Home > Physics > Practicing Physics Pictorially
Natuurkunde interactief in beeld (applets)
Om een applet-pagina aan te roepen klik je op de bijbehorende externe link (
).
Mochten applets niet of niet goed werken, bekijk dan even de tips hieronder (einde pagina).
| Algemeen, meten |
• Schuifmaat
Met een schuifmaat kun je een lengte 'erg' precies meten, in ieder geval tot op 0,1 mm nauwkeurig. Hoe gebruik je de nonius bij het aflezen van een schuifmaat? (1)
• Machten van tien
(2, Engels)
• Significante cijfers
Hoe groot is de significantie van een gegeven meetwaarde? Welke significantie heeft een gegeven uitdrukking van meetwaarden? 'n Eenvoudig testje. Ik mis uitdrukkingen zoals √36 + √64 en 1200·340/(340-20), die wat moeilijker zijn, zeker als het antwoord met vuistregels moet worden toegelicht. (4)
| Mechanica, kinematica, dynamica, statica, arbeid, energie |
• Verplaatsing, snelheid, versnelling
Onderzoek rechtlijnige bewegingen aan de hand van een drietal diagrammen waarin de verplaatsing, de snelheid en de versnelling van bekende bewegingstypen als functie van de tijd worden uitgezet. Ook is het mogelijk een eigen snelheid-tijddiagram te maken door meetpunten te verslepen waarbij het effect in de twee andere diagrammen ogenblikkelijk getoond wordt. (4, Engels)
• Kracht als oorzaak van snelheidsverandering
Een resulterende kracht op een voorwerp doet de snelheid van het voorwerp onvermijdelijk veranderen. Geef een voorwerp 'n snelheidsvector en een krachtvector (beide weergegeven als een pijltje met een richting en een grootte), start de simulatie en zie hoe de snelheid van het voorwerp verandert onder invloed van de resultante terwijl het voorwerp in een (kromme) baan in een plat vlak voortbeweegt. (4, Engels)
• Arbeid en energie
Een blok wordt met een touwtje langs een hellend vlak versneld omhoog gesleept. Hoe groot is de toename van de kinetische energie van het blok? Hoeveel arbeid wordt verricht door de spankracht? Probeer de arbeid op twee manieren te berekenen. (4, Engels)
• Slinger
Kies een slingerlengte, een massa en een initiële uitwijkingshoek. Hoe veranderen de uitwijking, de snelheid, de tangentiële versnelling, de tangentiële component van de resulterende kracht, de potentiële energie en de kinetische energie als functie van de tijd? (De tangentiële vectorcomponenten liggen op de raaklijn aan het cirkelvormig baandeel.) (4)
• Elastische en niet-elastische centrale botsing
Botsende karren (5)
• Volkomen onelastische botsing
Bepaal in deze simulatie de snelheid van een geweerkogel met behulp van een slinger. (5, Frans)
• Niet-centrale elastische botsing
Botsende biljartballen (7, Frans)
• Conische slinger
Een middelpuntzoekende kracht houdt een massa in een cirkelvormige baan.(5, Engels)
De resultante van de zwaartekracht Fz (weight W) en de
spankracht Fs (tension T) treedt op als middelpuntzoekende kracht.
