Mô phỏng Khoa học tự nhiên

Xe A và xe B chạy trên đường thẳng với tốc độ khác nhau, xe B xuất phát trước một đoạn. Bấm Chạy, đồ thị s – t của hai xe được vẽ theo thời gian thực; độ dốc của đường biểu diễn chính là tốc độ (tam giác Δs/Δt). Học sinh kéo xe B để đổi vị trí xuất phát, kéo trên đồ thị để tua thời gian và đọc ngay thời điểm, vị trí hai xe gặp nhau (giao điểm hai đường).

Kéo proton, neutron, electron vào mô hình nguyên tử và theo dõi tên nguyên tố, điện tích, số khối đổi theo. Học sinh làm các câu đố để nhận ra số proton quyết định nguyên tố còn số electron quyết định điện tích của ion. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Xoay mô hình 3D rỗng (que – cầu) hoặc đặc của H₂, O₂, N₂, Cl₂, H₂O, CO₂, CH₄, NH₃, HCl và mảnh tinh thể NaCl (ion Na⁺, Cl⁻) để phân biệt đơn chất với hợp chất. Mô phỏng đếm số nguyên tử của từng nguyên tố, viết công thức hoá học, tính khối lượng phân tử từ khối lượng nguyên tử và mô tả hình dạng, độ dài liên kết. Chế độ Đố cho một chất ngẫu nhiên để học sinh trả lời đơn chất hay hợp chất.

Tế bào có bộ nhiễm sắc thể 2n (4, 6 hoặc 8) trải qua các kì của nguyên phân (kì trung gian, đầu, giữa, sau, cuối → 2 tế bào 2n) hoặc giảm phân (giảm phân I với cặp tương đồng xếp 2 hàng, giảm phân II → 4 tế bào n). Bấm từng bước hoặc tự chạy, NST tô màu theo nguồn gốc bố/mẹ, số NST và trạng thái đơn/kép ở mỗi kì hiện rõ để so sánh hai quá trình.

Phiên bản rút gọn: thêm bớt liên kết quanh một nguyên tử trung tâm để xem phân tử thẳng, hình chữ V hay tam giác. Học sinh xoay mô hình ba chiều và đo góc giữa các liên kết. 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 một cuộc điều tra (đường tan, xe lăn xuống dốc, cây con lớn lên), quyết định yếu tố nào thay đổi (biến độc lập), yếu tố nào giữ nguyên (biến kiểm soát) và đo đại lượng nào (biến phụ thuộc). Mô phỏng chạy từng lần thử có sai lệch ngẫu nhiên, tính trung bình, đánh dấu kết quả bất thường và cảnh báo khi hai yếu tố cùng thay đổi. Cuối cùng học sinh rút ra kết luận từ bảng số liệu.

Âm thoa hoặc dây đàn dao động với tần số f và biên độ A do học sinh chọn; dao động kí vẽ đồ thị dao động, thước đo cho mức độ to (dB) và độ cao của âm. Tần số lớn thì âm cao (bổng), biên độ lớn thì âm to; bật chế độ so sánh để đặt hai âm trên cùng màn hình. Có nút Nghe để phát âm thật và chú thích vùng tai người nghe được 20 Hz – 20 000 Hz.

Mô phỏng này minh họa một thí nghiệm điện cơ bản để đo điện trở bằng cách sử dụng định luật Ohm.

Kéo thanh phóng đại (hoặc bấm từng cấp) để đi từ tế bào → mô → cơ quan → hệ cơ quan → cơ thể ở người (tế bào cơ tim → mô cơ tim → tim → hệ tuần hoàn → cơ thể) và ở cây (tế bào thịt lá → mô mềm → lá → hệ chồi → cây). Mỗi cấp có hình minh hoạ chuyển cảnh mượt, tên và vai trò; chế độ tự chạy trình chiếu cả chuỗi.

Phòng thí nghiệm ảo để tự lắp mạch một chiều từ pin, bóng đèn, điện trở, công tắc và dây nối. Học sinh mắc ampe kế nối tiếp, vôn kế song song rồi kiểm chứng quy tắc của đoạn mạch nối tiếp và song song. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Phiên bản rút gọn: thả người trượt từ các độ cao khác nhau trên máng cong và quan sát biểu đồ năng lượng. Học sinh bật ma sát để thấy cơ năng giảm dần và chuyển thành nhiệt. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Kéo nam châm qua lại trong lòng cuộn dây, bóng đèn chỉ sáng khi nam châm đang chuyển động. Học sinh đổi chiều, đổi tốc độ và số vòng dây để thấy dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào điều gì. 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 sinh vật rồi bấm Chạy: các giai đoạn của vòng đời (trứng → sâu → nhộng → bướm; trứng → nòng nọc → ếch; hạt → cây mầm → cây trưởng thành ra hoa, kết quả) lần lượt sáng lên theo ngày, kèm đường cong sinh trưởng (kích thước tăng dần rồi ổn định). Kéo thanh trượt nhiệt độ và dinh dưỡng ngay trên hình: nhiệt độ thuận lợi (khoảng 25–30 °C) làm vòng đời ngắn lại, quá lạnh hoặc quá nóng thì sinh vật ngừng phát triển; thiếu dinh dưỡng thì lớn chậm và nhỏ hơn. Bấm vào một giai đoạn hoặc kéo trên dòng thời gian để tua.

