د سکینینګ پروب مایکروسکوپ اوسئ

توکي جوړ کړئ (د هرې ډلې لپاره)

د ټولګي لپاره اړین توکي

• بکس چې لاندې توکي سره تړلی دی (واکمن ، د کاغذ پیاله ، خښته ، د میوې ټوټه)
• په کڅوړه کې پټه یا سوري پرې کړئ ترڅو زده کونکي خپل لاس او پنسل دننه دننه کړي ، پرته لدې چې په بکس کې څه شی وویني. 

د ټیمونو لپاره اړین توکي

• کاغذ
• قلم
• پنسل
• انټرنیټ ته لاسرسی ، اختیاري

د ډیزاین چیلنج

تاسو د انجنیرانو ټیم یاست چې د پنسل پروب کارولو ننګونه درکول کیږي ترڅو په یوه بکس کې دوه مختلف شیان "احساس" کړئ (پرته د شیانو لیدلو). بل ، تاسو به هغه څه رسم کړئ چې تاسو "لیدلي" او د یوې ډلې په توګه موافق یاست چې په بکس کې شی څه شی وي. بیا ، ټیمونه یو تفصیلي نقشه رامینځته کوي هغه شی ښیې چې تاسو ورسره موافق یاست.

معیارونه

• د شیانو "احساس" کولو لپاره باید پنسل وکاروئ.
• باید د شیانو لیدو وړ نه وي (یا په بکس کې د سترګو پټه یا سوري پرې شي ترڅو لاس او پنسل فټ شي)

خنډونه

• یوازې چمتو شوي توکي وکاروئ.

وخت ته اړتیا ده: له یوه څخه تر 45 دقیقو پورې ناستې.

1. د 2-4 ټیمونو کې ټولګي مات کړئ.
2. د سکینینګ پروب مایکروسکوپ کاري پاetه وسپارئ.
3. د شالید مفاهیمو برخه کې په موضوعاتو بحث وکړئ. له زده کونکو وغواړئ چې په پام کې ونیسي چې څنګه انجنیران د هغه شیانو سطح اندازه کوي چې لیدل یې خورا کوچني دي. که انټرنیټ شتون ولري ، مجازی مایکروسکوپ شریک کړئ (http://virtual.itg.uiuc.edu).
4. د انجینرۍ ډیزاین پروسې ، ډیزاین ننګونې ، معیارونه ، محدودیتونه او توکي بیاکتنه وکړئ.
5. هر ټیم د دوی موادو سره چمتو کړئ.
6. تشریح کړئ چې زده کونکي باید په یوه بکس کې دوه مختلف شیان "احساس" کولو لپاره پنسل وکاروي (په پټو تړل شوي). بل ، دوی به هغه څه رسم کړي چې دوی "لیدلي" او د یوې ډلې په توګه پدې موافق دي چې په بکس کې څیز څه شی کیدی شي. په نهایت کې ، ټیمونه یو تفصیلي نقشه رامینځته کوي هغه شیان ښیې چې دوی ورسره موافق دي.
7. د فعالیت بشپړولو لپاره د دوی د وخت اندازه اعلان کړئ (1 ساعت وړاندیز شوی).
8. د وخت په تیریدو سره ډاډ ترلاسه کولو لپاره ټیمر یا د آنلاین سټاپ واچ (د شمیرنې ب downه) وکاروئ. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). زده کونکو ته منظم "وخت چیک" ورکړئ ترڅو دوی په دنده کې پاتې شي. که دوی مبارزه کوي ، داسې پوښتنې وپوښتئ چې دوی به ګړندي حل ته لاره پیدا کړي.
9. زده کونکو ته لارښوونه وکړئ چې لاندې کار وکړي:
   • په ټیم کې هر زده کونکی په یوه بکس کې د شیانو پیژندلو لپاره شکل ټاکلو لپاره د پنسل پروب په کارولو سره وار کوي. تاسو شاید په پټو تړل شوي یاست ، یا په یوه بکس کې سوري پرې کړئ ترڅو ستاسو لاس او پنسل دننه وي پرته لدې چې تاسو وګورئ په بکس کې څه دي.
   • د بکس لاندې د مینځپانګې یا سطحې ساحې معاینه کولو لپاره یوازې د پنسل ټپ وکاروئ.
   • ستاسو په ذهن کې ، د هغه شیانو لوړوالی تعقیب کړئ چې تاسو یې احساس کوئ ، د دوی شکل ، او عمومي اندازه.
   • بل ، هغه څه رسم کړئ چې تاسو یې د کاغذ په یوه ټوټه کې "لیدلي" - تاسو شاید وغواړئ د پورتنۍ او اړخ لید په پام کې ونیسئ ترڅو دا معلومه کړي چې په بکس کې څه دي.
   • کله چې په ټیم کې هر زده کونکي تحقیقات ترسره کړي ، یوځای کار وکړئ او خپل نقاشۍ او نظرونه په هغه څه شریک کړئ چې په بکس کې دي. د یوې ډلې په توګه د اجماع سره راشئ او وروستی نقشه رامینځته کړئ چې پکې د څیز اټکل شوي اندازه کول شامل وي.
10. ټیمونه ستاسو نظرونه ، رسمونه او اندازه ټولګي ته وړاندې کوي ، او د نورو ټیمونو پریزینټیشنونو ته غوږ شئ. دوی باید پرتله کړي چې د دوی ټیم د اصلي اندازې او شکل په ټاکلو کې څومره نږدې و.
11. د ټولګي په توګه ، د زده کونکي انعکاس پوښتنې بحث کړئ.
12. په موضوع کې د نورو مینځپانګې لپاره ، د "ژور ژور کیندنې" برخه وګورئ.