• Geostationaire satelliet
Een kunstmatige satelliet wordt via een lage parkeerbaan geplaatst in precies die hogere baan waar de satelliet dezelfde omloopstijd heeft als de om haar eigen as roterende aarde (23,93447 h). Let op de twee raketstootjes die nodig zijn om de 'vlucht' in een andere baan voort te zetten. (5, Frans)
• Het planetenstelsel
De planeten in beweging in hun omloopbaan om de zon. Klik "Joviennes" om de buitenplaneten te zien. (5, Frans)
• De perkenwet van Kepler toegepast
Geef een waarde op voor de excentriciteit van een ellipsvormige baan van een planeet om een ster en laat het programma herhaaldelijk in eenzelfde tijdsduur een perk optekenen. Vergelijk de oppervlakten van de perken. Met vectorpijlen worden de snelheid van de bewegende planeet en de gravitatiekracht weergegeven. (7, Engels)
• De schijnbare beweging van een ster
(6, Duits)
• De sterrenhemel
(6, Duits)
| Licht, geluid, optica, trillingen, golven, elektromagnetisch spectrum |
• Maansverduistering
De gang van de lichtstralen van de zon langs de aarde doet gebieden met kernschaduw en halfschaduw ontstaan. De breking van het zonlicht in de aardse atmosfeer, die de verduisterde maan een oranjerode gloed geeft, wordt verwaarloosd. Het model is niet op schaal. (2, Engels)
• Zonsverduistering
(2, Engels)
• Additieve kleurmenging
Ons oog heeft drie verschillende soorten kleursensoren (kegeltjes). Hun maximale gevoeligheid ligt ruwweg bij de kleuren rood, groen en blauw. Met alle mogelijke combinaties van intensiteiten van deze drie kleuren kunnen we een indruk krijgen van alle kleuren in het zichtbaar deel van het elektromagnetisch spectrum (de kleuren van de regenboog) en andere kleuren zoals bruin en paars. Beeldschermen kunnen ons daarom vele kleurindrukken geven door alleen maar rood, groen en blauw licht uit te zenden.Maak RGB-kleuren door menging van verschillende intensiteiten van de primaire kleuren rood, groen en blauw. Of gebruik de HSB-waarden voor kleurtoon of tint, verzadiging en helderheid. HSB staat voor hue, saturation en brightness. (2)
• RGB-kleurprikker
Klik op één van de vele kleuren in een kleurencirkel en lees de bijbehorende decimale RGB-code, hexadecimale RGB-code en HSB-waarden af. Of voer waarden handmatig in. (5, Engels)
Additieve kleurmenging met rood, groen en blauw licht;
subtractieve kleurvorming uit wit licht
• Breking van lichtstralen aan het grensvlak van twee stoffen
Aanvankelijk valt een lichtstraal vanuit lucht op een waterspiegel. Als je de lichtstraal door slepen een andere hoek van inval geeft, veranderen de hoek van breking in het water en de hoek van terugkaatsing in de lucht mee. Experimenteer ook met andere stoffen. En vergeet vooral niet de lichtstraal eens te laten gaan van een stof met grotere brekingsindex naar een stof met een kleinere brekingsindex, bijvoorbeeld van een glas naar lucht. (3)
• Breking van wit licht
De breking hangt niet alleen af van de twee stoffen. Ook de kleur van het licht (de frequentie) heeft enige invloed. Zonder deze eigenschap zouden er geen regenbogen zijn... (3, Engels)
• Breking van een lichtstraal door een prisma
