Mô phỏng Lớp 10

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.

Tam giác ABC dựng từ hai cạnh a, b và góc xen giữa C; học sinh kéo ba đỉnh tuỳ ý. Mọi cạnh, góc hiện trực tiếp cùng kiểm chứng số: c² = a² + b² − 2ab·cosC, a/sinA = b/sinB = c/sinC = 2R, diện tích S = ½ab·sinC = √(p(p−a)(p−b)(p−c)) = abc/4R = pr. Tuỳ chọn hiện đường tròn ngoại tiếp (bán kính R) và đường cao.

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.

Chọn các biểu thức như a + b = c, a - b = c hay 2a + b = c rồi kéo vectơ để thoả mãn phương trình. Học sinh thấy ngay tác dụng của việc nhân vectơ với một số âm hoặc dương lên hướng và độ dài. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Mẫu số liệu vẽ thành biểu đồ chấm trên trục số; học sinh kéo từng điểm (hoặc bấm 'Ngẫu nhiên') và thấy số trung bình, trung vị, tứ phân vị Q₁, Q₂, Q₃, mốt, khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị, phương sai và độ lệch chuẩn cập nhật tức thì. Biểu đồ hộp vẽ phía dưới, giá trị bất thường (ngoài [Q₁ − 1,5ΔQ; Q₃ + 1,5ΔQ]) đánh dấu ×; kéo một điểm ra rất xa để thấy trung bình đổi mạnh còn trung vị hầu như không đổi.

Hai vectơ u, v vẽ từ gốc O trên lưới toạ độ; học sinh kéo ngọn của u, v (bắt vào lưới) và chọn phép toán. Tổng theo quy tắc hình bình hành, hiệu u − v nối ngọn v tới ngọn u, tích k·u cùng phương, tích vô hướng u·v = |u||v|cos(u, v) = x₁x₂ + y₁y₂ với góc và hình chiếu hiện rõ; toạ độ và số liệu cập nhật tức thì.

Biểu đồ nhiệt độ (đường) và lượng mưa (cột) 12 tháng của mười thành phố thuộc các kiểu khí hậu khác nhau: xích đạo, nhiệt đới gió mùa, xavan, hoang mạc nóng, Địa Trung Hải, cận nhiệt ẩm, ôn đới hải dương, ôn đới lục địa, đài nguyên, gồm cả các thành phố ở Nam bán cầu. Bảng số liệu tự tính nhiệt độ trung bình năm, biên độ nhiệt, tổng lượng mưa, các tháng khô và cho biết bán cầu. Chọn kiểu khí hậu rồi bấm Kiểm tra để nhận nhận xét theo cách phân loại Köppen giản lược; chế độ Tự dựng cho kéo cột mưa và điểm nhiệt độ để tạo trạm của riêng mình, chế độ So sánh đặt hai thành phố trên cùng một biểu đồ.

Bản đồ thế giới (có thêm quả địa cầu 3D) với các dòng biển bề mặt lớn chảy thành vòng hoàn lưu: dòng nóng (đỏ) chảy về cực ở bờ tây đại dương như Gơn-xtrim, Cư-rô-si-ô, A-gu-lát; dòng lạnh (xanh) chảy về xích đạo ở bờ đông đại dương như Ca-li-phoóc-ni-a, Pê-ru, Ben-ghê-la. Bật mũi tên gió để thấy tín phong, gió Tây và chiều quay của các vòng hoàn lưu; chuyển sang lớp dòng sâu để xem băng chuyền nhiệt – muối. Thả chai trôi và theo dõi đường đi, số ngày, quãng đường; so sánh nhiệt độ tháng 1 của Luân Đôn và Xanh Giôn (Niu-phao-len); tăng lượng nước ngọt do băng tan ở Bắc Đại Tây Dương để thấy băng chuyền yếu đi.

Quả địa cầu 3D có lưới kinh vĩ tuyến, Xích đạo, kinh tuyến gốc, hai chí tuyến và hai vòng cực, kèm bản đồ Mercator bên cạnh. Kéo hai điểm A, B trên quả địa cầu hoặc trên bản đồ để đọc toạ độ (độ, phút, bắc/nam, đông/tây). Đường bay ngắn nhất là cung đường tròn lớn, tính bằng công thức haversine; so với đường thẳng trên bản đồ Mercator (giữ nguyên hướng la bàn) thì ngắn hơn. Bấm Bay để hai máy bay cùng tốc độ xuất phát theo hai đường, xem chiếc nào đến trước.

Lát cắt một vùng có núi, núi lửa, sông, biển và mảng đại dương hút chìm. Chọn hoặc chạm vào một mẫu đá rồi bấm từng quá trình: phong hoá, bóc mòn và vận chuyển, lắng đọng, nén chặt và gắn kết, nhiệt độ và áp suất cao, nóng chảy, nguội chậm dưới sâu hay phun trào nguội nhanh, nâng lên. Mẫu đi theo đúng đường trên hình và đổi thành granit, bazan, cát kết, đá vôi, đá phiến sét, đá hoa, quaczit, đá phiến lợp…; kính phóng to cho thấy kích thước tinh thể, cấu tạo hạt; trục thời gian cho biết mỗi bước kéo dài bao lâu.