اختیاري غځونې چارندتیا

له زده کونکو څخه وغواړئ چې په یوه لاس په بکس کې هغه څه "احساس" کړي ، په بل لاس د کاغذ په یوځل رسمولو سره.

د زده کونکو انعکاس (د انجنیري کتابچه)

1. د شکل په شرایطو کې ستاسو ټیم د شی په پیژندلو کې څومره درست و؟ تاسو په بکس کې څه وموندل؟
2. په کڅوړه کې د اعتراض اصلي اندازې ټاکلو کې ستاسو ټیم څومره دقیق و؟
3. په بکس کې د څیز اصلي اندازې څخه ستاسو د اندازې اټکل په څومره سلنه کې و؟
4. ایا تاسو فکر کوئ چې د تفتیش سره په بکس کې دننه "لید" کولو لپاره مو د وخت اندازه تاثیر کړې چې ستاسو موندنې څومره دقیقې وې؟
5. ایا تاسو فکر کاوه چې د ټیم په حیث کار کول دا پروژه اسانه یا سخته کړې؟ ولې؟

درس د زړو زده کونکو لپاره لږ تر لږه 1 ټولګي موده کې ترسره کیدی شي. په هرصورت ، د زده کونکو سره د چټک احساس احساس کولو کې مرسته کول او د زده کونکي بریا ډاډ ترلاسه کولو لپاره (په ځانګړي توګه د ځوانو زده کونکو لپاره) درس په دوه دورو وویشئ چې زده کونکو ته ډیر وخت ورکوي دماغي طوطي ، نظریات ازموي او خپل ډیزاین نهایی کړي. په راتلونکي ټولګي دوره کې د ازموینې او لنډیز ترسره کول.

