جواب فصل اول بخش اول علوم تکمیلی هفتم ؛ در این مقاله به جواب و حل سوال های فعالیت ، فکر کنید ، بیشتر بدانید ، بحث کنید و تحقیق کنید صفحه ۳ ، ۴ ، ۵ و ۶ فصل اول «تجربه و تفکر» بخش اول «علوم و ابزارهای آن» علوم تجربی تکمیلی (ویژه مدارس استعداد درخشان) پایه هفتم متوسطه اول پرداخته ایم. در ادامه با بخش آموزش و پرورش ماگرتا همراه ما باشید.
همچنین بخوانید: گام به گام کتاب علوم تجربی تکمیلی (ویژه مدارس استعداد درخشان) هفتم
جواب فعالیت صفحه ۳ فصل اول بخش اول علوم تکمیلی هفتم
ابتدا کلاس را گروه بندی کرده و در هر گروه بر اساس یکی از موارد زیر نمایشنامه ای تهیه کنید که در آن افراد گروه با استفاده از مراحل روش عملی سعی در یافتن پاسخ صحیح دارند. بعد از تمرین و تدارکات لازم، نمایش خود را در کلاس برای سایر دانش آموزان اجرا کنید. توجه داشته باشید که در نمایش خود بیش از یک فرضیه را آزمایش کنید تا به فرضیه درست برسید. (برای مثال دو فرضیه اول نادرست بوده و رد می شوند)
۱ـ در زمان های قدیم که امکانات تشخیص پزشکی امروزی وجود نداشت، بیماری ناشناخته ای در شهر مشاهده شده و پزشکان سعی دارند تا عامل آن را پیدا کنند.
۲ـ خودروی دانشمندانی که قصد انجام یک سفر علمی را دارند روشن نمی شود. دانشمندان به دنبال یافتن علت خرابی خودرو هستند.
۳ـ چراغ کلاس روشن نمی شود و دانش آموزان سعی می کنند تا دلیل آن را بیابند.
۴ـ عده ای گردشگر به روستایی می رسند که مردهای ساکن در آن قد بسیار بلندی دارند. گردشگران می خواهند عامل بلندی قد مردان روستا را پیدا کنند.
۵ـ تعداد گربه های محله تان بسیار بیشتر از گذشته شده است. با دوستان خود سعی کنید تا علت این موضوع را کشف کنید.
پاسخ: نکته اول: این تمرین یک «نمایشنامهٔ گروهی» است؛ یعنی باید چند همکلاسی با هم نقش بازی کنید. ولی اصل مهمی که باید رعایت کنید این است که در نمایشتان از مراحل روش علمی استفاده کنید (مشاهده ⭠ فرضیه ⭠ آزمایش ⭠ نتیجه) و حداقل دو فرضیهٔ نادرست را آزمایش کرده و رد کنید تا به فرضیهٔ درست برسید.
موقعیت ۱ — بیماری ناشناخته در شهر 🦠🏥
صحنه: چند پزشک دور هم ایستاده‌اند و در مورد بیمارهای ناشناختهٔ شهر گفت‌وگو می‌کنند.
۱) مشاهده: تعدادی از مردم شهر مریض شده‌اند و علت بیماری مشخص نیست.
۲) پرسش: «عامل این بیماری ناشناخته چیست؟»
۳) فرضیه‌ها:
- فرضیهٔ ۱: عامل بیماری، آلودگی هوا است.
- فرضیهٔ ۲: عامل بیماری، آب رودخانه است.
- فرضیهٔ ۳: عامل بیماری، نوعی میکروب در آب آشامیدنی است (فرضیهٔ درست).
۴) آزمایش و رد فرضیه‌های نادرست:
- آزمون ۱: هوا را آزمایش می‌کنند → هوا سالم است و عده‌ای که هوای تمیز دارند هم بیمار شده‌اند. پس فرضیهٔ ۱ رد میشود.
- آزمون ۲: از رودخانه نمونه می‌گیرند و به محله‌های دیگر می‌فرستند؛ آن‌ها نمک و موادش را بررسی می‌کنند → آب رودخانه از نظر مواد معمولی مشکلی ندارد. پس فرضیهٔ ۲ رد میشود.
- آزمون ۳: آب آشامیدنی را زیر میکروسکوپ بررسی می‌کنند → میکروب پیدا می‌کنند. همین میکروب در خون بیماران هم دیده میشود.
