Mô phỏng Lớp 10

Bản đồ một vùng nông thôn (Aven) và ba nơi đến: thành phố gần trong nước, thủ đô xa hơn và một thành phố ở nước láng giềng bên kia biên giới. Đặt lực đẩy (xung đột, hạn hán, thất nghiệp), lực hút của từng nơi đến (việc làm, tiền lương, an toàn, người thân) và trở ngại (khoảng cách, chi phí đi lại, kiểm soát biên giới): người dân tự chọn ở lại hay đi đâu, dòng di cư hiện thành mũi tên và chấm di chuyển. Theo dõi tác động ở nơi đi (dân số, cơ cấu tuổi, tiền gửi về) và nơi đến (lao động, việc làm), phân biệt di cư tự nguyện và bắt buộc.

Mô hình chuyển tiếp dân số với đường tỉ suất sinh thô, tỉ suất tử thô và tổng dân số qua 5 giai đoạn; vùng gia tăng tự nhiên được tô màu. Kéo trục thời gian hoặc tự đặt sáu động lực (y tế, vệ sinh, lương thực, phụ nữ đi học, biện pháp tránh thai, đô thị hoá) để xem tỉ suất phản ứng, xem tháp dân số minh hoạ của từng giai đoạn và đặt các nước ví dụ (Niger, Kenya, Ấn Độ, Brazil, Hoa Kỳ, Đức, Nhật Bản) lên mô hình theo tỉ suất thật gần đúng.

Một chi tiết tròn xoay (ống lót, trục bậc, bạc có vai, puly đai thang) được vẽ đồng thời ở dạng hình khối ba chiều và ở dạng bản vẽ chi tiết gồm hình chiếu đứng, hình chiếu cạnh và các kích thước ⌀D, ⌀d, L. Học sinh đổi ba kích thước và thấy cả khối 3D lẫn bản vẽ thay đổi theo, kéo chuột trên khối để xoay nghiêng trục nhìn, bật hình cắt để thấy lỗ được vẽ bằng nét liền và phần vật liệu bị cắt được gạch mặt cắt nghiêng 45°, tắt hình cắt thì lỗ trở lại nét đứt.

Gõ một dòng chữ để thấy mỗi kí tự có một điểm mã Unicode và được UTF-8 ghi thành 1 đến 4 byte. Chạm vào một kí tự để xem các bit của điểm mã được chia vào từng byte, vì sao é, €, emoji cần 2, 3, 4 byte. Khung Giải mã đọc ngược một dãy byte hex hoặc nhị phân ra chữ và chỉ ra byte lỗi; khung Mojibake cho thấy chữ bị vỡ khi đọc byte UTF-8 bằng bảng mã cũ 1 byte.

Đổi độ âm điện của các nguyên tử trong phân tử hai, ba nguyên tử và xem mật độ điện tích dịch về phía nào. Học sinh đặt phân tử vào điện trường để kiểm tra phân tử đó có cực hay không cực. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Gắn các liên kết đơn, đôi, ba và cặp electron chưa liên kết quanh nguyên tử trung tâm rồi đo góc liên kết. Học sinh so sánh hình dạng thu được với các phân tử thật như nước, ammonia, methane. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Hạt khí A va chạm với chất rắn B (dạng khối hoặc bột); chỉ va chạm đủ năng lượng hoạt hoá mới tạo sản phẩm C. Đồ thị số hạt C theo thời gian giữ lại đường của lần chạy trước để so sánh khi tăng nồng độ A, tăng nhiệt độ (Arrhenius, quy tắc van 't Hoff), thêm xúc tác hoặc nghiền nhỏ B; tốc độ trung bình và xác suất va chạm hiệu quả hiện trực tiếp.