نانو ټیکنالوژي څه شی دی؟

تصور وکړئ د دې وړتیا لرئ چې د سره وینې سره حجرې حرکت وګورئ ځکه چې دا ستاسو د رګ له لارې حرکت کوي. دا به څه وي چې د سوډیم او کلورین اټومونو مشاهده وکړي ځکه چې دوی واقعیا د برقیانو لیږدولو لپاره کافي نږدې کیږي او د مالګې کرسټال رامینځته کوي یا د مالیکولونو خوځښت مشاهده کوي کله چې تودوخه په اوبو کې لوړیږي؟ د تیرو څو لسیزو په اوږدو کې رامینځته شوي او ښه شوي وسایلو یا 'سکوپونو' له امله موږ کولی شو د دې پراګراف په پیل کې د ډیری مثالونو په څیر وضعیت وګورو. په مالیکولر یا اټومي پیمانه د موادو مشاهده کولو ، اندازه کولو او حتی لاسوهنې کولو دې وړتیا ته نانو ټیکنالوژي یا نانو ساینس ویل کیږي. که موږ نانو "یو څه" ولرو موږ د دې یو ملیارد برخه لرو. ساینس پوهان او انجنیران د نانو سابقه په ډیری "ځینې شیانو" کې پلي کوي پشمول د مترو اوږدوالی) ، ثانیې (وخت) ، لیټر (حجم) او ګرام (ډله ایز) د دې لپاره چې د پوهیدو وړ خورا کوچنی مقدار څرګند کړي. ډیری ځله نانو د طول پیمانه پلي کیږي او موږ اندازه کوو او د نانوومیټرونو په اړه خبرې کوو (nm). انفرادي اتومونه د 1 nm قطر څخه کوچني دي ، دا په قطار کې شاوخوا 10 هایدروجن اتومونه اخلي ترڅو په اوږدوالي کې 1 nm لاین رامینځته کړي. نور اټومونه د هایدروجن څخه لوی دي مګر لاهم د نانو میټر څخه کم قطر لري. یو عام ویروس شاوخوا 100 nm قطر لري او یو باکتریا شاوخوا 1000 nm سر ته تر دم پورې دی. هغه وسیلې چې موږ ته یې اجازه راکړې چې د نانوسیکل پخوانۍ نه لیدونکې نړۍ وګورو د اتومي ځواک مایکروسکوپ او د سکینینګ الیکټرون مایکروسکوپ دي.

څومره کوچنی دی؟

دا لیدل مشکل وي چې لیدل څنګه کوچني شیان په نانوسکل کې دي. لاندې تمرین کولی شي تاسو سره د لید لید کې مرسته وکړي چې لوی کوچني څنګه کیدی شي! د بالینګ بال ، د بلیډ بال ، د ټینس بال ، د ګالف بال ، یو ماربل او نخود په پام کې ونیسئ. د دې توکو اړوند اندازې په اړه فکر وکړئ.

د بریښنایی مایکروسکوپ سکین کول

د سکینګ کولو الیکټرون مایکروسکوپ یو ځانګړی ډول دی چې د الیکترون مایکروسکوپ دی چې د راسټر سکین په ب .ه کې د بریښنایی انرژي بیم سره سکین کولو سره د نمونې سطح عکسونه رامینځته کوي. په راسټر اسکین کې ، یو عکس د (معمولي افقي) پټو په ترتیب سره قطع کیږي چې د "سکین لینز" په نوم پیژندل کیږي. بریښنایی اتومونو سره متقابل عمل کوي چې نمونه جوړوي او سیګنالونه تولیدوي چې د سطحې ب .ې ، ترکیب ، او حتی ایا بریښنا ترسره کولی شي په اړه معلومات چمتو کوي. ډیری عکسونه چې د سکینګ بریښنایی مایکروسکوپونو سره اخیستل شوي ممکن وکتل شي www.dartmouth.edu/~emlab/gallery.

د اټومي ځواک مایکروسکوپونه

په نانو پیمانه کې عکس اخیستل

د "لیدو" لپاره چې د موادو سطح په نانو پیمانه څه ښکاري ، انجنیرانو د وسیلو او سیسټمونو لړۍ رامینځته کړې ترڅو وڅیړي چې د یو شي سطح څنګه چلند کوي. تاسو کولی شئ په ډارټماوټ الیکټرون مایکروسکوپ اسانتیا کې په www.dartmouth.edu/~emlab/gallery کې ډیری عکسونه وګورئ.