۵) نتیجه: عامل بیماری، میکروبِ آب آشامیدنی است. با جوشاندن یا تصفیهٔ آب، بیماری قطع میشود. ✅
موقعیت ۲ — خودروی دانشمندان روشن نمیشود 🚗🔧
صحنه: گروهی از دانشمندان قصد سفر علمی دارند؛ سوار خودرو می‌شوند اما روشن نمیشود.
۱) مشاهده: ماشین روشن نمیشود.
۲) پرسش: «چرا خودرو روشن نمیشود؟»
۳) فرضیه‌ها:
- فرضیهٔ ۱: بنزین تمام شده است.
- فرضیهٔ ۲: باتری خودرو ضعیف یا خراب است.
- فرضیهٔ ۳: اتصال سیم‌ها شل شده است (فرضیهٔ درست).
۴) آزمایش و رد فرضیه‌های نادرست:
- آزمون ۱: باک بنزین را چک می‌کنند → پر است. پس فرضیهٔ ۱ رد میشود.
- آزمون ۲: باتری را تست می‌کنند → سالم و شارژ است. پس فرضیهٔ ۲ رد میشود.
- آزمون ۳: سیم‌ها را بررسی می‌کنند → یک سیم جدا شده است؛ وصلش می‌کنند.
۵) نتیجه: ماشین روشن میشود. پس علت اصلی، جدا شدن اتصال سیم بود. ✅
موقعیت ۳ — چراغ کلاس روشن نمیشود 💡🏫
صحنه: دانش‌آموزان سر کلاس‌اند و کلید چراغ را می‌زنند اما چراغ روشن نمیشود.
۱) مشاهده: چراغ کلاس روشن نمیشود.
۲) پرسش: «چرا چراغ کلاس روشن نمیشود؟»
۳) فرضیه‌ها:
- فرضیهٔ ۱: لامپ سوخته است.
- فرضیهٔ ۲: کلید خراب است.
- فرضیهٔ ۳: سیم یا فیوز مدار قطع است (فرضیهٔ درست).
۴) آزمایش و رد فرضیه‌های نادرست:
- آزمون ۱: لامپ جدید جایگزین می‌کنند → باز روشن نمیشود. پس فرضیهٔ ۱ رد میشود.
- آزمون ۲: کلید سالم دیگری آزمایش می‌کنند → باز هم چراغ روشن نمیشود. پس فرضیهٔ ۲ رد میشود.
- آزمون ۳: سیم‌کشی و فیوز را بررسی می‌کنند → اتصال قطع شده؛ تعمیر می‌کنند.
۵) نتیجه: چراغ روشن میشود. پس علت، قطع بودن سیم/فیوز مدار بود. ✅
موقعیت ۴ — مردان بلندقد روستا 🏔️📏
صحنه: گروهی گردشگر به روستایی می‌رسند و می‌بینند مردها قد خیلی بلندی دارند.
۱) مشاهده: مردان ساکنِ آن روستا بسیار بلندقد هستند.
۲) پرسش: «عامل بلندی قد مردان روستا چیست؟»
۳) فرضیه‌ها:
- فرضیهٔ ۱: ژن و وراثت خانوادگی عامل است.
- فرضیهٔ ۲: آب و هوا یا آبِ روستا عامل است.
- فرضیهٔ ۳: رژیم غذایی (غذای خاص روستا) عامل است (فرضیهٔ درست).
۴) آزمایش و رد فرضیه‌های نادرست:
- آزمون ۱: پرس‌وجو می‌کنند → همهٔ خانواده‌ها بلندقد نیستند؛ بعضی قد معمولی دارند. پس فرضیهٔ ۱ به‌تنهایی رد میشود.
- آزمون ۲: آب و هوای روستا را با روستاهای دیگر مقایسه می‌کنند → تفاوت چندانی نیست؛ غریبه‌هایی که تازه آمده‌اند هم بلند می‌شوند. پس فرضیهٔ ۲ رد میشود.
- آزمون ۳: غذایشان را بررسی می‌کنند → غذایی مغذی و پر از ویتامین می‌خورند که در جای دیگر پیدا نمیشود؛ کسانی که این غذا را می‌خورند قدشان بلندتر میشود.
۵) نتیجه: علت اصلی، رژیم غذایی خاص و مغذی روستاست. ✅
موقعیت ۵ — زیاد شدن گربه‌های محله 🐈🐾
صحنه: بچه‌های محله متوجه می‌شوند تعداد گربه‌ها خیلی بیشتر از قبل شده است.