Mô hình 3D bóng – que xoay được về hình dạng phân tử theo thuyết đẩy cặp electron vỏ hoá trị (VSEPR). Học sinh chọn phân tử (BeCl₂, CO₂, BF₃, SO₂, CH₄, NH₃, H₂O, PCl₅, SF₄, ClF₃, XeF₂, SF₆, BrF₅, XeF₄) hoặc tự chọn số cặp electron liên kết và không liên kết; mô hình hiện các thuỳ cặp không liên kết, cung góc liên kết, công thức AXₙEₘ, tên hình dạng, góc liên kết (109,5° → 107° → 104,5°) và gợi ý phân tử có phân cực hay không.

Một quần thể vi khuẩn gây bệnh có sẵn vài đột biến kháng thuốc. Chỉnh liều kháng sinh, số ngày điều trị, cách uống (đủ liều, ngừng khi thấy đỡ, hay quên liều) và dùng một hay phối hợp hai thuốc: ngừng sớm để vi khuẩn kháng thuốc sống sót và sinh sản, qua nhiều đợt điều trị tỉ lệ kháng thuốc tăng dần đến khi thuốc mất tác dụng.

Đo bề rộng một con sông mà không cần qua sông: đo đoạn AB trên bờ và hai góc nhìn tới cây C bên kia, dùng định lí sin để tính. Bốn bài toán khác cho kéo đỉnh tam giác và chọn yếu tố đã biết (ba cạnh; hai cạnh và góc xen giữa; một cạnh và hai góc; hai cạnh và góc không xen giữa với 0, 1 hoặc 2 nghiệm), từng bước giải hiện kèm số.

Viên đạn khối lượng m bay với vận tốc v, cắm vào khối gỗ M treo trên thanh nhẹ dài L. Va chạm mềm bảo toàn động lượng nhưng mất phần lớn động năng; sau đó khối gỗ đu lên độ cao h nhờ bảo toàn cơ năng. Biểu đồ so sánh động lượng, năng lượng trước – sau va chạm; chế độ đo ẩn v để học sinh tự tính từ h.

Bấm đồng hồ đo thời gian 1, 10 hoặc 20 dao động của con lắc đơn, tự tay hoặc nhờ người đo mô phỏng có thời gian phản xạ ngẫu nhiên. Mỗi lần đo cho T và T², hiện độ bất định do phản xạ; đồ thị T² theo L có đường thẳng khớp, từ hệ số góc k tính g = 4π²/k kèm sai số. Có thể tăng biên độ góc để thấy sai số hệ thống.

Mô hình 3D một ngôi nhà có tấm pin mặt trời trên mái: chọn vĩ độ, ngày trong năm và giờ, Mặt Trời chạy theo đường đi thật trên bầu trời. Chỉnh góc nghiêng β và hướng của tấm pin để thấy góc tới θ, cường độ bức xạ G ∝ cos θ, công suất P = η·A·G, đồ thị công suất trong ngày, điện năng cả ngày (kWh), góc nghiêng tốt nhất so với vĩ độ và mức đáp ứng nhu cầu điện của một hộ gia đình.

Luyện đọc thước kẹp du xích (10, 20 hoặc 50 vạch) và panme 0,01 mm trên vật ngẫu nhiên, với khung phóng to thang đo. Có thể bật sai số vạch 0: khép mỏ để đọc sai số rồi trừ đi khi đo. Nhập số đo, chương trình nhận xét lỗi thường gặp (quên trừ sai số vạch 0, đọc sai thang chính hay vạch nửa milimét) và giải từng bước.

Mô hình 3D xoay được của các mạng tinh thể: sodium chloride NaCl (lập phương tâm mặt), kim cương (carbon tứ diện), than chì (các lớp carbon, lực giữa các lớp yếu) và kim loại lập phương tâm khối, tâm mặt. Học sinh chọn cấu trúc, số ô mạng, bật tắt liên kết và cạnh ô; một ô mạng cơ sở được tô sáng và bảng đếm số hạt ở đỉnh, cạnh, mặt, trong ô cho biết mỗi ô chứa bao nhiêu ion hay nguyên tử (NaCl: 4 Na⁺ + 4 Cl⁻).

Thí nghiệm ảo với nhiệt lượng kế cốc xốp: rót V₁ mL dung dịch HCl C₁ M và V₂ mL dung dịch NaOH C₂ M (cùng 25 °C), khuấy và theo dõi nhiệt kế cùng đồ thị T(t). Từ nhiệt độ cao nhất, học sinh tính Q = m·c·ΔT, số mol H₂O tạo thành (theo chất hết) và ΔrH ≈ −57,3 kJ/mol; mỗi lần đo được ghi vào bảng kết quả, có tham số hao hụt nhiệt để thấy vì sao giá trị đo thường nhỏ hơn lí thuyết.

Chọn một chất hoặc ion (KMnO₄, H₂SO₄, NH₄⁺, Fe₃O₄, K₂Cr₂O₇, H₂O₂, NaH, SO₄²⁻…), nhập số oxi hoá của từng nguyên tố rồi kiểm tra: mô phỏng đối chiếu từng giá trị và kiểm tra tổng số oxi hoá bằng điện tích. Nút giải từng bước áp dụng lần lượt các quy tắc; thẻ thứ hai cho phản ứng mẫu để xác định chất oxi hoá, chất khử và vẽ sơ đồ nhường – nhận electron.

Thí nghiệm ảo: vật trượt không vận tốc đầu trên ván nghiêng góc α, đồng hồ hiện số với hai cổng quang đo thời gian t vật đi hết quãng L. Học sinh nâng góc, thả vật nhiều lần, bảng số liệu tự tính a = 2L/t² và μ = tanα − a/(g·cosα), rồi so sánh giá trị trung bình với μ của cặp vật liệu đã chọn.