Bepaal zelf de vorm van het prisma (rechthoekig, gelijkzijdig, gelijkbenig, willekeurig). Kies een brekingsindex (een waarde rond 1,5 voldoet voor veel glassoorten). Door het prisma te roteren varieer je de hoek van inval van de lichtstraal. Hierbij is direct te zien hoe de verdere gang van de lichtstraal in het prisma verandert. Bij het volgende grensvlak kan totale terugkaatsing optreden. Onder welke voorwaarde is dat verschijnsel waar te nemen? Hoe groot is de grenshoek? (4, Engels)
• Positieve lens (bi-convex)
Beeldvorming met een dubbelbolle lens. Sleep het object langs de hoofdas en varieer zo de voorwerpsafstand. Let op het verloop van de constructiestralen en de plaats en grootte van het beeld. Bij welke voorwerpsafstanden ontstaat een virtueel beeld? (3, Engels)
• Positieve/negatieve lens
Versleep het voorwerp (geel gekleurd) en vergelijk de eigenschappen van het beeld (omgekeerd of rechtopstaand, verkleind of vergroot, reëel of virtueel) bij vijf verschillende voorwerpsafstanden: v > 2f, v = 2f, f < v < 2f, v = f en v < f (f is de brandpuntsafstand van de lens).Klik op "Divergente" om de werking van een negatieve lens te simuleren. (3, Frans)
• Negatieve lens (bi-concaaf)
Beeldvorming met een dubbelholle lens. Sleep het object langs de hoofdas en volg de veranderingen. Helaas ontbreken de gebroken lichtstralen. Wat is hun verloop?(3, Engels)
• Astronomische telescoop
(4)
• Een trillend massa-veersysteem
Een massa hangt aan een veer. Sleep de massa uit de evenwichtsstand, laat 'm los en zie hoe de verplaatsing, de snelheid en de versnelling van de trillende massa voortdurend veranderen, zowel in een tijddiagram als in een weergave met vectoren gekoppeld aan de massa zelf. 'n Derde weergave geeft de cirkelbeweging waarvan de getoonde harmonische trilling een projectie is. (5, Engels)
• Gekoppelde slinger
(5)
• Samengestelde trilling
Een voorwerp neemt gelijktijdig deel aan twee trillingen (hiernaast weergegeven door de groene en de blauwe grafieklijn). De werkelijke beweging van het voorwerp is de trilling die ontstaat door op elk tijdstip de uitwijkingen van de twee deeltrillingen op te tellen (rode grafieklijn). Voorbeeld: de conus van een luidspreker die twee elektrische trillingen krijgt aangeboden. (ω = 2πf) (5, Frans)
• Golfbewegingen
Lopende transversale golf (5, Engels)Staande transversale golf (2nd harmonic betekent eerste boventoon)
Lopende longitudinale golf
• Staande longitudinale golf
(5)
• Superpositie van twee tegengesteld lopende golven
In een lang koord naderen twee golven elkaar en lopen in elkaar door. Ze hebben eenzelfde golflengte en amplitude en bij beide gaat een golfberg voorop. De uitwijking van een punt van het koord is volgens het superpositiebeginsel gelijk aan de som van de uitwijkingen van de twee golven in dat punt. Zo ontstaat in het koord een trillingstoestand waarin bepaalde punten van het koord voortdurend in rust zijn (knopen) en alle punten tussen twee opeenvolgende knopen in fase trillen: er ontstaat een staande golf. Deze trillingstoestand breidt zich vanuit het 'botspunt' naar beide kanten uit met de snelheid van de lopende golven. (5, Engels)
De lichtgrijze golf beweegt naar rechts, de lichtpaarse naar links. De blauwe punten geven de actuele vorm van het koord weer.
Op het gegeven tijdstip zijn zojuist de eerste twee knooppunten (knopen) ontstaan. De eerste buik is bij de 'botsing' ontstaan; dat punt van het koord heeft de grootste uitwijking (twee keer de amplitude van een lopende golf) al bereikt en beweegt inmiddels terug naar de evenwichtsstand.