۱) مشاهده: گربه‌های محله از گذشته خیلی بیشتر شده‌اند.
۲) پرسش: «چرا تعداد گربه‌های محله زیاد شده است؟»
۳) فرضیه‌ها:
- فرضیهٔ ۱: گربه‌ها از جای دیگر به محله مهاجرت کرده‌اند.
- فرضیهٔ ۲: یک نفر گربه‌های زیاد نگه می‌دارد.
- فرضیهٔ ۳: زباله و غذای زیاد باعث افزایش یافتن جمعیت گربه‌ها شده است (فرضیهٔ درست).
۴) آزمایش و رد فرضیه‌های نادرست:
- آزمون ۱: از همسایه‌ها می‌پرسند و به دروازه‌ها نگاه می‌کنند → مهاجرت خاصی دیده نمیشود. پس فرضیهٔ ۱ رد میشود.
- آزمون ۲: سراغ نگه‌داری گربه می‌گردند → چنین موردی نیست. پس فرضیهٔ ۲ رد میشود.
- آزمون ۳: بررسی می‌کنند → زباله‌ها و غذای رها شده بیشتر شده است و گربه‌ها هم در همان‌جاها آبستن و زادآور شده‌اند؛ با جمع‌آوری زباله، زادآوری کم میشود.
۵) نتیجه: علت اصلی، زیاد شدن غذا و زباله در محله است که باعث افزایش جمعیت گربه‌ها شد. ✅
پاسخ خلاصه شده:
| موقعیت | مشاهده | فرضیه‌های رد شده | فرضیهٔ درست | نتیجه |
|---|---|---|---|---|
| ۱) بیماری 🦠 | چند نفر بیمار شده‌اند | هوا / آب رودخانه | میکروبِ آب آشامیدنی | تصفیهٔ آب بیماری را قطع می‌کند |
| ۲) خودرو 🚗 | ماشین روشن نمیشود | بنزین / باتری | اتصال سیم شل شده | با وصل سیم، ماشین راه می‌افتد |
| ۳) چراغ 💡 | چراغ کار نمی‌کند | لامپ / کلید | سیم یا فیوز قطع است | با تعمیر مدار، چراغ روشن میشود |
| ۴) بلندقدی 🏔️ | مردها خیلی بلندند | ژن / آب وهوا | رژیم غذایی مغذی | غذای مخصوص علت است |
| ۵) گربه‌ها 🐈 | گربه‌ها زیاد شده‌اند | مهاجرت / نگه‌داری | زباله و غذای زیاد | با جمع‌آوری زباله جمعیت کم میشود |
همین الگوی مشاهده ← پرسش ← فرضیه ← آزمایش ← نتیجه را در نمایشتان اجرا کنید؛ یادتان باشد دست‌کم دو فرضیهٔ نادرست را رد کنید تا به جواب درست برسید. 😊
جواب فکر کنید صفحه ۴ فصل ۱ بخش ۱ علوم تکمیلی هفتم
ابتدا داستان کوتاه زیر را بخوانید:
پیرمرد ماهیگیری هر روز برای گرفتن ماهی به رودخانه‌ای در اطراف روستای محل سکونت خود می‌رفت. یک روز پیرمرد برای دیدن دوست خود به روستایی در همان نزدیکی رفت.
او متوجه شد دوستش که شب‌ها به صید ماهی می‌رود بسیار بیشتر از او ماهی می‌گیرد. بر اساس این مشاهده ماهیگیر حدس زد که شب‌ها ماهی بیشتری برای صید وجود دارد. او تصمیم گرفت تا برای آزمایش درستی حدس خود، ماهیگیری در شب را امتحان کند. با فرا رسیدن شب، به دلیل تاریکی هوا پیرمرد نمی‌توانست درست ببیند. بنابراین به محل دیگری از رودخانه رفت تا در نزدیکی نور چراغ‌های جاده بتواند قلاب خود را به آب بیندازد. آن شب ماهیگیر تعداد زیادی ماهی گرفت و با خود نتیجه گرفت که «حتماً شب‌ها ماهی بیشتری برای صید وجود دارد».