Gió ẩm từ biển gặp dãy núi và bị đẩy lên theo sườn đón gió: khối khí giảm nhiệt theo tốc độ đoạn nhiệt khô (khoảng 1 °C/100 m) đến mực ngưng tụ, từ đó mây hình thành, khối khí giảm nhiệt chậm hơn (khoảng 0,6 °C/100 m) và hơi nước ngưng tụ rơi thành mưa. Vượt đỉnh, không khí đã mất hơi nước chạy xuống sườn khuất gió và nóng lên 1 °C/100 m, trở thành gió phơn khô nóng. Kéo độ cao núi, độ cao vùng khuất gió, độ ẩm và nhiệt độ ban đầu để xem mực ngưng tụ, lượng mưa dọc lát cắt và đồ thị nhiệt độ theo độ cao thay đổi; chọn các ví dụ thực tế An-đét – A-ta-ca-ma, Hi-ma-lay-a – Tây Tạng, dãy Cát-xcết.

Cảnh 3D xoay được: Trái Đất chuyển động trên quỹ đạo elip thật quanh Mặt Trời, trục nghiêng 23,44° luôn giữ nguyên hướng trong không gian; vòng vĩ tuyến đang chọn tô cam ở phần ban ngày, xám ở phần ban đêm. Kéo ngày trong năm hoặc bấm Chạy để thấy vĩ độ Mặt Trời lên thiên đỉnh, khoảng cách tới Mặt Trời, độ dài ngày, độ cao Mặt Trời giữa trưa và bức xạ trong ngày ở vĩ độ đã chọn. Đồ thị cả năm so sánh hai vĩ độ đối xứng ở hai bán cầu. Đưa trục về 0° để thấy các mùa biến mất, và thấy Trái Đất gần Mặt Trời nhất vào đầu tháng 1.

Máy phổ khối mô phỏng: nguyên tử bị ion hoá, tăng tốc rồi lệch trong từ trường theo m/z và đập vào đầu dò. Phổ khối của B, Ne, Mg, Cl, Cu, Br hình thành dần từ từng ion đếm được. Học sinh tính nguyên tử khối trung bình từ độ phong phú đồng vị, tự tạo hỗn hợp đồng vị và so với số liệu bảng tuần hoàn.

Ba khung làm việc với ảnh bitmap. Vẽ trên lưới điểm ảnh rồi xem mã bit của từng điểm và độ dài ảnh sau khi nén bằng mã hoá loạt dài (RLE). Kéo ba thanh R, G, B để pha màu bằng ánh sáng, đọc mã hex và dạng nhị phân của từng kênh. Đổi độ sâu màu 1, 2, 4, 8, 24 bit và độ phân giải để thấy bảng màu thu hẹp, ảnh mẫu bị giảm màu và dung lượng tính theo bit, byte, kB, KiB.

Một mạng máy tính của trường học gồm nhiều phòng và một máy chủ tệp. Mã độc lọt vào qua tệp đính kèm thư điện tử, USB hoặc lỗ hổng chưa vá rồi lây từ máy này sang máy khác. Bật tắt cập nhật bản vá, phần mềm diệt virus, tường lửa, tập huấn người dùng và sao lưu để xem số máy nhiễm và dữ liệu mất theo từng ngày, thử kịch bản mã độc tống tiền (ransomware) và so sánh các chiến lược phòng vệ.

Tua-bin gió thu công suất P = ½ρAv³·Cp qua diện tích quét A = πR². Chỉnh chiều dài cánh, tốc độ gió trung bình, hệ số Cp (không vượt giới hạn Betz 59,3 %), các tốc độ khởi động, định mức, ngắt máy và mật độ không khí; xem đường cong công suất, gió biến đổi trong 24 giờ, điện năng cả ngày so với nhu cầu của một hộ gia đình.

Thí nghiệm ảo: cho CaCO₃ (dạng viên hoặc bột) hoặc Zn vào 50 mL dung dịch HCl, khí CO₂ hoặc H₂ đẩy pít-tông của xi lanh đo khí, đồng hồ bấm giây chạy cùng đồ thị V(t). Học sinh kéo hai mốc thời gian để tính tốc độ trung bình (cát tuyến) và tốc độ tức thời (tiếp tuyến), rồi đổi nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt và so sánh các lần đo trên cùng một đồ thị.

Đồ thị nhiệt độ sôi thực của dãy H₂O–H₂S–H₂Se–H₂Te, HF–HCl–HBr–HI, NH₃–PH₃–AsH₃–SbH₃ và CH₄–SiH₄–GeH₄–SnH₄ theo chu kì. Học sinh bật/tắt từng dãy, chạm vào một điểm để xem mô hình phân tử: H₂O, HF, NH₃ có liên kết hydrogen (nét đứt) giữa các phân tử nên sôi cao bất thường so với đường ngoại suy, còn H₂S, HCl, CH₄ chỉ có tương tác van der Waals.

