10 expériences scientifiques pour la physique, la chimie et la biologie au lycée

932
Egbert Haynes
10 expériences scientifiques pour la physique, la chimie et la biologie au lycée

Aujourd'hui je vous apporte une liste de expériences scientifiques pour le lycée avec lequel vous pouvez apprendre les concepts de la physique, de la chimie et de la biologie. Faire des expériences scientifiques signifie visualiser les phénomènes et corroborer les théories; ils représentent également l'opportunité de se familiariser avec la méthode scientifique.

Toutes les expériences sont faciles à réaliser et à utiliser des équipements et des matériaux d'usage quotidien. Pour l'interprétation des résultats, au moins un élève de niveau secondaire est requis.

Figure 1. L'expérimentation est une partie fondamentale de la science. Source: Pixabay.

1- Construction d'un électroaimant maison

Matériaux

-Piles alcalines 1,5 V (2 ou 3 piles)

-Support de batterie

-Fil de cuivre fin et émaillé (verni) pour enroulements.

-Boulons en acier.

-Clous de fer.

Figure 2. Matériaux pour la construction d'un électroaimant. Source: youtube.

Traiter

-Enroulez le fil de cuivre émaillé autour d'une des vis en acier.

-Avec un cutter ou un couteau, grattez le vernis des extrémités libres du fil de cuivre qui a été enroulé sur la vis en acier.

-Placez les piles dans le support de batterie et connectez les extrémités aux bornes du support de batterie.

Expérience

-Rapprochez la pointe de la vis des ongles et observez qu'ils sont attirés.

-Notez que lorsque vous déconnectez le câble de l'enroulement, l'électroaimant cesse de fonctionner.

-Augmentez la puissance de l'aimant en connectant plus de batteries en série.

-Augmentez le champ magnétique de l'électroaimant en plaçant plus de tours d'enroulement.

Points à vérifier

-La force magnétique est d'autant plus grande que le courant est élevé.

-Avec le même courant, la force magnétique augmente si le nombre de tours augmente.

-Avec le même nombre de tours (chaque tour est un tour) et de courant, la puissance de l'électroaimant augmente si les tours se resserrent ou se rapprochent.

-Si la vis est dévissée et que la bobine est laissée seule, l'effet magnétique continue mais est sensiblement affaibli.

2- Courant de convection

Matériaux:

  • Une feuille de papier
  • Un morceau de fil
  • Une bougie
  • Briquet

Traiter

-Sur la feuille de papier, dessinez une spirale.

-Découpez et faites un petit trou au centre de la spirale.

-Passez le morceau de fil à travers la spirale. Faites un nœud au bout du fil pour qu'il ne sorte pas de la spirale.

-Soulevez la spirale avec le fil, de sorte qu'une hélice se forme.

Expérience

-Allume la bougie.

-Placez l'hélice en papier déjà suspendue par le fil, sur la bougie allumée.

Mise en garde: l'hélice en papier doit être éloignée de la flamme, afin qu'elle ne s'enflamme pas.

Figure 3. Rotation de l'hélice du papier en raison du courant ascendant de la convection thermique. Source: youtube.

Points à vérifier

-Notez que l'hélice commence à tourner. La raison en est le courant ascendant d'air chaud. L'air chaud monte car il est plus léger que l'air froid.

-Augmentez la vitesse de rotation en plaçant deux bougies au lieu d'une.

3- Réfraction de la lumière

Matériaux

-Un gobelet en verre

-Une cruche d'eau

-Une pièce

-Un crayon

Traiter

-Placez la pièce sur la table.

-Ensuite, placez la coupe en verre sur la pièce. 

Expérience A

-Regardez la pièce sous le verre, depuis une position oblique et d'en haut.

Maintenant, versez de l'eau dans le verre et répétez l'observation d'un angle latéral et d'en haut.

Points à vérifier

-Lorsque le verre est vide, la pièce peut être vue à travers le verre à la fois du côté et du dessus. Mais si le verre est rempli d'eau pendant que nous regardons la pièce sous un angle de 45 °, nous remarquons qu'elle disparaît soudainement de notre vue..

-Si nous regardons directement d'en haut, nous remarquons que la pièce est toujours là. Le phénomène s'explique car la lumière est déviée lorsqu'elle passe d'un milieu à l'autre.

-Lorsque de l'eau est ajoutée à l'interface entre le verre et l'eau, il y a une déviation de la lumière rasant vers le fond du verre et donc la pièce n'est pas affichée..

Expérience B

-Maintenant, placez le crayon dans le verre d'eau pour qu'une partie soit immergée et l'autre en l'air.

Points à vérifier

-Regardez le crayon de côté: il semble avoir été cassé. Là encore l'explication de ce phénomène est la déviation subie par un rayon lumineux lorsqu'il passe d'un milieu à un autre..