د اټومي ځواک مایکروسکوپونه

د اټومي ځواک مایکروسکوپ د سکینینګ پروب مایکروسکوپ (SPM) یو ځانګړی ډول دی ، چې د یوې موضوع په سطحه د لمس کولو یا حرکت کولو لپاره د تحقیق په کارولو سره معلومات راټولوي. ریزولوشن خورا لوړ دی ، د نانو میټر په یوه برخه کې. AFM په 1982 کې په IBM کې ایجاد شوی و او په سوداګریز ډول موجود د اټومي ځواک لومړی مایکروسکوپ په 1989 کې معرفي شو. AFM په نانوسیکل کې د هرڅه اندازه کولو او امیج کولو لپاره یو له خورا مهم وسیلو څخه پاتې دی. دا کولی شي په دقت سره درې اړخیز عکس یا د نمونې توپوګرافي رامینځته کړي ، او ډیری غوښتنلیکونه لري. که تاسو تصور کولی شئ خپلې سترګې وتړئ او د پنسل ټپ وکاروئ ترڅو ومومئ چې په بکس کې کوم شی و ، تاسو تصور کولی شئ دا ډول مایکروسکوپ څنګه کار کوي! د اټومي ځواک مایکروسکوپ یوه ګټه دا ده چې دا ځانګړي چاپیریال ته اړتیا نلري ، او په اوسط چاپیریال کې ښه کار کوي ، یا حتی په مایع کې. دا دا ممکنه کوي چې د میکرومولیکول کچې کې بیولوژي وپلټئ ، یا حتی ژوندي موجودات بیاکتنه وکړئ.

د انټرنېټ پیوستون

• د اټومي ځواک مایکروسکوپي
• د مجازی مایکروسکوپ

سپارښتنې لوستل

• د سکینینګ پروب مایکروسکوپي: په یوه لار کې لابراتوار (په فزیک کې پرمختللي متنونه) (ISBN: 978-3642077371)
• د سکینینګ پروب مایکروسکوپي (ISBN: 978-3662452394)

د لیکلو چارندتیا

یوه مقاله یا پاراګراف ولیکئ پدې اړه چې څنګه د نانو ټیکنالوژۍ له لارې پرمختګونو د روغتیا پاملرنې او درملو ساحه اغیزه کړې.

د نصاب چوکاټونو ته سمون

نوټ: په دې لړ کې د درس پلانونه د لاندې معیارونو یوې یا ډیرو سره جوړ شوي دي:

• د ساینس د تعلیم معیارونه (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• ایس. د راتلونکي نسل ساینس سټنډرډونه (http://www.nextgenscience.org/)
• د ټیکنالوژیکي سواد زده کړې لپاره د نړیوال ټیکنالوژۍ ښوونې اتحادیې معیارونه (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• S. د ښوونځیو ریاضياتو د ښوونکو د ریاضياتو اصولو او سټنډرډونو ملي شورا (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• S. د ریاضیاتو لپاره د مرکزي مرکزي ریاست معیارونه (http://www.corestandards.org/Math)
• د کمپیوټر ساینس ښوونکو اتحادیه K-12 کمپیوټر ساینس سټنډرډونه (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

د ملي ساینس زده کړې معیارونه د K-4 درجې (عمرونه 4-9)

د محتوياتو معیاري A: ساینس د تفتیش په توګه

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید وده وکړي

• د ساینسي پلټنې کولو لپاره اړین وړتیاوې
• د ساینسي پلټنو په اړه پوهه

د محتوياتو معیار B: فزیکي ساینس

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• د توکو او توکو ملکیتونه
• د شیانو موقعیت او خوځښت

د محتوياتو معیاري E: ساینس او ​​ټیکنالوژي

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید وده وکړي

• د تخنیکي ډیزاین وړتیاوې

د محتوياتو معیار F: په شخصي او ټولنیز لید کې ساینس

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• په محلي ننګونو کې ساینس او ​​ټیکنالوژي

