Ιστορικά πειράματα Faraday και η αξιοποίησή τους στη διδακτική της Φυσικής σε Γυμνάσιο και Λύκειο

Faraday’s historical experiments and their utilization in Physics Education in high school and senior high school (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Νέζης, Αναστάσιος
  3. Μεταπτυχιακή Ειδίκευση Καθηγητών των Φυσικών Επιστημών (ΚΦΕ)
  4. 30 Σεπτεμβρίου 2017 [2017-09-30]
  5. Ελληνικά
  6. 186
  7. Πολάτογλου, Χαρίτων
  8. Πολάτογλου, Χαρίτων | Σαμψωνίδης, Δημήτριος
  9. ηλεκτρομαγνητισμός | επαγωγή | κινητήρας | γεννήτρια | δακτύλιος | ηλεκτρικό ρεύμα
  10. 25
  11. 47
  12. περιέχει εικόνες, σχήματα, φωτογραφίες και ηλεκτρονικές διευθύνσεις για βίντεο μικρής διάρκειας
    • Η ζωή και το έργο του Michael Faraday αποτελούν το κύριο θέμα αυτής της Διπλωματικής Εργασίας. Ως άνθρωπος, αλλά κυρίως ως ερευνητής – επιστήμονας, ο Faraday αποτελεί ένα πρότυπο που κάνεις δεν μπορεί να αμφισβητήσει. Κατά τη διάρκεια της ζωής του έκανε ένα (!) μόνο πράγμα: πειράματα. Εν πολλοίς, ο σύγχρονος τεχνολογικός μας πολιτισμός στηρίζεται στο ηλεκτρικό ρεύμα και αυτό έχει τις απαρχές του στο δεύτερο μισό του 1831 και στα ιστορικά πειράματα της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, που εκείνος διεξήγαγε. Η Διπλωματική Εργασία δομείται σε τρία κεφάλαια. Στο πρώτο βλέπουμε μια εκτενή βιογραφία του Faraday που περιλαμβάνει τα πρώτα χρόνια (πριν γίνει ερευνητής), τη συνεργασία του με τον Davy και τη μονιμοποίησή του στο Βασιλικό Ινστιτούτο, την επιστημονική διαμάχη του με τον Davy και την ανεξαρτητοποίησή του από αυτόν. Βλέπουμε επίσης τα πρώτα του επιστημονικά επιτεύγματα και σιγά – σιγά όλη του την επιστημονική δραστηριότητα, από την ηλεκτροχημεία και τον κινητήρα μέχρι τη επαγωγή, την θεμελίωση της έννοιας του πεδίου, τον διαμαγνητισμό και το φαινόμενο που φέρει το όνομά του. Αναφερόμαστε στη σχέση του με τον Maxwell και τέλος, επισημαίνουμε την ταπεινότητα, τη μετριοφροσύνη και την βαθειά θρησκευτική πίστη που χαρακτήρισαν όλη του τη ζωή μέχρι και τον θάνατό του. Στο δεύτερο κεφάλαιο ασχολούμαστε αναλυτικότερα με τα πειράματα του ηλεκτρομαγνητισμού και της επαγωγής. Αρχικά, αναφερόμαστε στο τι προηγήθηκε και συγκεκριμένα στα πειράματα των Ørsted, Ampère και Arago. Στη συνέχεια, αναλύουμε το περίφημο πείραμα του μονοπολικού κινητήρα (του πρώτου ηλεκτροκινητήρα στην ανθρώπινη ιστορία). Ακολουθεί εκτενής αναφορά στα πειράματα της περιόδου Αύγουστος – Νοέμβριος 1831, που οδήγησαν στην δημοσίευση Experimental Researches in Electricity (1832). Εκεί, βλέπουμε μεταξύ άλλων το ιστορικό πείραμα του δακτυλίου, τη γεννήτρια και τέλος τη δυναμογεννήτρια (την πρώτη συσκευή ηλεκτροπαραγωγής στην ανθρώπινη ιστορία). Στο τρίτο κεφάλαιο κάνουμε μια προσπάθεια μεταφοράς των ιστορικών πειραμάτων του Faraday στην τάξη, με υλικά και όργανα από το σχολικό εργαστήριο Φυσικών Επιστημών. Βλέπουμε δύο σενάρια, με αντίστοιχα φύλλα εργασίας: στο πρώτο σενάριο ασχολούμαστε με το πείραμα του Ørsted και την προσπάθεια εξήγησής του από τον Faraday, ενώ στο δεύτερο με τα ιστορικά πειράματα του 1831 και την εισαγωγή του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Η Διπλωματική Εργασία κλείνει με αναλυτική αναφορά σε δέκα βίντεο που δημιουργήθηκαν για να υποστηρίξουν τα προαναφερθέντα σενάρια. Τα βίντεο (που έχουν αναρτηθεί στο διαδίκτυο) παρουσιάζουν όλες τις πειραματικές διαδικασίες των σεναρίων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε επικουρικά είτε ανεξάρτητα από τον εκπαιδευτικό που θα διδάξει την αντίστοιχη ύλη στο σχολείο.
    • Michael Faraday's life and work is the main subject of this Diploma Thesis. As a person, but above all as a researcher – scientist, Faraday is a model you do not question. During his life, he did one (!) thing only: experiments. Our modern technological culture is, fundamentally, based on electric current and this has its origins in the second half of 1831 and in the historical experiments of electromagnetic induction, which he conducted. This Diploma Thesis is structured in three chapters. In the first one, we see an extensive Faraday’s biography that includes his early years (before becoming a researcher), his collaboration with Davy and his permanent establishment at the Royal Institute, his scientific controversy with Davy and his independence from him. We also see his first scientific achievements and, slowly, all his scientific activity, from electrochemistry and the motor to induction, the foundation of the field concept, the diamagnetism and the phenomenon that bears his name. We refer to his relationship with Maxwell and lastly, we point out the humility, modesty and profoundly religious faith that characterized his entire life. In the second chapter, we deal more closely with the experiments of electromagnetism and induction. First of all, we are referring to what was preceded and specifically to the experiments of Ørsted, Ampère and Arago. We then analyze the famous experiment of the homopolar motor (the first electric motor in human history). An extensive reference is made to the August - November 1831 experiments, which led to the publication of Experimental Researches in Electricity (1832). Here we see, among other things, the historical experiment of the ring, the generator and finally the dynamo (the first power generator in human history). In the third chapter, we attempt to transfer Faraday's historical experiments to the classroom, with materials and instruments from the school’s Science Lab. We see two scenarios with corresponding worksheets: in the first scenario, we deal with the Ørsted experiment and Faraday’s attempt to explain it, while in the second we see the historical experiments of 1831 and the introduction of the phenomenon of electromagnetic induction. This Diploma Thesis closes with a detailed reference to ten videos created to support the aforementioned scenarios. The videos (posted on the internet) present all the experimental scenario processes and can be used either as an adjunct or independently of the teacher who will teach the respective subject matter at school.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.