Figure 4. Réfraction d'un crayon semi-immergé. Source: Wikimedia Commons.

4- Voir les germes dans la bouche avec un microscope domestique

Matériaux:

  • Quelques verres ou verres
  • Une seringue sans aiguille
  • Une aiguille à coudre
  • Un pointeur laser
  • Ruban adhésif

Traiter

-Nous remplissons la seringue avec de l'eau.

-Nous soutenons les ailettes de la seringue aux parois des deux vaisseaux qui feront office de colonnes et de support pour la seringue..

-Pressez doucement la seringue jusqu'à ce qu'une goutte se forme à la pointe qui est maintenue par la tension superficielle sur les bords de la pointe de la seringue..

-Passez le ruban adhésif autour du bouton laser pour qu'il s'allume.

-Dirigez la lumière laser vers la goutte et voyez la projection sur le mur.

Expérience

-Frottez soigneusement l'aiguille à coudre, sans la pincer, sur la paroi intérieure de la bouche.

-Toucher avec la pointe de l'aiguille préalablement frottée dans la bouche, la goutte d'eau sur la pointe de la seringue.

-Observez la projection et notez les différences.

Figure 5. Germes de la bouche amplifiés et projetés avec une lumière laser. Source: youtube.

Points à vérifier

-Lorsque la lumière laser est projetée sur le mur, les germes dans la bouche sont amplifiés.

-Vous pouvez répéter l'expérience en utilisant de l'eau d'un vase pour la seringue, qui peut contenir des micro-organismes tels que la paramécie et l'amibe..

5- Batterie au citron

Matériaux

-Citrons

-Pièces de cuivre ou fil de cuivre nu.

-Boulons galvanisés

-Voltmètre

-Câbles

-Clips de câble d'alligator

Traiter

-Un citron est pris et une fente de style piggy est faite pour insérer la pièce de cuivre.

-Sur le côté opposé, la vis galvanisée est vissée et insérée.

-Les pinces crocodiles s'adaptent et se connectent aux fils du voltmètre.

-L'alligator positif se connecte à la pièce de cuivre.

-L'alligator du négatif du voltmètre se connecte à la vis galvanisée.

Figure 6. Batterie au citron et voltmètre. Source: youtube.

Points à vérifier

-Mesurez la tension produite par la batterie au citron. Cette tension doit être un peu moins d'un volt.

-Construisez une deuxième et une troisième batterie au citron, connectez en série et vérifiez la tension.

-Essayez d'allumer une ampoule de lampe de poche. Essayez une ou plusieurs piles de citron en série.

-Maintenant, connectez les piles de citron en parallèle. Vérifier la tension.

-Appliquez la combinaison parallèle de piles au citron sur l'ampoule de la lampe de poche.

-Tirez vos conclusions.

6- Indicateur de pH domestique

Matériaux:

-Récipients en verre

-Eau distillée

-Chou rouge

-Papier filtre

-Marmite

-Cuisine

-Récipient en verre

Traiter

-Couper le chou violet.

-Faites cuire les morceaux de chou dans une casserole pendant 10 minutes.

-Retirer du brûleur et laisser reposer jusqu'à ce qu'il refroidisse..

-Filtrer ou filtrer dans un récipient propre, de préférence en verre.

-Conservez le liquide extrait du chou violet, qui servira d'indicateur de pH.

Points à vérifier

-L'indicateur de pH fonctionne comme ceci:

i) Pour une substance acide, elle passe du rose au rouge.

ii) S'il s'agit d'une substance neutre, elle conserve sa couleur bleu foncé.

iii) Lorsqu'il est testé sur une substance alcaline ou basique, il vire au vert.

Essayez différentes substances

-Acides sans danger à manipuler: vinaigre et jus de citron.

-Soda au cola

-Tomate

-Urine humaine

-Eau pure

-Salive

-Eau salée ou eau de mer

-Bicarbonate de sodium.

-Dentifrice

-Lait de magnésie

-Eau de Javel ou ammoniaque (porter des gants en plastique, ne pas toucher avec les mains ou les vêtements)

-Pour faire les tests, il est utile de réaliser des bandes de papier absorbant imprégnées de l'indicateur de pH.

-Notez dans un cahier, classez par ordre décroissant, des substances les plus acides aux plus alcalines.

Mise en garde 

Les acides et bases très forts peuvent provoquer des brûlures et des irritations de la peau, des muqueuses et des yeux. Il est conseillé de porter des gants en plastique tout au long de l'expérience, surtout si vous avez la peau sensible.

7- Extraction et observation d'ADN

Matériaux

-Foies de volaille

-Détergent liquide vaisselle

-Enzymes d'attendrisseur de viande, telles que le jus de papaye ou l'attendrisseur de viande en poudre.