Bản đồ khí áp với một trung tâm áp cao (C) và một trung tâm áp thấp (T) kéo được, các đường đẳng áp vẽ tự động. Các phần tử không khí chuyển động từ nơi áp cao về nơi áp thấp và bị lực Cô-ri-ô-lit làm lệch hướng (lệch phải ở Bắc bán cầu, lệch trái ở Nam bán cầu) tạo xoáy nghịch quanh áp cao và xoáy thuận quanh áp thấp; đổi độ chênh khí áp, vĩ độ, bán cầu và ma sát để thấy tốc độ, hướng gió thay đổi. Ô dưới: lát cắt frông lạnh (không khí lạnh chui xuống đẩy không khí nóng lên cao, mưa dông) hoặc frông nóng (không khí nóng trườn lên, mưa dầm).

Từng bước: xác định số oxi hoá của các nguyên tố, tìm nguyên tố tăng/giảm số oxi hoá, viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, nhân hệ số để số electron nhường bằng số electron nhận (hoạt hình electron chuyển từ chất khử sang chất oxi hoá), rồi đặt hệ số vào phương trình. Học sinh chọn phản ứng mẫu trong SGK và bấm Bước tiếp hoặc để chạy tự động.

Chọn nguyên tố trên bảng tuần hoàn mini, xem electron lần lượt điền vào các lớp (mô hình Bohr) và ô orbital theo nguyên lí vững bền, nguyên lí Pauli, quy tắc Hund. Hiện cấu hình electron đầy đủ / thu gọn, số electron lớp ngoài cùng, chu kì, nhóm, khối nguyên tố và dự đoán kim loại/phi kim.

Hai nguyên tử tiến lại gần nhau: kim loại nhường hẳn electron cho phi kim tạo ion trái dấu hút nhau (liên kết ion), hoặc hai phi kim góp chung cặp electron (liên kết cộng hoá trị, lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn nếu phân cực). Học sinh chọn phân tử, xem hiệu độ âm điện Δχ trên thang 0,4 – 1,7, công thức Lewis và loại liên kết.

Bắn chùm hạt alpha vào lá vàng và theo dõi đường đi của từng hạt bị lệch hoặc bật ngược trở lại. Học sinh so sánh kết quả với dự đoán của mô hình nguyên tử Thomson để hiểu vì sao Rutherford kết luận nguyên tử có hạt nhân rất nhỏ mang điện dương. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Bảng tuần hoàn 36 nguyên tố đầu tô màu/kích thước theo bán kính nguyên tử, độ âm điện Pauling, năng lượng ion hoá thứ nhất hoặc tính kim loại – phi kim. Bấm một nguyên tố để xem số liệu thật và đồ thị biến đổi theo chu kì hoặc theo nhóm; kết luận xu hướng hiện ngay bên dưới.

Gõ một tên miền, máy chủ DNS tra bảng và trả về địa chỉ IP tương ứng. Sau đó chương trình lấy địa chỉ IP của máy em AND với mặt nạ mạng để tính địa chỉ mạng, làm tương tự với máy đích rồi so sánh: cùng địa chỉ mạng thì hai máy nói chuyện trực tiếp, khác thì gói tin phải đi qua bộ định tuyến qua nhiều chặng. Có thể xem toàn bộ phép AND ở dạng nhị phân và xem gói tin chạy trên sơ đồ.

Đặt các quả bóng lên trục số để tạo mẫu số liệu rồi xem số trung bình, trung vị và độ phân tán cập nhật ngay. Học sinh thêm một giá trị rất lớn để thấy số trung bình bị kéo lệch còn trung vị thì hầu như không đổi. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Chia đều nước giữa các cốc, san bằng các cột số liệu để thấy số trung bình chính là mức san bằng. Học sinh so sánh số trung bình với trung vị trên cùng một mẫu và tìm điểm cân bằng của dữ liệu. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.