پیرمرد ماهیگیر در انجام آزمایش خود دچار چه اشتباهاتی شده است؟ به نظر شما یک آزمایش علمی قابل قبول باید چه ویژگیهایی داشته باشد؟
پاسخ: بخش اول: پیرمرد ماهیگیر چه اشتباهاتی کرده است؟
پیرمرد در آزمایشش چند اشتباه مهم کرده که باعث میشود نتیجهگیریاش درست نباشد:
۱) او فقط یک «عامل» را بررسی نکرد؛ چند چیز را همزمان عوض کرد. 🔁
او برای آزمایش حدسش (شب بهتر است) فقط نباید «شب» را تغییر میداد، بلکه محل ماهیگیری را هم عوض کرد. یعنی دو چیز تغییر کرد: زمان (شب) و مکان (نزدیک نور چراغ جاده). پس نمیشود فهمید که موفقیتش بهخاطر شب بوده یا بهخاطر محل جدید.
۲) او یک شرایط کنترلنشده اضافه کرد: نور چراغ جاده 💡
پیرمرد بهجای تاریکی، به محلِ روشنِ نزدیک چراغ جاده رفت. ولی ما نمیدانیم نور خودش چه تأثیری روی ماهیها دارد. پس نتیجه با تاریکی مخلوط شد.
۳) آزمایش او «شرایط ثابت» نداشت (کنترل متغیرها رعایت نشد). 🎛️
در یک آزمایش علمی باید همهٔ شرایط همانطور که هست ثابت بماند و فقط یک چیز تغییر کند (مثلاً فقط شب در همان محل قدیمی). پیرمرد این کار را نکرد.
۴) او نتیجه‌گیری را زود انجام داد و آن را با نمونهٔ دیگری چک نکرد. 🚫
پیرمرد فقط یک بار آزمایش کرد و سریع نتیجه گرفت. برای اطمینان باید چند شب در همان شرایط دوباره امتحان میکرد و مقایسه میکرد با صیدی که قبلاً در روز از همان محل داشته.
۵) مقایسهٔ درستی با روز انجام نداد. ⚖️
برای این که ثابت شود شب بهتر است، باید «ماهیگرفتن در شب» را با «ماهیگرفتن در روزِ همان محل و همان شرایط» مقایسه میکرد. او فقط نتیجهٔ یک شب را نشان داد.
بخش دوم: یک آزمایش علمیِ قابل قبول چه ویژگیهایی دارد؟ 🔬
یک آزمایش علمی خوب باید چند ویژگی داشته باشد:
| ویژگی | توضیح ساده |
|---|---|
| ۱) تغییر فقط یک عامل (متغیر) | در هر بار آزمایش فقط یک چیز تغییر کند؛ بقیه ثابت بماند. مثل: فقط «شب بودن» را تغییر دهیم. |
| ۲) کنترل شرایط (شرایط ثابت) | بقیهٔ شرایط مثل محل، نوع قلاب و طعمه در آزمایش ثابت بماند. |
| ۳) داشتن گروه شاهد (مقایسه) | یک حالت را با حالت دیگر مقایسه کنیم (مثلاً روز با شب) تا بفهمیم چه چیز مؤثر بوده. |
| ۴) تکرار آزمایش | آزمایش را چند بار انجام دهیم تا مطمئن شویم نتیجه تصادفی نیست. |
| ۵) مشاهده و اندازهگیری دقیق | بهجای حدس زدن، نتایج را دقیق ثبت و اندازهگیری کنیم. |
| ۶) نتیجه‌گیری با دلیل و بر اساس شواهد | قبول کردن یک فرضیه فقط وقتی باشد که در آزمایشهای درست تأیید شود، نه از روی یکبار اتفاق. |
نتیجه‌گیری: آزمایش پیرمرد به این دلیل اشتباه بود که چند چیز را همزمان عوض کرد، شرایط ثابت نداشت، مقایسهٔ درست انجام نداد و آزمایش را تکرار نکرد. یک آزمایش درست باید فقط یک چیز را تغییر دهد، بقیه را ثابت نگه دارد، با حالت دیگر مقایسه کند و چند بار تکرار شود. ✅
پاسخ خلاصه شده:
اشتباهات پیرمرد:
۱. هم زمان (شب) و هم محل (نزدیک چراغ) را عوض کرد؛ پس معلوم نیست کدام مؤثر بوده.
۲. یک شرط ناخواستهٔ دیگر (نور چراغ) اضافه کرد.
۳. شرایط ثابت نداشت و مقایسهٔ روز/شب انجام نداد.
۴. فقط یک بار آزمایش کرد و زود نتیجه گرفت.
ویژگی‌های آزمایش علمی قابل قبول:
۱. فقط یک عامل تغییر کند و بقیه ثابت بماند.
۲. با گروه شاهد (مقایسه) کار کند.