• Resonantie in een snaar
Een trillingsbron met regelbare frequentie zendt golven een gespannen snaar in. De golven weerkaatsen tegen het andere uiteinde van de snaar. De terugkerende golven interfereren met de heengaande (volgens het superpositiebeginsel) en weerkaatsen vervolgens tegen de bron. Gaan ze daarna in fase met de oorspronkelijke golven verder, dan leveren ze een constructieve bijdrage in de superpositie en komt de snaar in resonantie. Dat is het geval als de halve golflengte precies 'n geheel aantal keren past op de lengte van de snaar. Daarom verschijnt de staande golf in een eindige (korte) snaar alleen bij bepaalde frequenties.Zoek in het appletje de kleinste frequentie waarbij resonantie optreedt (dat is de grondfrequentie) en beredeneer welke andere resonantiefrequenties (de boventonen) je mag verwachten binnen het frequentiebereik van de trillingsbron. Ga vervolgens na of je verwachting klopt. (5, Engels)
• Dopplereffect
(5)
• Van dopplereffect naar schokgolf
Verhoog de snelheid van de geluidsbron. Bij circa 335 m/s verschijnt een schokgolf; bij nog hogere snelheid ontstaat een V-vormig golffront. (5, Frans)
• Zweving
Interferentie van twee golven met een klein verschil in frequentie. (5, Engels)
• Interferentie van golven aan een wateroppervlak
Twee trillingsbronnen op een wateroppervlak zorgen in beginsel elk voor een verzameling van zich uitbreidende cirkelvormige golfoppervlakken. Door interferentie ontstaat echter een patroon van stroken met betrekkelijk hoge golven gescheiden door gebieden van relatieve rust (de maximale locale versterkingen en verzwakkingen worden gevonden op de bekende hyperbolische buiklijnen en knooplijnen).Het patroon is in het programma te beïnvloeden door een drietal grootheden te veranderen: de golflengte (ofwel de bronfrequentie), de afstand tussen de bronnen en het faseverschil in de trillingstoestand van de bronnen. Het faseverschil moet geselecteerd worden in eenheden van 1/360 (en doet dus denken aan een verschil in fasehoek).
Hoe verandert het patroon als je het faseverschil tussen de bronnen wijzigt van 0 in 1/2? (5, Engels)
• Nogmaals interferentie aan een wateroppervlak
In dit tweede appletje kan met 'n simpele klik in een willekeurig punt van het interferentiepatroon een tekening van de twee bijbehorende weglengtes over het wateroppervlak worden geprojecteerd. Het belangrijke weglengteverschil wordt met een opvallende kleur extra benadrukt. (5, Engels)
• Constructie van het interferentiepatroon rond twee trillingsbronnen
Een animatie naar het idee van de tekenfilm legt het mechanisme achter het ontstaan van een tweedimensionaal interferentiepatroon helder bloot, of 't nu gaat om golven langs een wateroppervlak of om geluidsgolven in een horizontaal vlak. Of, bij een extreem kleine golflengte en afstand tussen de twee bronnen, om lichtgolven. (5)
• Elektromagnetische golf
Vatten we licht op als een golfverschijnsel dan zien we twee onafscheidelijk met elkaar verbonden 'veldgolven': een veranderend elektrisch veld en een veranderend magnetisch veld vormen samen de elektromagnetische golf. (5)
• Young's experiment (dubbelspleet)
Beide spleten worden gevoed met licht uit een enkele spleet. Plaats de enkelspleet midden voor de dubbelspleet met schuif 'h'. Varieer de spleetafstand d en de kleur van het licht. Verklaar de veranderingen in het interferentiepatroon op het scherm (bijvoorbeeld met sin α = λ/d en tan α = y/L voor een maximum van de eerste orde). (5, Frans)
Alle punten van de cirkelvormige golfoppervlakken hebben eenzelfde gereduceerde fase. In de snijpunten zijn de golven van de twee bronnen dus in fase en versterken ze elkaar maximaal. Op de plaats waar de voortgaande snijpunten het scherm bereiken is de lichtintensiteit het grootst. De grafiek toont daar een maximum.
Denk de cirkelvormige golfoppervlakken tussen de dubbele spleet en het scherm verder uitgebreid naar de flanken dan hier is ingetekend. Dan zijn meer snijpuntreeksen (buiklijnen) te zien en vind je twee maxima van de tweede orde op het scherm. De afbeelding blijkt nu de maxima op onjuiste plaatsen weer te geven als je aanneemt dat de schaal van de deelplaatjes dezelfde is...