د محتوياتو معیاري G: د ساینس تاریخ او طبیعت

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• ساینس د انسان هڅې په توګه

د ملي ساینس زده کړې معیارونه 5-8 درجې (عمرونه 10-14)

د محتوياتو معیاري A: ساینس د تفتیش په توګه

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید وده وکړي

• د ساینسي پلټنې کولو لپاره اړین وړتیاوې
• د ساینسي پلټنو په اړه پوهه

د محتوياتو معیار B: فزیکي ساینس

د دوی د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• په معاملاتو کې د ملکیتونو ملکیت او تغیرات

د محتوياتو معیاري E: ساینس او ​​ټیکنالوژي

په 5-8 درجو کې د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید وده وکړي

• د تخنیکي ډیزاین وړتیاوې
• د ساینس او ​​ټیکنالوژۍ په اړه پوهه

د محتوياتو معیار F: په شخصي او ټولنیز لید کې ساینس

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• ساینس او ​​ټیکنالوژي په ټولنه کې 

د ملي ساینس زده کړې معیارونه 5-8 درجې (عمرونه 10-14)

د محتوياتو معیاري G: د ساینس تاریخ او طبیعت

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• ساینس د انسان هڅې په توګه
• د ساینس طبیعت

د ملي ساینس زده کړې معیارونه 9-12 درجې (عمرونه 14-18)

د محتوياتو معیاري A: ساینس د تفتیش په توګه

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید وده وکړي

• د ساینسي پلټنې کولو لپاره اړین وړتیاوې
• د ساینسي پلټنو په اړه پوهه

د محتوياتو معیار B: فزیکي ساینس

د دوی د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• جوړښت او د موادو ملکیت

د محتوياتو معیاري E: ساینس او ​​ټیکنالوژي

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید وده وکړي

• د تخنیکي ډیزاین وړتیاوې
• د ساینس او ​​ټیکنالوژۍ په اړه پوهه

د محتوياتو معیار F: په شخصي او ټولنیز لید کې ساینس

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• په محلي ، ملي او نړیوالو ننګونو کې ساینس او ​​ټیکنالوژي

د محتوياتو معیاري G: د ساینس تاریخ او طبیعت

د فعالیتونو په پایله کې ، ټول زده کونکي باید د پوهې وده وکړي

• ساینس د انسان هڅې په توګه
• د ساینسي پوهې طبیعت
• تاریخي لید

 د راتلونکي نسل د ساینس معیارونو درجې 2-5 (7-11 کلونه)

هغه زده کونکي چې پوهه څرګندوي:

موضوع او د هغې متقابل عمل

• 5-PS1-1. د دې تشریح کولو لپاره یوه ماډل رامینځته کړئ چې ماده له کوچنیو ذرو څخه جوړه شوې چې لیدل کیدی نشي.
• 5-PS1-3. د دوی د ملکیتونو پراساس د موادو پیژندلو لپاره مشاهدې او اندازه کول وکړئ. 

د ټیکنالوژیکي سواد لپاره معیارونه - ټولې دورې 

د ټیکنالوژۍ طبیعت

• لومړی معیار: زده کونکي به د ټیکنالوژۍ ځانګړتیاو او ځای په اړه پوهاوی رامینځته کړي.
• دوهم معیار: زده کونکي به د ټیکنالوژۍ اصلي مفاهیمو باندې پوهاوی رامینځته کړي.
• دریم معیار: زده کونکي به د ټیکنالوژیو تر مینځ اړیکو او د ټیکنالوژۍ او مطالعې نورو برخو تر مینځ اړیکې پوهه ته وده ورکړي. 

ټیکنالوژي او ټولنه

• څلورم معیار: زده کونکي به د ټیکنالوژۍ کلتوري ، ټولنیز ، اقتصادي او سیاسي اغیزو باندې پوهاوی رامینځته کړي.
• شپږم معیار: زده کونکي به د ټیکنالوژۍ په وده او کارولو کې د ټولنې د رول په اړه پوهاوی رامینځته کړي.
• اووم معیار: زده کونکي به په تاریخ کې د ټیکنالوژۍ اغیزې باندې پوهاوی رامینځته کړي.