۳. آزمایش چند بار تکرار شود.
۴. مشاهده و اندازهگیری دقیق باشد.
۵. نتیجه‌گیری بر اساس شواهد و با دلیل باشد.
پاسخ بیشتر بدانید صفحه ۴ فصل اول بخش اول علوم تکمیلی هفتم
امروزه تقریباً همه اختراعات و اکتشافات مهم انسان حاصل همکاری تعداد زیادی دانشمند از شاخه های مختلف علم است. در انجام سفرهای فضایی ممکن است صدها و یا حتی هزاران متخصص در زمینه های فیزیک، شیمی، زیست شناسی، رایانه، ریاضی، پزشکی و … با یکدیگر همکاری کنند. به نظر شما در تولید هر یک از موارد زیر افراد متخصص در چه رشته هایی با یکدیگر همکاری داشته اند؟
پاسخ: با توجه به تصویر، افراد متخصص در رشته‌های زیر با یکدیگر همکاری کرده‌اند تا این وسایل و محصولات ساخته شوند:
۱. شیر پاستوریزه (مواد غذایی پاکتی) 🥛
رشته‌های همکار: زیست‌شناسی (برای شناخت میکروب‌ها و باکتری‌های شیر)، شیمی (برای بررسی ترکیب شیمیایی مواد و روش‌های پاستوریزه‌کردن و ماندگاری)، پزشکی و بهداشت (برای سلامت مواد غذایی)، و مهندسی کشاورزی و صنایع غذایی (برای طراحی دستگاه‌های بسته‌بندی و تولید انبوه).
۲. دستگاه عکس‌برداری پزشکی (پرتو ایکس یا رادیولوژی) 🏥
رشته‌های همکار: فیزیک (برای شناخت امواج، پرتوهای ایکس و کار با دستگاه‌های تابشی)، پزشکی (برای تشخیص بیماری‌ها و تفسیر عکس‌ها)، مهندسی پزشکی و رایانه (برای طراحی، ساخت و پردازش دیجیتالی تصاویر دستگاه).
۳. خودروی مسابقه‌ای (اتومبیل) 🏎️
رشته‌های همکار: فیزیک (برای بررسی سرعت، شتاب، آیرودینامیک و قوانین حرکت)، شیمی (برای سوخت مناسب، روغن‌ها و جنس بدنه مقاوم)، رایانه (برای سیستم‌های هوشمند موتور و کنترل خودرو)، و مهندسی مکانیک (برای طراحی موتور و قطعات متحرک).
۴. گوشی تلفن همراه 📱
رشته‌های همکار: فیزیک (برای ساخت مدارهای الکترونیکی، صفحه‌نمایش و باتری)، شیمی (برای مواد به‌کاررفته در قطعات داخلی و باتری)، رایانه و فناوری اطلاعات (برای طراحی سیستم‌عامل و برنامه‌ها)، و ریاضی (برای محاسبات دقیق پردازنده‌ها).
بعد از اتمام سال تحصیلی سعی کنید دوباره به این سؤال پاسخ دهید. آیا پاسخ شما تغییر کرده است؟ *
پاسخ: بله، معمولاً پاسخ ما تغییر می‌کند و کامل‌تر میشود. دلیلش این است که در طول سال تحصیلی با خواندن کتاب‌های علوم (بخش‌های فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و زمین‌شناسی) اطلاعات و دانش علمی ما خیلی بیشتر میشود. در نتیجه، در پایان سال می‌توانیم جزئیات دقیق‌تر و رشته‌های علمی بیشتری را در ساختن هر اختراع شناسایی کنیم و بفهمیم که علم چقدر به هم پیوسته است.
