Cap. 1 Per fare scienza
Fenomeno
La parola fenomeno
nel linguaggio
comune significa
qualcosa di
straordinario
“Maradona è stato un
fenomeno del calcio”
Nel linguaggio
scientifico la parola
fenomeno è
semplicemente
qualcosa che accade
Osservare i fenomeni
La scienza nasce dal desiderio di spiegare
i fenomeni naturali
Lo scienziato è un investigatore che
raccoglie le informazioni della natura, le
organizza e cerca di risolvere un problema
Per fare questo utilizza un metodo
L’osservazione
Osservare ciò che accade intorno a noi è il
primo passo della scienza
Cosa significa osservare?
Significa esaminare con grande attenzione in
questo modo possiamo fissare le caratteristiche di
ciò che abbiamo osservato e le possiamo
descrivere
Poi possiamo riflettere sulle caratteristiche più
importanti
Come si osserva
La nostra è l’epoca dell’immagine per cui
sembra normale pensare che si osserva
con la vista
In realtà si osserva con tutti i sensi
Per riconoscere i suoni utilizziamo l’udito
Per distinguere i sapori il gusto
Per stabilire se un oggetto è liscio il tatto
Per un odore l’olfatto
Gli strumenti
Spesso i sensi ci possono ingannare
perciò gli scienziati utilizzano gli strumenti
di misura (es. righello)
A volte i sensi sono poco sensibili perciò si
ricorre agli strumenti di osservazione
Lente, microscopio telescopio
La formulazione di ipotesi
La seconda fase del processo scientifico è
l’interpretazione di ciò che abbiamo
osservato
Interpretare significa capire il significato di
ciò che ho osservato
La prima cosa che facciamo è quella di
formulare delle ipotesi, cioè possibili
spiegazioni di ciò che abbiamo osservato
Esempio
1.
2.
3.
4.
Vado in un parco in autunno e vedo le foglie
ammucchiate di preferenza da una parte
Perché si trovano in questa posizione?
Si sono ammucchiate casualmente
Il vento le ha sospinte di preferenza in una
certa direzione
In quelle zona il vento fa mulinello e le foglie
vanno tutte lì
Qualche giorno prima è venuto il giardiniere
che le ha ammucchiate ma poi non le ha
portate via
Il ragionamento scientifico
1. Si osserva un nuovo fenomeno
2. Per spiegarlo si fanno diverse ipotesi
3. Si confrontano le ipotesi con le mostre
esperienze e conoscenze
4. Con questa verifica si scartano le ipotesi
meno credibili e si mantengono quelle
più idonee a spiegare il fenomeno
Esperimenti
L’esperimento semplifica la
natura
Galileo ha utilizzato il piano inclinato per
studiare la caduta dei gravi (oggetti)
Il piano inclinato studia lo stesso
fenomeno della caduta dei gravi ma lo
semplifica
Le velocità dei corpi sono più basse
Lo studi quantitativo dei
fenomeni
Osservate nuovamente queste figure
Galileo nelle immagini sta tentando di
trovare un modo per misurare il tempo
trascorso
Questo ci dice che nello studio di un
fenomeno occorre fare delle misure
Il metodo scientifico
1. Osservare le cose che ci circondano e i
fenomeni della natura
2. Formulare ipotesi per spiegare ciò che si
è osservato
3. Eseguire gli esperimenti per mettere alla
prova le ipotesi fatte e controllare così se
siano valide oppure no
4. Esaminare i risultati degli esperimenti per
trarre le conclusioni
Quando un ipotesi è stata verificata da
uno o più esperimenti si chiama legge
scientifica
Se un ipotesi suffragata da alcuni
esperimenti abbraccia più fenomeni
prende il nome di teoria scientifica
Le leggi e le teorie scientifiche sono
sempre provvisorie cioè non sono
definitive e stabilite una volta per sempre
Una teoria è ritenuta vera fino a che nuove
conoscenze o nuovi esperimenti o nuovi
concetti non le dimostrino false
Può succedere che una teoria, anche se
sappiamo che è incompleta, continui ad
essere utilizzata se non ce n’è una
migliore
Le nuove teorie oltre a spiegare fenomeni
già osservati spesso deve fare previsioni
su fenomeni non ben compresi e/o
predirne di nuovi
Formulare un’ipotesi
di spiegazione
Osservare un fenomeno
raccogliendo tutti i dati
e le informazioni possibili
Formulare un’altra
ipotesi
Formulare
la legge che
spiega il
fenomeno
Si
No
L’ipotesi è
confermata?
Verificare l’ipotesi
sperimentalmente
Le branche delle scienze naturali
dal vocabolario Treccani Branca:
suddivisione, ripartizione, particolare
settore (di scienze, letteratura, arte, ecc.)
le varie b. delle scienze naturali sono i
settori in cui queste sono suddivise
Queste 2 secoli fa erano ridotte di numero
ma col progredire delle conoscenze sono
diventate moltissime pertanto i rami
principali sono, loro volta, suddivisi in
moltissimi rami secondari e ramoscelli
Chimica
Quella branca delle scienze naturali,
che si occupa delle sostanze e delle
loro trasformazioni
Tavola periodica degli elementi
molecola
Reazione
chimica
Becher e beute con soluzioni
atomo
Fisica
da wikipedia: Scopo della fisica è lo
studio dei fenomeni naturali, ossia di
tutti gli eventi che possano essere
descritti ovvero quantificati attraverso
grandezze fisiche opportune, al fine di
stabilire principi e leggi
Fenomeni fisici
Astronomia
Da wikipedia: L'astronomia, che
etimologicamente significa legge delle
stelle (dal greco: αστρονομία = άστρον
+ νόμος), è la scienza il cui oggetto è
l‘osservazione e la spiegazione degli
eventi celesti.
