Mô phỏng Lớp 12

Biểu đồ miền hoặc biểu đồ cột dựng từ số liệu Tổng cục Thống kê cho ba chỉ tiêu: tỉ lệ dân thành thị – nông thôn (1990–2022), cơ cấu lao động theo ba khu vực kinh tế và cơ cấu lao động theo thành phần kinh tế (2000–2022). Kéo vạch năm trên biểu đồ hoặc bấm Chạy để năm tự tăng: các miền đổi bề dày cho thấy lao động chuyển mạnh từ nông – lâm – thuỷ sản sang công nghiệp – xây dựng và dịch vụ, tỉ lệ dân thành thị tăng dần và khu vực có vốn đầu tư nước ngoài thu hút ngày càng nhiều lao động. Bảng số liệu hiện số dân, số dân thành thị và tỉ trọng từng bộ phận của năm đang chọn.

Làm nóng, làm lạnh, nén, giãn các chất neon, argon, oxygen, nước và quan sát phân tử ở thể rắn, lỏng, khí. Học sinh đọc giản đồ pha, đồ thị thế năng tương tác và theo dõi nhiệt độ trong quá trình chuyển thể. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Chế độ xà phòng hoá: phân tử chất béo gồm khung glycerol và ba gốc acid béo bị ion OH⁻ cắt ở ba liên kết ester, tách thành ba phân tử muối xà phòng và một phân tử glycerol; tốc độ tăng rõ khi nâng nhiệt độ, kèm phương trình và khối lượng xà phòng thu được từ 1 mol chất béo. Chế độ giặt: giọt dầu bám trên vải, các phân tử xà phòng quay đuôi kị nước vào dầu và đầu ưa nước ra ngoài, tạo mixen rồi kéo giọt dầu rời khỏi vải.

Chùm tia X đi qua các lớp mô khác nhau: mô mềm hấp thụ ít, xương hấp thụ nhiều nên ảnh in lên phim có độ tương phản. Chỉnh điện áp ống phát, bề dày mô và loại mô để thấy định luật hấp thụ I = I₀·e^(−µx) quyết định chất lượng ảnh, cùng lí do phải cân nhắc liều chiếu cho bệnh nhân.

Chế độ pin: hai điện cực kim loại trong dung dịch muối của chúng nối bằng cầu muối; electron chạy trên dây từ cực âm (kim loại có E° nhỏ hơn, bị oxi hoá, tan dần) sang cực dương (ion kim loại bị khử, bám thêm); vôn kế hiện sức điện động chuẩn E°pin = E°(+) − E°(−) tính từ bảng thế điện cực chuẩn. Chế độ điện phân: nguồn một chiều đẩy electron tới cathode, ion di chuyển về hai cực, sinh Cu, H₂, O₂, Cl₂, Na tuỳ dung dịch; khối lượng sản phẩm tính theo m = M·I·t/(n·F).

Các phân tử monomer có liên kết đôi C=C (ethylene, propylene, vinyl chloride, tetrafluoroethylene, styrene) chuyển động tự do; khi trùng hợp, liên kết π mở ra và từng monomer nối vào đầu mạch đang lớn. Học sinh đếm số mắt xích n, thấy phương trình n CH₂=CHX → (–CH₂–CHX–)n, khối lượng phân tử polymer M = n·M(monomer) và tên polymer tương ứng; có thể chạm vào monomer để nối thủ công.

Quần thể bướm đậu trên thân cây: kiểu gene AA, Aa cho cánh sẫm, aa cho cánh sáng, mỗi kiểu gene có giá trị thích nghi riêng (tỉ lệ sống sót đến khi sinh sản). Mỗi thế hệ cá thể bị loại theo độ thích nghi, alen được truyền lại, đột biến A ⇄ a với tần số nhỏ; đồ thị tần số alen qua thế hệ so với đường lí thuyết Δp. Học sinh kéo các giá trị thích nghi, đổi màu vỏ cây (đảo chiều chọn lọc) và quan sát alen có lợi tăng dần.