پاسخ بحث کنید صفحه ۵ فصل ۱ بخش ۱ علوم تکمیلی هفتم
تخمین زده می شود که تا ابتدای قرن بیستم به طور متوسط هر صد سال یک بار مقدار کل دانش انسان ها دوبرابر شده است. این عدد (مدت زمان لازم برای دو برابر شدن مقدار کل دانش انسان) تا پایان جنگ جهانی دوم به ۲۵ سال و هم اکنون به ۱۳ ماه رسیده است. البته باید توجه داشت که این عدد میانگین رشته های مختلف علم بوده و سرعت پیشرفت علمی در هر زمینه متفاوت است. برای مثال در شاخه فناوری نانو این عدد هم اکنون به دو ماه رسیده است. پیش بینی می شود که با کمک اینترنت و رشد سریع وسایل ارتباطی، این عدد در آینده نزدیک به ۱۲ ساعت خواهد رسید. در کلاس با دوستان خود امکانات آموزشی و علمی که امروزه در اختیار دارید را با گذشته مقایسه کنید. در ادامه بحث کنید که وجود این ابزار نوین چگونه به سرعت رشد علمی انسان ها کمک می کند؟
پاسخ: بخش اول: مقایسه امکانات آموزشی و علمیِ امروز با گذشته 🎒📜 vs 💻🌐
اگر امکانات امروز را با گذشته (مثلاً زمان پدربزرگ‌ها و مادربزرگ‌ها) مقایسه کنیم، تفاوت‌های بزرگی می‌بینیم:
| امکانات در گذشته | امکانات و ابزارهای امروزی |
|---|---|
| منابع محدود: کتاب‌های چاپی معدود، دسترسی سخت به کتابخانه‌ها و دایرةالمعارف‌های بزرگ و سنگین. | دسترسی آسان و سریع: اینترنت، کتابخانه‌های دیجیتال، ویدیوهای آموزشی و مقاله‌های آنلاین در کسری از ثانیه. |
| ارتباطات کند: نامه‌نگاری یا سفرهای طولانی برای پرسیدن یک سؤال از دانشمندان یا معلمان دیگر شهرها. | ارتباطات آنی (لحظه‌ای): تماس تصویری، برگزاری کلاس‌های آنلاین، و گفت‌وگوی همزمان با دانش‌آموزان و دانشمندان سراسر دنیا. |
| ابزارهای آزمایشگاهی ساده: وسایل قدیمی و دستی که محاسبات و آزمایش‌ها را طولانی و سخت می‌کردند. | فناوری‌های پیشرفته: رایانه‌های قدرتمند، شبیه‌سازهای دیجیتالی آزمایش‌ها، و ابزارهای هوشمند نانو. |
بخش دوم: ابزارهای نوین چگونه به سرعت رشد علمی انسان کمک می‌کنند؟ 🚀
وجود این ابزارهای جدید به چند دلیل مهم باعث میشود علم با سرعت سرسام‌آوری رشد کند:
۱. انتقال سریع اطلاعات (بدون مرز):
امروزه اگر دانشمندی در یک گوشه از دنیا کشف یا اختراعی انجام دهد، لازم نیست سال‌ها صبر کند تا دیگران باخبر شوند؛ با یک کلیک و از طریق اینترنت، نتایج تحقیقاتش در چند ثانیه به دست همهٔ دانشمندان جهان می‌رسد.
۲. کار گروهی و اشتراک‌گذاری فکرها:
صدها دانشمند در کشورهای مختلف می‌توانند به صورت همزمان روی یک پروژه (مثل ساخت واکسن یا سفینه فضایی) کار کنند و نظراتشان را با هم به اشتراک بگذارند.
۳. افزایش سرعت محاسبات و آزمایش‌ها:
رایانه‌ها و ابزارهای پیشرفته می‌توانند حساب‌کتاب‌های بسیار سنگین و پیچیده را که انسان‌ها باید ماه‌ها روی آن‌ها کار می‌کردند، در چند ثانیه انجام دهند. همچنین با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، خطرات آزمایش‌ها کم شده و سرعت کار بالا می‌رود.
پاسخ خلاصه شده:
۱. مقایسه امکانات امروز و گذشته:
در گذشته منابع علمی محدود، کتاب‌ها کم و دسترسی به اطلاعات سخت و زمان‌بر بود؛ اما امروزه به کمک اینترنت، رایانه‌ها و کتابخانه‌های دیجیتال، به راحتی و در چند ثانیه می‌توان به دنیایی از اطلاعات دسترسی پیدا کرد.
۲. نقش ابزارهای نوین در سرعت رشد علم:
انتقال آنی اطلاعات: انتشار سریع دستاوردهای علمی در سراسر جهان از طریق اینترنت.
کار گروهی جهانی: همکاری همزمان دانشمندان کشورهای مختلف با یکدیگر.
محاسبات سریع: استفاده از رایانه‌ها برای حل مسائل پیچیده در کسری از ثانیه و سرعت بخشیدن به آزمایش‌ها.
جواب فکر کنید صفحه ۵ فصل اول بخش اول علوم تکمیلی هفتم
آزمایشی پیشنهاد دهید که بتواند درستی فرضیه زیر را ثابت کند.