Studia le origini e l'evoluzione, le proprietà
degli oggetti che formano l'universo e che
possono essere osservati sulla sfera
celeste.
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Biologia
La biologia (dal greco βιολογία,
composto da βίος, bìos = "vita" e
λόγος, lògos = nel senso di "studio") è
la scienza che studia tutto ciò che
riguarda la vita. (fonte wikipedia)
Geologia
La geologia (dal greco γῆ, gê, "terra" e
λόγος, logos, "studio") è la scienza che
studia la Terra e i processi che la
plasmano e la cambiano. (wikipedia)
Rappresentare i dati
Abbiamo visto come raccogliere i dati,
spesso questi debbono essere anche
rappresentati
Per rappresentarli si utilizzano:
ideogrammi, istogrammi, areogrammi e
diagrammi cartesiani.
Ideogrammi
I dati vengono rappresentati mediante una
figura che dà un’idea di ciò che vi vuole
rappresentare
Se ci interessa rappresentare il numero
degli alunni utilizzeremo il seguente
ideogramma
Per comprenderne l’uso ci vuole una
leggenda
Quanti alunni ci sono nei vari ordini di
scuola?
Istogrammi
L’istogramma è una
rappresentazione grafica
nella quale i dati sono
rappresentati con
rettangoli o
parallelepipedi, disposti
orizzontalmente o
verticalmente, aventi tutti
uguale base e la cui
lunghezza o altezza
rappresenta i dati in
questione
Areogrammi
E' un grafico che
evidenzia nell'area di un
cerchio o di un' altra
superficie geometrica i
risultati di un'indagine.
Si tratta di una
rappresentazione
basata sul rapporto
delle aree individuate e
indicate dalle diverse
parti di una superficie
prestabilita.
Diagramma Cartesiano
I diagrammi cartesiani, così detti dal nome
del loro ideatore, il matematico Cartesio
(1596-1650), sono molto adatti a
rappresentare i valori di una grandezza in
funzione di un'altra (cioè di una grandezza i
cui valori variano al variare di un'altra). Il
caso più frequente è quello di una grandezza
funzione del tempo (con il passare del tempo
la grandezza varia).
I diagrammi cartesiani si realizzano mediante due rette
perpendicolari (ascisse ed ordinate) sulle quali vengono
prefissate delle opportune unità di misura.
Rappresentazione
attraverso
un diagramma
cartesiano delle
temperature
registrate nelle
varie ore di una
giornata in una
data località.
Il sistema internazionale
Il Sistema Internazionale (SI) ha
identificato 7 grandezze fondamentali
Lunghezza, massa, intervalli di tempo,
intensità di corrente elettrica, temperatura,
intensità luminosa e quantità di sostanza
Le grandezze fondamentali del
SI e loro unità di misura
Grandezza fisica
Unità di misura
Simbolo
Lunghezza
Metro
m
Massa
Kilogrammo
Kg
Intervalli di tempo
Secondo
s
Intensità di corrente
elettrica
Ampere
A
Temperatura
Kelvin
K
Intensità luminosa
Candela
cd
Quantità di sostanza
mole
mol
Grandezze derivate
Tutte le altre grandezze si ottengono
combinando in vario modo queste
grandezze fondamentali
es. nel SI la velocità si misura in m/s es.
se in 10s percorriamo 100m siamo
viaggiando a 100m/10s = 10m/s
A volte si usano unità di misura pratiche
es. i km/h (chilometri orari)
In questo caso occorre una formula di
conversione
1km/h = 1000m/3600s = 0,28 m/s
1m/s = 3,6 km/h
Multipli e sottomultipli del metro
X 10
km
X 10
hm
X 10
: 10
dam
1000 m : 10
m
100 m : 10
X 10
dm
10 m : 10
X 10
cm
1 m : 10
0,1 m : 10
0,01 m
X 10
mm
0,001 m
Per trasformare una
grandezza in una
successiva occorre
dividere per 10, 100 o
1000 … a seconda del
numero degli “scalini”
che salgo; viceversa
debbo moltiplicare per
10, 100, 1000 a
seconda degli scalini
che scendo
I multipli e i sottomultipli dell'unità di misura di
Dal sito
superficie
sono equivalenti alle aree di
rinonline.it
quadrati aventi per lato i multipli o sottomultipli
del metro quadrato.
Un posto a scendere si moltiplica per 100,
Due posti a scendere si moltiplica per 10000
Tre posti a scendere si moltiplica per
1000000
Un posto a salire si divide per 100
Due posti a salire si divide per 10000
Tre posti a salire si divide per 1000000
I multipli e i sottomultipli dell'unità di misura di
volume sono equivalenti ai volumi di cubi
aventi per lato i multipli o sottomultipli del m3.
Un posto a scendere si moltiplica per 1000
Due posti a scendere si moltiplica per
1000000
Tre posti a scendere si moltiplica per
1000000000
Un posto a salire si divide per 1000
Due posti a salire si divide per 1000000
Tre posti a salire si divide per 1000000000
Dal sito
rinonline.it
Misure dirette e indirette
Una misura diretta è quella che si esegue
direttamente utilizzando uno strumento
specifico (l’altezza del rimbalzo di una
palla col metro)
Se io misuro l’altezza e la larghezza di un
tavolo e poi calcolo l’area con una formula
eseguo una misurazione indiretta
Strumenti per misurare