спичек, ни зажигалки, то добыть огонь возможно несколькими довольно трудными способами. Добыча огня с их помощью требует определенных навыков и предварительной тренировки.

Вообще то, таким способом можно спалить всю пустыню, несмотря на то, что растительности там нет.

Реквизит:

обычная аптечная марганцовка

обычный аптечный глицерин

пипетка

кафельная плитка или любая другая термостойкая подставка

Подготовка:

1.Разложи нужные предметы на столе.

2.Насыпаем на термостойкую подставку немного марганцовки. Осторожно, не рассыпьте, ее потом очень сложно убрать и избавиться от малиновых разводов!

3.Кончиком ложки делаем небольшое углубление в горке марганцовки.

Начнем волшебство: Пипеткой аккуратно капаем в нее 2-3 капли глицерина. Ждем секунд 20-30.

Результат. Через 10-15 секунд появляется небольшой дымок, который постепенно увеличивается, затем происходит резкое самовозгорание.
Затем происходит бурная реакция марганцовки с глицерином — быстрая яркая вспышка. Настолько быстрая, что даже не успеваешь ее сфотографировать.

Опробовано — работает!

Объяснение:

Только не забывайте о правилах техники безопасности и будьте осторожны с огнем!

Вулкан Шееле — один из самых простых и зрелищных опытов.
Теперь этот эффектный опыт с выбросом огня, похожий на поведение внезапно проснувшегося вулкана, осуществляют следующим образом. В фарфоровую чашку или на керамическую плитку насыпают в виде горки тщательно растертый в ступке перманганат калия KMnO4. В вершине горки делают небольшое углубление, вносят туда несколько капель глицерина C3H5(OH)3, не содержащего примеси воды, и сразу же отходят в сторону: сейчас «вулкан» проснется!

Через 1–2 мин происходит вспышка фиолетового цвета из-за разбрызгивания небольшой части KMnO4; глицерин при этом воспламеняется.

Реакция, вызвавшая вспышку, соответствует уравнению:

14KMnO4 + 3C3H5(OH)3 = 7K2CO3 + 14MnO2 + 12h3O­ + 2CO2­,

и сопровождается большим выделением энергии в виде теплоты и газообразных продуктов (CO2, пары воды), которые увлекают за собой раскаленные твердые частицы диоксида марганца MnO2 и карбоната калия K2CO3.

Полная иллюзия извержения вулкана!

Опыт 5. «Кислота надувает шарик»

В этом замечательном опыте мы расскажем, как надуть шарик содой и кислотой. На первый взгляд звучит странно и необычно, но на самом деле все довольно просто.

Этот опыт наглядно показывает, к чему может привести простая химическая реакция. После опыта мы узнаем, почему же надувается шарик и что происходит, когда мы смешиваем соду с уксусом.

Реквизит: уксус, пищевая сода, пустая бутылка небольшая, воздушный шарик.

Подготовка:

1.Разложи нужные предметы на столе.

2. Сначала насыпаем около трех четырех чайных чайных ложечек соды внутрь шарика. Для удобства используем воронку.

3. В бутылку наливаем немного уксуса.

4.Далее возьмите шарик и наденьте его на горлышко бутылки. Наденьте шарик так, чтобы сода пока осталась внутри шарика и не падала в бутылку.

Начнем волшебство:

1. Потом резко выпрямите шарик, чтобы сода высыпалась внутрь бутылки. Как только это произойдет, внутри бутылки начнется химическая реакция.

Хотите, чтобы шарик надувался быстрее и лучше? Перед опытом один раз надуйте его самостоятельно ртом, а затем сдуйте, чтобы растянуть материал.

Объяснение:

Все, что нас окружает состоит из молекул или из различных типов веществ. Очень частно два вида молекул взаимодействуют друг с другом, формируя новые молекулы. В нашем опыте происходит взаимодействие соды и уксуса.

Пищевая сода является молекулами бикарбоната натрия. Пищевая сода это один из видов вещества, называемого базовым. Уксус это смесь уксусной кислоты и воды. Уксусная кислота это вид вещества, называемого кислотой.

Именно уксусная кислота и вступает в реакцию с содой. В результате химической реакции мы получаем углекислый газ, который покидает жидкую смесь, расширяется внутри бутылки и шарика и надувает шарик.

Многие думают, что воздушный шарик, надуваемый в опыте, должен взлететь, как если бы его надували гелием. Гелий легче воздуха и шарики, надутые им, взлетают. Однако, углекислый газ тяжелее воздуха и шарик, надутый им, не взлетит!

Если вы знакомы с химией, то вам может быть интересно, как описать реакцию, используя химическую формулу. Формула ниже описывает реакцию между бикарбонатом натрия и уксусной кислотой.

NaHCO3 + Ch4COOH → NaCh4COO + h3O + CO2

III. Выводы

— Эксперименты довольно простые, но доставляют массу положительных эмоций. Экспериментирование принципиально отличается от любой другой деятельности тем, что образ цели, определяющий эту деятельность, сам ещё не сформирован и характеризуется неопределённостью, неустойчивостью. В ходе эксперимента он уточняется, проясняется.

VI. Рефлексия

-В заключении прошу Вас оценить наш мастер-класс.

        Если вы узнали, что-то новое и решили использовать представленный материал  в своей работе поднимите «солнышко»;

        Если вам было все знакомо и вы уже используете этот материал в своей работе поднимите «облако»;

        Если вы считаете, что ваше время было потрачено зря, поднимите «тучу».

Творческих успехов!

Удачных экспериментов! Наука – это весело!