د ټیکنالوژیکې نړۍ لپاره وړتیاوې

13 معیاري: زده کونکي به د محصولاتو او سیسټمونو اغیزې ارزولو لپاره وړتیاوې رامینځته کړي.

د سکینینګ پروب مایکروسکوپ کیدو کې خپل لاس هڅه وکړئ!

د څیړنې مرحله

هغه مواد ولولئ چې تاسو ته ستاسو د ښوونکي لخوا چمتو شوي. که تاسو انټرنیټ ته لاسرسی لرئ ، پدې ویب پا onه کې ښوونه هم وګورئ: http://virtual.itg.uiuc.edu/training/AFM_tutorial/. دا به روښانه کړي چې څنګه د سکینګ پروب مایکروسکوپونه کار کوي او تاسو سره مرسته کوي پدې پوه شئ چې تاسو به د دې فعالیت له لارې ورته دنده څنګه ترسره کوئ.

وې آزمایه!

ستاسو په ټیم کې هر زده کونکی به په یوه بکس کې د شیانو شکل یا پیژندلو لپاره د پنسل پروب په کارولو سره بدلون راولي. تاسو شاید په پټو تړل شوي یاست ، یا په یوه بکس کې سوري پرې کړئ ترڅو ستاسو لاس او پنسل دننه وي پرته لدې چې تاسو وګورئ په بکس کې څه دي.

د بکس لاندې د مینځپانګې یا سطحې ساحې معاینه کولو لپاره یوازې د پنسل ټپ وکاروئ. ستاسو په ذهن کې ، د هغه شیانو لوړوالی تعقیب کړئ چې تاسو یې احساس کوئ ، د دوی شکل ، او عمومي اندازه.

بل ، هغه څه رسم کړئ چې تاسو یې د کاغذ په یوه ټوټه کې "لیدلي" - تاسو شاید وغواړئ د پورتنۍ او اړخ لید په پام کې ونیسئ ترڅو دا معلومه کړي چې په بکس کې څه دي.

کله چې په ټیم کې هر زده کونکي تحقیقات ترسره کړي ، یوځای کار وکړئ او خپل نقاشۍ او نظرونه په هغه څه شریک کړئ چې په بکس کې دي. د یوې ډلې په توګه د اجماع سره راشئ او وروستی نقشه رامینځته کړئ چې پکې د څیز اټکل شوي اندازه کول شامل وي

د پریزنټشن او انعکاس مرحله

ټولګي ته خپل نظرونه ، رسمونه او اندازه کول وړاندې کړئ ، او د نورو ټیمونو پریزینټیشنونو ته غوږ شئ. وګورئ د اصلي اندازې او شکل په ټاکلو کې ستاسو ټیم ، یا نور ټیمونه څومره نږدې وو. بیا د انعکاس پا sheetه بشپړه کړئ.

انعکاس

لاندې د انعکاس پوښتنې بشپړې کړئ:

1. د شکل په شرایطو کې ستاسو ټیم د شی په پیژندلو کې څومره درست و؟ تاسو په بکس کې څه وموندل؟

2. په کڅوړه کې د اعتراض اصلي اندازې ټاکلو کې ستاسو ټیم څومره دقیق و؟

3. په بکس کې د څیز اصلي اندازې څخه ستاسو د اندازې اټکل په څومره سلنه کې و؟

4. ایا تاسو فکر کوئ چې د تفتیش سره په بکس کې دننه "لید" کولو لپاره مو د وخت اندازه تاثیر کړې چې ستاسو موندنې څومره دقیقې وې؟

5. ایا تاسو فکر کاوه چې د ټیم په حیث کار کول دا پروژه اسانه یا سخته کړې؟ ولې؟