כל מורה מכיר את ההרגשה שהשיעורים לפעמים תקועים או לא זורמים מול הכיתה , הילדים מחפשים “ריגושים” ושיעור פרונטלי רגיל לא תמיד מצליח לעמוד באתגר הזה. מורים בכלל ומורים למדעים, פיסיקה וביולוגיה בפרט לא תמיד מנצלים את ה”אוצר” העומד לרשותם!
אנו מציעים לכם לשלב במערכי השיעור ערכות יצירה מדעיות שבהן הילדים מתנסים בפועל, מכינים את הערכה עצמה מרכיבים צובעים ובסוף משתמשים בה ומבינים את הנושא האמור בצורה חוויתית . וכמובן לערוך ניסויים מהממים באמצעים פשוטים .
אז קבלו 5 דרכים להחזיק את התלמידים ערניים וללמד מדע – המדע שמאחורי חנוכה
1. המדע שעומד מאחורי הסביבונים
הסביבון הוא אחד מסמלי חנוכה האהובים והפופולריים ביותר וזוהי הזדמנות מעולה ללמד את הילדים על הנושא.
מדוע הסביבון מסתובב במעגלים? מה קובע כמה זמן הוא יסתובב? הסביבון נע במעגלים הודות לתנועה מעגלית, תנועת הסביבון מדגימה המרה של אנרגיה כימית לאנרגיית תנועה ומעבר של אנרגיית התנועה מן היד אל הסביבון כמו גם את חוק שימור האנרגיה.
הסביבון ימשיך להסתובב במהירות הסיבוב שהענקנו לו והיא תדעך עם הזמן בגלל החיכוך ברצפה. ללא החיכוך הוא יסתובב לנצח באותה מהירות, בזכות חוק שימור התנע הזוויתי.
ברגע שסביבון מתחיל לנטות על צידו תנועתו סביב הציר המרכזי נעשית יותר ויותר איטית. ציר הסיבוב שלו מתחיל לחוג במהירות סביב ציר סיבוב נוסף תנועה המכונה נקיפה. ככל שהסביבון מאט עקב ההטיה, כך מהירות הנקיפה גדלה. גם כוח המשיכה משפיע ומושך את גוף הסביבון כלפי מטה. אחד הגורמים שמשפיעים על הזמן שיידרש לסביבון ליפול לחלוטין מרגע שבו החל ליטות הצידה הוא המיקום של מרכז המסה שלו. ככל שמרכז המסה של הסביבון קרוב יותר לרצפה, כך כוח המשיכה משפיע על הסביבון פחות והוא יסתובב יותר זמן.
אולם סופו של כל סביבון להפסיק להסתובב וליפול, סביבונים ייחודיים, למשל ספינר, ג’יירוסקופ , סביבון ג’יירו או סביבון מתהפך פועלים תודות לאותם עקרונות פיסיקליים אך נראים שונה ומשך סיבובם שונה וזאת עקב המבנה המיוחד שלהם, הפורפרה למשל חגה על חוד דק מאוד, שמקטין את שטח המגע שלה עם הרצפה ואת החיכוך בה.
מוזמנים לסיבוב במחלקת הסביבונים המיוחדים שלנו
2. סביבונים ואשליה אופטית
הסביבונים הם דרך מעולה ללמוד על אשליה אופטית הנגרמת מפני שהעין לא מספיק מהירה להבחין בחילופי הצבעים עקב הסיבוב המהיר.
לדוג’ סביבון הצבעים של ניוטון הינה אשליה אופטית מפורסמת שתוכלו להכין עם הילדים בכיתה , כאשר צובעים את הסביבון לפי צבעי הקשת ומסובבים מהר, נוצרת אשליה כאילו הסביבון הופך לבן. הסיבה לאשליה זו נעוצה בעובדה שהצבע הלבן הוא שילוב של כל צבעי הקשת, לכן כאשר הסביבון מסתובב מספיק מהר, הצבעים נמרחים ומשתלבים אחד בשני וכך אנו מקבלים את הצבע הלבן. ישנם עוד סוגי אשליות אופטיות שניתן להדגים עם סביבונים .
אתם מוזמנים לבקר בפעילות סביבונים ואשליה אופטית אצלנו באתר להכין להתנסות ולהבין.
