Електризація мильних бульбашок. Клітка Фарадея
Приклад розробки STEM-уроку для школи (4–9 класи) на тему:
«Електризація мильних бульбашок. Клітка Фарадея»
(експерименти, які можна провести вдома або в класі).
🧪 ТЕМА:
Електризація мильних бульбашок. Клітка Фарадея (експерименти вдома)
🎯 МЕТА УРОКУ:
-
Пояснити явище електризації тіл.
-
Ознайомити учнів із принципом дії клітки Фарадея.
-
Дослідити, як мильна бульбашка може ілюструвати електростатичний захист.
-
Розвинути навички наукового мислення, спостереження, експериментування та аналізу.
🔧 ОБЛАДНАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ:
-
Мильний розчин (вода + рідина для миття посуду + трохи гліцерину).
-
Соломинка або піпетка.
-
Електронізатор (наелектризована пластикова ручка, гребінець, кулька).
-
Відео: «Клітка Фарадея з мильних бульбашок»
-
Камера/телефон для зйомки експерименту.
🧭 ХІД УРОКУ
1. Мотивація (5 хв)
Показати коротке відео:
👉 «Клітка Фарадея з мильних бульбашок»
Питання для обговорення:
-
Що відбувається, коли до мильної бульбашки підносимо наелектризоване тіло?
-
Якщо надути одну велику бульбашку на столі, а іншу всередині цієї великої бульбашки та піднести наелектризований предмет, що спостерігаємо?
-
Як це пов’язано з кліткою Фарадея?
2. Міні-лекція: Теорія (10 хв)
-
Електризація тіл — це процес набуття тілом електричного заряду (позитивного або негативного).
-
Клітка Фарадея — це замкнута провідна оболонка, що захищає внутрішній простір від зовнішніх електричних полів.
-
У металі електрони вільно рухаються, тому зовнішнє поле викликає перерозподіл зарядів, який нейтралізує поле всередині.
-
Мильна бульбашка має тонку плівку провідної рідини — і може поводитися подібно до провідника.
3. Практична частина: Дослід “Бульбашкова клітка Фарадея” (15–20 хв)
🧫 Експеримент 1. Електризація
-
Зробіть мильний розчин.
-
Надійміть кілька бульбашок.
-
Потріть пластикову ручку або гребінець об волосся — він зарядиться.
-
Піднесіть заряджений предмет до бульбашки.
🔍 Спостереження: бульбашка притягується або відштовхується.
🧫 Експеримент 2. “Дві бульбашки — клітка Фарадея”
-
Зробіть одну велику бульбашку на столі (на пластиковій або скляній поверхні).
-
Усередину акуратно «вдуйте» меншу бульбашку через трубочку.
-
Зарядіть гребінець і піднесіть до зовнішньої бульбашки.
🔍 Спостереження: внутрішня бульбашка не реагує на електризацію — вона захищена зовнішньою оболонкою!
🧠 Висновок:
Зовнішня бульбашка діє як клітка Фарадея — екранує внутрішній простір від електростатичних полів.
4. STEM-компоненти
TEM-компоненти для 8 класу
Тема: Електризація мильних бульбашок. Клітка Фарадея
| Компонент | Зміст діяльності | Очікувані результати навчання |
|---|---|---|
| S — Science (Наука) | Учні досліджують явище електризації тіл і принцип електростатичного екранування. Спостерігають, як дві мильні бульбашки — зовнішня і внутрішня — демонструють дію клітки Фарадея. | Розуміють, що заряд накопичується на поверхні провідника і не впливає на внутрішній простір; пояснюють, чому внутрішня бульбашка не реагує на заряджене тіло. |
| T — Technology (Технології) | Використовують відеоексперимент (YouTube або власний запис) для спостереження за явищем. Знімають власне відео експерименту зі сповільненням. | Використовують цифрові технології для фіксації, аналізу й пояснення фізичних процесів. |
| E — Engineering (Інженерія) | Підбирають оптимальні умови для створення стійких мильних бульбашок: склад розчину, вологість, поверхня. Експериментують, щоб утворити бульбашку всередині бульбашки. | Формують навички експериментального проєктування: добирають матеріали, спостерігають результат, роблять висновки про умови успіху. |
| M — Mathematics (Математика) | Визначають радіуси та співвідношення розмірів внутрішньої та зовнішньої бульбашок. Пояснюють симетричний розподіл заряду на сфері. | Застосовують математичні поняття (радіус, пропорції, площа сфери) до опису експерименту; розуміють взаємозв’язок між геометрією й фізикою. |