فرضیه: «اطلاع قبلی فرد از تازه و یا مانده بودن یک خوراکی روی مزه ای که هنگام خوردن آن حس می کند تأثیر دارد.»
پاسخ: طراحی آزمایش برای بررسی تأثیر «اطلاع قبلی» بر «حس چشایی» 🍦🤔
برای اینکه بفهمیم آیا دانستنِ تازه یا مانده بودن خوراکی روی مزه آن اثر دارد یا نه، این آزمایش را انجام می‌دهیم:
۱. هدف آزمایش: بررسی اثرِ ذهنیت و اطلاعات قبلی روی تشخیص مزه.
۲. وسایل مورد نیاز: دو عدد کیک کاملاً یکسان و تازه، دو عدد ظرف مشابه، یک گروه از دوستان (به عنوان داوطلب).
۳. مراحل انجام آزمایش (روش کار):
- گام اول: دو کیک کاملاً مشابه و تازه را انتخاب می‌کنیم. (دقت کنید که هر دو باید تازه باشند تا مزه واقعی‌شان فرقی نکند).
- گام دوم: کیک اول را در ظرفی می‌گذاریم و روی آن برچسب «تازه و پخت امروز» می‌زنیم.
- گام سوم: کیک دوم را (که آن هم تازه است) در ظرفی دیگر می‌گذاریم اما روی آن برچسب «مانده و مال سه روز پیش» می‌زنیم.
- گام چهارم: از داوطلبان می‌خواهیم بدون اینکه بدانند هر دو کیک یکی هستند، هر دو را بچشند و به مزه هر کدام امتیاز بدهند (مثلاً از ۱ تا ۱۰).
۴. نتیجه‌گیری: اگر داوطلبان به کیکی که برچسب «تازه» داشت امتیاز بیشتری بدهند، ثابت میشود که «اطلاع قبلی و ذهنیت فرد» روی حسی که از مزه می‌گیرد تأثیر مستقیم دارد؛ چون در واقعیت هر دو کیک یکی بودند و فقط اسمشان فرق میکرد.
🔬 نکات علمی مهم برای دانش‌آموزان سمپاد (متغیرها):
متغیر مستقل (آنچه تغییر می‌دهیم): اطلاعاتی که به فرد می‌دهیم (گفتن کلمه تازه یا مانده).
متغیر وابسته (آنچه اندازه می‌گیریم): مزه‌ای که فرد حس می‌کند (امتیازی که به مزه می‌دهد).
متغیرهای کنترل (آنچه ثابت نگه می‌داریم): نوع کیک، اندازه تکه‌ها، دمای کیک، شکل ظرف‌ها.
پاسخ خلاصه شده:
آزمایش پیشنهادی:
دو تکه کیک کاملاً یکسان و تازه برمی‌داریم. به دروغ به داوطلب می‌گوییم تکه اول «تازه» و تکه دوم «مانده» است. سپس از او می‌خواهیم مزه هر دو را مقایسه کند.
اگر فرد مزه تکه اول را بهتر بداند، فرضیه ثابت میشود؛ زیرا هر دو کیک در واقع یکسان بودند و فقط اطلاعات قبلی فرد باعث شده مزه تکه اول را بهتر حس کند.
جواب بیشتر بدانید صفحه ۶ فصل ۱ بخش ۱ علوم تکمیلی هفتم
برای بیان فاصله های بسیار زیاد از واحد سال نوری استفاده می شود. سال نوری مسافتی است که نور در یک سال در خلا طی می کند. این مسافت تقریباً برابر ۹۴۶۰۵۲۸۴۰۰۰۰۰ کیلومتر است. بعد از خورشید، نزدیک ترین ستاره به زمین در فاصله ۴ سال نوری از آن قرار گرفته است. تخمین زده می شود که کهکشان راه شیری قطری در حدود صد هزار سال نوری دارد. با تحقیق در منابع اینترنتی فاصله دورترین اجسام رصد شده از زمین را بر حسب سال نوری پیدا کنید.
پاسخ: 🔭 دورترین جسم رصدشده از زمین چه قدر با ما فاصله دارد؟
طبق پژوهش‌های اخترشناسی، دورترین جرمی که تاکنون توسط انسان رصد (مشاهده) شده، یک کهکشان است که با نام علمی آن به اختصار «جی‌ان – ز۱۱» شناخته میشود. این کهکشان در فاصله‌ای باورنکردنی از ما قرار دارد:
📏 فاصله کهکشان جی‌ان – ز۱۱ از زمین: حدود ۱۳.۶ میلیارد سال نوری
یک سال نوری یعنی چه؟ 🚀
برای اینکه این عدد بزرگ را بهتر بفهمیم، یادمان باشد که (مطابق متن درس):
- سال نوری = مسافتی که نور در یک سال در خلا طی می‌کند.