תוכלו להסביר לילדים ולהדגים בדרכים נוספות ולשלב את היצירות המדעיות הבאות : אריה בכלוב, זואיטרופ, מראה אינסופית, קופת קסם .
3. נרות חנוכה ולהבת האש
חנוכה הוא חג האורים בו אנו מדליקים נרות בחנוכיה . אז מהו בעצם מבנה הלהבה?
החומרים השונים שנשרפים באש יוצרים צבעים שונים בלהבה ונקבעים לפי החומרים הכימיים שבחומרי הבערה. ללהבה חלק מרכזי בעל צבע אפור כחול שקוף שאליו מגיעים אדי פרפין אך לא מגיע חמצן ולפיכך אזור זה של הלהבה אינו בוער והטמפרטורה שלו אינה גבוהה. מסביב לאזור זה מצוי אזור שבוער באור צהוב ואטום. זהו האזור הבוער והלוהט בו יש לאדי הפרפין די חמצן כדי לאפשר בעירה. חומרי בעירה שונים יוצרים צבעי להבה שונים היסודות שנמצאים בתוך חומר הבעירה שלנו הם שיקבעו איזה צבע יהיה ללהבה. אשלגן, למשל, נשרף בצבע ורדרד, צזיום נשרף בסגול, ועוד ועוד תוכלו להדגים אך הנושא לילדים בעזרת נרות להבה צבעוניים וגם לערוך איתם ניסוי חמוד של שריפת חומרים על הגז .
4. על אור וצבעים זוהרים
האור והצבעים שאנחנו רואים הם קרינה אלקטרומגנטית. אנו רואים רק טווח קטן מאוד מתוך כל הקרינה האלקטרומגנטית הקיימת, אשר נעה במרחב כמו גל.
סביבנו קיימת קרינה אלקטרומגנטית בתדירויות רבות כגון: קרינת רדיו, מיקרוגל, אינפרה-אדום, אולטרה-סגולה, רנטגן וגאמה.
אנחנו בני האדם מסוגלים לראות תחום שנקרא האור הנראה. הצבע הצבעוני מואר באור לבן שמכיל את כל הצבעים ואת כל אורכי הגל, כמו אור השמש ואור מנורה אשר בולע כמה צבעים ומחזיר את כל הצבעים שהוא לא בלע.
ישנו תהליך נוסף של פלורסנציה בו חומר בולע אור בצבע מסוים האור שבלע מביא את החומר למצב תנועה הפולטת אור. כיוון שהחומר עצמו פולט אור, הוא נראה זוהר וזורח. ניסויים מגניבים בנושא תוכלו לערוך עם הנייר הזוהר בחושך שלנו, נייר מסנן קיטוב ופנסי RGB
מוזמנים לביקור במחלקת האופטיקה שלנו שם תמצאו רעיונות רבים להמחשת נושא האור .
5. ממה עשוי נר ?
נר הוא אמצעי תאורה המורכב מפתיל בתוך חומר דלק מוצק או נוזלי, בדרך כלל שעווה, פרפין או שמן. נרות מיוצרים מפרפין , סטארין, דונג דבורים, עצי דונג , דקל וסויה.
הנר התנ”כי כפי שמוזכר היה כלי שהיו ממלאים בשמן, ומדליקים בעזרת פתיל. הרומאים, ייצרו נרות על ידי טבילת פפירוס מגולגל בשומן בעלי חיים או דונג מומסים. רק ב 1850 הומצאה השעווה שאנו מכירים כיום הפראפין. נרות הפראפין והנרות התנ”כיים בוערים באופן דומה על ידי מאגר חומר בעירה (שמן או שעווה) שבתוכו פתיל, וכאשר מדליקים את הפתיל חומר הבעירה מתכלה בקצב מבוקר ומפיץ אור וחום.
תוכלו להכין עם הילדים נרות מהממים להשתמש בדפי שעווה או פתיתי שעווה ופתילים , או בערכת נרות מעוצבים ונרות מגולגלים שלנו .
בנוסף כולכם מוזמנים להכין איתנו נר צבעוני תלת מימד מחומרים זמינים וחנוכיה תלת מיימדית יפיפייה ומרשימה!