STEM-компоненти (4 клас)
Компонент Що робимо на уроці Чому навчаємося S — Science (Наука) Учні спостерігають, як мильні бульбашки реагують на заряджений гребінець чи ручку, дізнаються, що деякі тіла можуть притягуватися або відштовхуватися після натирання. Разом з учителем роблять висновок, що зовнішня бульбашка захищає внутрішню від електричного впливу. Розуміють, що існує електричний заряд; дізнаються, що електризація — це передача заряду; знайомляться з поняттям захисту від електрики. T — Technology (Технології) Переглядають відеоексперимент, фотографують або знімають власну спробу створити дві бульбашки одну в одній. Використовують планшет або телефон для спостереження. Навчаються використовувати техніку для навчання: переглядати відео, фіксувати результати експериментів, ділитися ними з іншими. E — Engineering (Інженерія) Учні самостійно готують мильний розчин, пробують створити стійкі бульбашки, дізнаються, від чого залежить їхня міцність (кількість мила, гліцерину, поверхня). Розвивають дослідницькі та експериментальні навички: пробують, помиляються, удосконалюють, пояснюють, чому саме так працює. M — Mathematics (Математика) Вимірюють радіуси бульбашок (на око чи за допомогою лінійки), порівнюють їх за розміром: більша — менша, удвічі більша тощо. Малюють схему двох бульбашок і позначають внутрішню й зовнішню. Удосконалюють уміння порівнювати, вимірювати, малювати форми, застосовують математику для опису побаченого у досліді.
| Компонент | Що робимо на уроці | Чому навчаємося |
|---|---|---|
| S — Science (Наука) | Учні спостерігають, як мильні бульбашки реагують на заряджений гребінець чи ручку, дізнаються, що деякі тіла можуть притягуватися або відштовхуватися після натирання. Разом з учителем роблять висновок, що зовнішня бульбашка захищає внутрішню від електричного впливу. | Розуміють, що існує електричний заряд; дізнаються, що електризація — це передача заряду; знайомляться з поняттям захисту від електрики. |
| T — Technology (Технології) | Переглядають відеоексперимент, фотографують або знімають власну спробу створити дві бульбашки одну в одній. Використовують планшет або телефон для спостереження. | Навчаються використовувати техніку для навчання: переглядати відео, фіксувати результати експериментів, ділитися ними з іншими. |
| E — Engineering (Інженерія) | Учні самостійно готують мильний розчин, пробують створити стійкі бульбашки, дізнаються, від чого залежить їхня міцність (кількість мила, гліцерину, поверхня). | Розвивають дослідницькі та експериментальні навички: пробують, помиляються, удосконалюють, пояснюють, чому саме так працює. |
| M — Mathematics (Математика) | Вимірюють радіуси бульбашок (на око чи за допомогою лінійки), порівнюють їх за розміром: більша — менша, удвічі більша тощо. Малюють схему двох бульбашок і позначають внутрішню й зовнішню. | Удосконалюють уміння порівнювати, вимірювати, малювати форми, застосовують математику для опису побаченого у досліді. |
5. Обговорення та рефлексія (10 хв)
-
Чому внутрішня бульбашка не зазнала впливу?
-
Де ми зустрічаємо клітку Фарадея в житті? (автомобілі, літаки, мікрохвильові печі)
-
Як можна вдосконалити експеримент?
6. Домашнє завдання / STEAM-проєкт
-
Зняти коротке відео власного експерименту з бульбашками.
-
Пояснити, як бульбашки демонструють принцип клітки Фарадея.
-
Створити плакат де у житті зустрічаємо клітку Фарадея.
📎 ДОДАТКОВІ РЕСУРСИ:
-
Симуляція електростатичних полів: PhET – Charges and Fields
https://phet.colorado.edu/sims/html/charges-and-fields/latest/charges-and-fields_all.html
Корисні публікації
Як відкрити науку для дитини: корисні онлайн-платформи
Бережіть себе і родину!
Blog: https://educationpakhomova.blogspot.com/
Telegram: https://t.me/pakhomovaeducation
FB: https://www.facebook.com/educationXXII/
YouTube: https://www.youtube.com/@educationpakhomova











.jpg)