-Alcool éthylique sans colorant

-Mixeur

-Bouteille en verre

-Passoire fine

-Bécher avec graduations

-Récipient en verre long ou tube à essai.

Traiter

-Placer le foie de poulet cru dans le verre du mélangeur.

-Ajouter un peu d'eau et mélanger jusqu'à obtenir une pâte crémeuse.

-Versez le foie liquéfié à travers une passoire dans le bécher gradué.

-Mesurer la quantité de smoothie dans le récipient.

-Il est versé au lave-vaisselle, dans une mesure égale à un quart de mesure du smoothie au foie.

-Remuer avec une cuillère.

-Ajouter une cuillère à soupe d'enzymes d'attendrissement de la viande ou de jus de papaye et remuer pendant cinq minutes. 

-Remuer doucement pour que les brins d'ADN ne soient pas cassés.

-Le mélange est versé dans un tube à essai de type récipient en verre allongé.

-Inclinez le tube à essai et versez soigneusement l'alcool afin qu'il ne se mélange pas avec le liquide au fond..

Points à vérifier

-Après quelques minutes, vous pouvez voir des filaments blancs à l'intérieur de l'alcool, provenant du mélange de foie, de détergent et d'enzymes. Ces brins sont l'ADN du poulet.

9- Condensateur fait maison (bouteille Leyden)

Matériaux

-Bocal en verre ou en plastique, comme la mayonnaise.

-Capuchon isolant en plastique perforé à travers lequel un fil ou un câble rigide sera passé.

-Bandes rectangulaires de papier d'aluminium pour couvrir, coller ou faire adhérer l'extérieur et l'intérieur du pot.

-Un câble flexible sans isolation qui est épissé à l'intérieur de la tige afin qu'il entre en contact avec la feuille d'aluminium qui recouvre l'intérieur de la paroi de la bouteille

-Il est important que le revêtement en aluminium n'atteigne pas le bord de la bouteille, il peut être un peu supérieur à la moitié.

- Fil non isolé à coller sur la feuille d'aluminium extérieure.

Noter: Une autre version qui évite le travail de placer la feuille d'aluminium à l'intérieur, consiste à remplir la bouteille ou le bocal avec une solution d'eau et de sel. qui fera office de plaque intérieure.

Traiter

-Si vous avez un vieux téléviseur ou un moniteur avec un écran cathodique, vous pouvez l'utiliser pour charger la bouteille.

-Tenez la bouteille d'une main par la plaque extérieure, tout en approchant et en touchant l'écran avec le câble qui se connecte à la partie intérieure.

-Ensuite, prenez le câble attaché à l'extérieur et rapprochez-le du câble qui vient de l'intérieur de la bouteille.

Points à vérifier

-Observez que lorsque vous amenez le câble connecté à l'extérieur avec celui qui vient de l'intérieur, une étincelle se produit, indiquant que la bouteille a été chargée électriquement..

Procédure alternative

-Si vous ne disposez pas d'un écran approprié, vous pouvez charger la bouteille Leyden en la tenant près d'un chiffon en laine que vous avez sorti du sèche-linge..

-Une autre option pour la source de charge est de prendre un morceau de tube en plastique (PVC) qui a été préalablement poncé pour enlever le vernis. Frottez le tube avec une serviette en papier jusqu'à ce qu'il acquière une charge suffisante.

10- Deuxième loi de Newton

Matériaux

-Ascenseur

-Pèse-personne ou poids

-Carnet

Traiter

-Prenez un poids de salle de bain dans un ascenseur, montez dessus et enregistrez les valeurs que vous avez définies pendant le démarrage ascendant, le démarrage inférieur et pendant le temps où il se déplace à vitesse constante..

Points à vérifier

-Appliquez maintenant la deuxième loi de Newton, pour cela dessinez un diagramme de force et résolvez l'accélération de l'ascenseur.

Figure 7. Schéma du corps libre d'un garçon dans un ascenseur. Source: F. Zapata.

-Calculez les accélérations des ascenseurs pour chaque cas.

Les références

  1. Science facile. Pile Volta. Récupéré de: Cienciafacil.com
  2. ExpCaseros. 10 projets scientifiques. Récupéré de: youtube.
  3. Experinventos. 5 expériences de physique maison. Récupéré de: youtube.com
  4. Temps de bricolage. 10 expériences à domicile. Récupéré de: youtube.com
  5. Lifeder. Deuxième loi de Newton: applications, expériences. Récupéré de: lifeder.com
  6. Bêta mobile. Comment fabriquer un électroaimant maison. Récupéré de: youtube.com

Personne n'a encore commenté ce post.