Lắp RNA polymerase, ribosome và các yếu tố điều hoà lên đoạn DNA để tạo mRNA rồi tổng hợp protein. Học sinh chỉnh mức biểu hiện của từng gene và xem tế bào tạo ra bao nhiêu protein tương ứng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Thả một quần thể thỏ vào môi trường rồi thêm yếu tố chọn lọc như sói hoặc nguồn thức ăn hạn chế. Học sinh bật các đột biến về màu lông, chiều dài tai, răng và theo dõi biểu đồ tỉ lệ kiểu hình qua nhiều thế hệ. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Từ mạch mã gốc của gene, RNA polymerase tổng hợp mRNA từng nucleotide theo nguyên tắc bổ sung (A–U, T–A, G–C, C–G); ribosome sau đó đọc từng codon từ AUG, tRNA mang amino acid tương ứng theo bảng mã di truyền chuẩn cho tới codon kết thúc. Học sinh bấm từng bước, bấm vào một nucleotide để gây đột biến thay thế, thêm hoặc mất cặp nucleotide và so sánh chuỗi polypeptide trước – sau (đồng nghĩa, sai nghĩa, vô nghĩa, dịch khung).

Năng lượng mặt trời được sinh vật sản xuất cố định rồi truyền qua các bậc dinh dưỡng; ở mỗi bậc phần lớn năng lượng mất qua hô hấp, nhiệt, chất thải, chỉ khoảng 10% chuyển lên bậc kế tiếp nên tháp năng lượng luôn có đáy rộng. Học sinh đổi số bậc, hiệu suất sinh thái, chuỗi thức ăn (đồng cỏ, ao hồ), bấm từng bậc để xem năng lượng vào – mất – truyền, và quan sát dòng carbon quay vòng qua quang hợp, tiêu thụ, phân giải, hô hấp và đốt nhiên liệu hoá thạch.

Nửa trên là dây chuyền dữ liệu lớn: thu thập bản ghi thô, làm sạch (bỏ bản trùng, bản thiếu trường, bản sai định dạng) rồi mới phân tích; học sinh kéo số bản ghi và mức lọc để thấy số bản ghi dùng được và độ tin cậy của kết quả đổi theo. Nửa dưới là hệ đề xuất chạy từng vòng: máy luôn gợi ý chủ đề em hay xem nhất, mức quan tâm tăng lên, độ đa dạng tính bằng entropy tụt dần và bong bóng thông tin hình thành; kéo mức khám phá lên thì bong bóng vỡ ra.

Mỗi tình huống có vài hành vi để chọn; mỗi hành vi có mức độ vi phạm riêng và chương trình cộng thêm điểm theo số người tiếp cận (tính theo lôgarit), theo việc có tái phạm hay không, rồi đối chiếu với tuổi để đưa ra mức xử lí trên thang bốn bậc: nhắc nhở, buộc gỡ bỏ và xin lỗi, xử phạt vi phạm hành chính, truy cứu trách nhiệm hình sự. Kim chỉ trên thang dịch chuyển ngay khi kéo các thanh trượt, kèm tên văn bản pháp luật điều chỉnh hành vi đó.

Một tệp được nén theo ba cách: giữ nguyên, nén không mất dữ liệu (ZIP, PNG, FLAC) và nén có mất dữ liệu (JPEG, MP3, H.264); tỉ lệ nén lấy theo số liệu thực của từng loại dữ liệu nên dung lượng và mức hao chất lượng đổi ngay khi chọn. Phần sao lưu cho tạo từ một đến bốn bản trên ổ SSD, ổ cứng hoặc đám mây; bấm Gây hỏng ổ để một bản chết, rồi bấm Phục hồi xem thanh tiến trình chạy với thời gian bằng dung lượng chia tốc độ đọc, kèm xác suất mất sạch dữ liệu tính bằng tỉ lệ hỏng mũ số bản sao.