- این مسافت تقریباً برابر ۹۴۶۰۵۲۸۴۰۰۰۰۰ کیلومتر (حدود ۹۴۶۰ میلیارد کیلومتر) است.
پس اگر درسی که در این صفحه خواندیم، نزدیک‌ترین ستاره بعد از خورشید فقط ۴ سال نوری با ما فاصله دارد و کهکشان راه شیری قطری در حدود صد هزار سال نوری دارد، تصور کنید که ۱۳.۶ میلیارد سال نوری چه فاصله عظیم و غیرقابل تصوری است! 🌌
این یعنی نوری که از این کهکشان به ما می‌رسد، حدود ۱۳ میلیارد و ۶۰۰ میلیون سال پیش از آن کهکشان خارج شده و سفر کرده تا به چشم ما (و تلسکوپ‌های فضایی مثل «جیمز وب») برسد. به عبارت دیگر، ما این کهکشان را در حالتی می‌بینیم که بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش بوده است!
💡 نکته برای دانش‌آموزان سمپاد (برای درک بهتر مقیاس‌ها):
| جسم | فاصله/اندازه |
|---|---|
| نزدیک‌ترین ستاره بعد از خورشید | ۴ سال نوری |
| قطر کهکشان راه شیری | حدود ۱۰۰ هزار سال نوری |
| دورترین کهکشان رصدشده (جی‌ان – ز۱۱) | حدود ۱۳.۶ میلیارد سال نوری |
نکتهٔ مهم که باید حواستان باشد ⚠️
فاصلهٔ «۱۳.۶ میلیارد سال نوری» در واقع فاصلهٔ آن نیست! عدد ۱۳.۶ میلیارد سال نوری، «زمان سفر نور» است؛ یعنی نوری که از آن کهکشان به ما می‌رسد، ۱۳.۴ میلیارد سال در راه بوده است.
فاصلهٔ امروزی آن کهکشان از زمین بهخاطر انبساط جهان، حدود ۳۲ میلیارد سال نوری تخمین زده میشود.
پس بهتر است در پاسخ کتاب این‌طور بنویسید:
دورترین جسم رصدشده، کهکشان GN-z11 است. نور آن حدود ۱۳.۴ میلیارد سال در راه بوده تا به ما برسد (به همین دلیل آن را در حالتی می‌بینیم که مربوط به حدود ۱۳.۴ میلیارد سال پیش است).
آیا این رکورد ثابت مانده؟ 🔭
نه! بعد از آن، تلسکوپ فضایی جیمز وب کهکشان‌های دورتری هم پیدا کرد؛ مانند JADES-GS-z14-0 با زمان سفر نور حدود ۱۳.۵ میلیارد سال. همچنین ستاره‌ای به نام اِرندل (Earendel) هم کشف شده که نور آن حدود ۱۲.۹ میلیارد سال در راه بوده است.
پاسخ خلاصه شده: دورترین جسم رصدشده از زمین یک کهکشان به نام «جی‌ان – ز۱۱» است که در فاصله تقریبی حدود ۱۳.۶ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد.
چون هر سال نوری یعنی فاصله‌ای که نور در یک سال طی می‌کند (حدود ۹۴۶۰ میلیارد کیلومتر)، پس نوری که از این کهکشان به زمین می‌رسد، حدود ۱۳ میلیارد و ۶۰۰ میلیون سال در راه بوده است.
توجه: شما دانش آموز پایه هفتم متوسطه اول می توانید برای دسترسی سریع و آسان تر به معنی مطالب آموزشی و جواب سوالات درس های کتاب علوم تجربی تکمیلی (ویژه مدارس استعداد درخشان) پایه هفتم متوسطه اول ، در انتهای عنوان خود عبارت «ماگرتا» را نیز در گوگل جستجو کنید.
پاسخ فصل بعدی:
📝 در انتها امیدواریم که مقاله جواب فعالیت ها و تمرین های فصل اول بخش اول کتاب علوم تجربی تکمیلی ویژه استعداد درخشان پایه هفتم متوسطه اول، برای شما دانش آموزان عزیز مفید بوده باشد و توانسته باشید تا از آن استفاده و بهره برده باشید.