Đặt vật trước thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì hoặc gương cầu rồi kéo để đổi khoảng cách và tiêu cự. Học sinh dựng các tia đặc biệt, đọc vị trí, chiều và độ lớn của ảnh thu được. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đun nước, làm lạnh vật và theo dõi các ô năng lượng chạy qua từng bộ phận. Học sinh ghép nguồn (nước chảy, Mặt Trời, người đạp xe) với máy phát, bóng đèn để lần theo chuỗi chuyển hoá và phần năng lượng hao phí. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Phiên bản rút gọn chỉ với thấu kính và gương cơ bản, tập trung vào cách dựng ảnh. Học sinh kéo vật lại gần rồi ra xa tiêu điểm để thấy ảnh chuyển từ thật sang ảo. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Chiếu ánh sáng đỏ, lục, lam vào mắt người quan sát và trộn chúng theo các tỉ lệ khác nhau. Học sinh dùng kính lọc màu để tìm hiểu vì sao vật có màu và vì sao ánh sáng trắng là tổng hợp của nhiều ánh sáng màu. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Thêm bớt phân tử để cân bằng phương trình, có trò chơi luyện tập. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Các hạt của chất ở thể rắn xếp sát nhau và chỉ dao động, ở thể lỏng trượt lên nhau, ở thể khí chuyển động tự do. Bấm Đun nóng hoặc Làm nguội, kéo thanh nhiệt độ để thấy chất nóng chảy, sôi, ngưng tụ, đông đặc; đồ thị nhiệt độ theo thời gian có đoạn nằm ngang ở nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi. Chọn nước, ethanol, thuỷ ngân hoặc oxygen để so sánh.

Cốc chứa dung dịch acid hoặc base có sẵn chất chỉ thị (quỳ tím, phenolphthalein hoặc giấy pH vạn năng). Học sinh nhỏ từng mL HCl hoặc NaOH từ hai burette (bấm nút hoặc chạm vào cốc), thấy màu chỉ thị đổi, kim trên thang pH dịch chuyển và đường cong pH theo thể tích. Số mol H⁺, OH⁻ và phương trình trung hoà hiện liên tục để đối chiếu điểm trung hoà.

Đòn bẩy có điểm tựa ở giữa (bập bênh, cân) hoặc ở một đầu (xe cút kít). Kéo hai vật/lực dọc theo thanh để đổi cánh tay đòn d₁, d₂; thanh nghiêng về phía có moment lớn hơn, cân bằng khi F₁·d₁ = F₂·d₂. Moment mỗi bên, lực cần thiết để cân bằng và kết luận lợi về lực hiện liên tục.

Mạch gồm pin, công tắc, bóng đèn, ampe kế mắc nối tiếp và vôn kế mắc song song với đèn. Bấm công tắc để đóng/ngắt: electron chạy trong dây, đèn sáng theo công suất, ampe kế và vôn kế hiện số đo; đổi số pin, số đèn và cách mắc (nối tiếp/song song) để so sánh I, U. Cảnh phụ: cọ xát thước nhựa vào vải rồi đưa lại gần vụn giấy để thấy hiện tượng nhiễm điện.

Nạp đá vôi vào lò rồi kéo nhiệt độ lò: dưới khoảng 825 °C phản ứng hầu như không xảy ra, từ 900 °C trở lên CaCO₃ phân huỷ mạnh thành CaO và khí CO₂ thoát ra ống khói. Các cột khối lượng cho thấy đúng tỉ lệ 100 kg đá vôi cho 56 kg vôi sống và 44 kg CO₂. Bật tôi vôi để xem CaO tác dụng với nước tạo Ca(OH)₂ và toả nhiều nhiệt. Sơ đồ chu trình carbon bên cạnh cộng dồn lượng CO₂ từ hô hấp, đốt nhiên liệu hoá thạch và nung vôi, trừ đi phần quang hợp hấp thụ, rồi hiện nồng độ CO₂ trong khí quyển theo ppm.

Cho số phân tử chất tham gia tuỳ ý vào phản ứng và xem bao nhiêu sản phẩm tạo thành, bao nhiêu chất còn dư. Học sinh làm ví dụ bánh mì kẹp trước rồi áp dụng cho phản ứng tạo nước, tạo ammonia. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.