Dữ liệu huấn luyện gồm hai lớp điểm trên mặt phẳng hai đặc trưng. Học sinh kéo điểm mới (ngôi sao) đến vị trí bất kì: máy tính tìm k điểm gần nhất, đếm phiếu của từng lớp và gán nhãn cho điểm mới; vùng màu nền cho thấy ranh giới quyết định của mô hình. Thêm điểm huấn luyện bằng cách bấm, đổi k để thấy mô hình nhạy hay mượt hơn.

Một bức ảnh được dựng ngay trong trang rồi số hoá lại theo độ phân giải em chọn, hiện cạnh ảnh gốc để so sánh. Kéo các thanh để đổi độ sáng, độ tương phản hoặc chuyển sang ảnh xám, ảnh âm bản; bật lưới để nhìn rõ từng điểm ảnh. Thanh mức nén mô phỏng cách nén ảnh theo khối 8×8 của định dạng JPEG: nén càng mạnh thì tệp càng nhẹ nhưng ảnh càng vỡ khối.

Chọn hai đường và xem miền phẳng giữa chúng được tô. Mô phỏng chia miền bằng các dải hẹp để thấy ∫(f − g)dx chính là tổng diện tích các dải khi số dải tăng, đồng thời cảnh báo trường hợp hai đồ thị đổi vai trò trên–dưới trong đoạn nên phải tách tích phân theo dấu của f − g.

Hai mẫu số liệu có cùng số trung bình nhưng độ phân tán khác nhau được ghép nhóm và vẽ chồng lên nhau. Kéo thanh σ của từng mẫu để thấy biểu đồ dẹt ra hay tập trung lại; mô phỏng tính khoảng biến thiên, tứ phân vị Q₁, Q₃, khoảng tứ phân vị, phương sai và độ lệch chuẩn theo công thức ghép nhóm rồi so sánh hai mẫu.

Bơm phân tử khí vào bình, giữ cố định nhiệt độ, áp suất hoặc thể tích rồi đổi hai đại lượng còn lại. Học sinh đọc áp kế, nhiệt kế để kiểm chứng phương trình trạng thái và xem phân bố tốc độ của phân tử. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Trong hệ trục Oxyz xoay được, mặt phẳng (P): Ax + By + Cz + D = 0 và mặt cầu tâm I bán kính R được vẽ cùng vectơ pháp tuyến n = (A; B; C) và đoạn vuông góc IH. Mô phỏng tính d(I, (P)) theo công thức khoảng cách rồi so với R để kết luận mặt phẳng cắt mặt cầu theo đường tròn (vẽ đường tròn giao, bán kính r = √(R² − d²)), tiếp xúc hay không cắt.

Vẽ tự do đồ thị một hàm số rồi xem ngay đồ thị đạo hàm và đồ thị nguyên hàm của nó. Học sinh kéo đường cong để nhận ra quan hệ giữa dấu của đạo hàm với chiều biến thiên và giữa diện tích dưới đồ thị với nguyên hàm. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Diện tích hình thang cong dưới đồ thị y = f(x) trên [a; b] được xấp xỉ bằng n hình chữ nhật (trái, phải, giữa) hoặc hình thang. Tăng n bằng nút hoặc thanh trượt để thấy tổng Sₙ tiến về giá trị tích phân ∫f(x)dx tính bằng nguyên hàm; kéo hai mút a, b ngay trên đồ thị. Chọn hàm v(t) để thấy quãng đường đi được là tích phân của vận tốc.

Hệ trục Oxyz xoay được bằng chuột hoặc ngón tay với hai vectơ u và v có toạ độ cho trước. Mô phỏng vẽ hình hộp toạ độ của từng vectơ, hình bình hành tổng u + v, tính độ dài, tích vô hướng u·v = x₁x₂ + y₁y₂ + z₁z₂ và góc giữa hai vectơ; kéo các thanh toạ độ để thấy khi nào u ⊥ v hoặc cùng phương.

Kéo hoặc nén pít-tông trong xi lanh kín ở nhiệt độ không đổi. Áp suất đo được luôn thỏa p·V = hằng số; đồ thị p–V là đường hypebol còn p–(1/V) là đường thẳng qua gốc, đúng như cách nhận ra định luật Boyle từ số liệu thí nghiệm.