• Meer spleten, smallere banden
Verhoging van het aantal spleten van twee naar tien maakt de banden op het scherm smaller. In het intensiteitsdiagram neemt de breedte van de pieken af. (Bij een tralie zijn er zeer veel spleten en zijn de banden verder versmald tot scherpe lijnen.) (5, Frans)
• Het interferentiepatroon van een tralie
Bekijk het interferentiepatroon bij verschillende kleuren en bij tralies met 400, 600 en 900 lijnen per millimeter (tralieconstanten 2,50 μm, 1,67 μm en 1,11 μm). Zorg ervoor dat de invallende lichtbundel de tralie loodrecht treft. Roteer daartoe de tralie door de witte stip te verslepen. (5, Frans)
• Absorptie- en emissiespectra van de elementen
Klik in het periodiek systeem op een element om naar keuze het emissie- of absorptiespectrum van vrije atomen van het element te zien. (5, Engels)
• Hoe werkt een laser?
De werking van de laser speels uitgelegd en gelardeerd met functionele applets. Er zijn vier pagina's (navigeer met de Next-knop onderaan de pagina's). (5, Engels)
| Elektriciteit, elektronica, fysische informatica, elektrisch veld, magnetisch veld, inductie |
• Wet van Ohm
(3)
• Een eenvoudige wisselstroomkring
(3)
• Logische spanningsdeler
De spanningsdeler is hier een serieschakeling van een temperatuurgevoelige weerstand (een NTC) en een regelbare weerstand. De NTC is regelbaar met een virtuele warmtebron. Een invertor maakt van de uitgang van de spanningsdeler een logische uitgang. De invertor (ofwel NIET-poort) heeft een afwijkend symbool: je ziet de weergave volgens Amerikaanse norm. (5, Engels)
• Het elektrisch veld van een dipool
Veldlijnen en equipotentiaallijnen. Driedimensionaal potentiaalvlak. (5, Frans)
• De richting van de lorentzkracht op een stroomdraad
Te zien is hoe de richting van de lorentzkracht op een stroomvoerende draad in een magnetisch veld afhangt van de stroomrichting en de richting van het magnetisch veld. (6)
• Grootte en richting van de lorentzkracht op een stroomdraad
Onderzoek de grootte en richting van de lorentzkracht (magnetic force) op een stroomdraad met behulp van een met de muis verplaatsbaar magnetisch veld en een stroomvoerende spoel geplaatst op een weger. Instelbare grootheden zijn de magnetische inductie B, de stroomsterkte in de spoel I en het aantal windingen van de spoel N. (6, Engels)
• Gelijkstroommotor
(6)
• Dynamo
Naar keuze wordt de werking van een wisselstroomdynamo of een gelijkstroomdynamo gesimuleerd. (6)
• Elektromagnetische inductie
Door middel van een spankracht wordt een elektrisch geleidende staaf voortbewogen over twee rails in een magnetisch veld. De staaf is onderdeel van een gesloten stroomkring. Pijlen geven de grootte en de richting van de inductiestroom in de kring en de lorentzkracht (magnetic force) op de staaf weer. (De weergave van de spankracht is bij grotere snelheid niet juist.) (6, Engels)
• Een condensator opladen
(6, Engels)
• Inductor
(7, Engels)
• Transformator
(6, Engels)
• Oscillerende LC-kring
(7)
• RCL-serieschakeling
(7, Engels)
• Lissajous-figuren
(5, Engels)
• Versterker met npn-transistor
(7, Engels)
Neem de notatie "15 kOhms" niet over. Ze is niet juist (vanwege de hoofdletter, het meervoud en de mix van een symbool (k) en een naam (ohm)). Volgens het SI is de basisweerstand vijftien kiloohm of 15 kΩ.
| Gassen, vloeistoffen, warmte, temperatuur |
• Vloeistofdruk
Hoe hangt de vloeistofdruk af van de diepte in stilstaand water? Hoe zit dat bij andere vloeistoffen?De vloeistofdruk is de druk veroorzaakt door het gewicht van de kolom vloeistof boven het meetoppervlak. Vermeerder de vloeistofdruk dus met de buitenluchtdruk om de werkelijke druk (de absolute druk) in de vloeistof te vinden (de buitenluchtdruk is gemiddeld 1013 hPa). (6)
• Wetten van Boyle en Gay-Lussac
Hoe veranderen de toestandsgrootheden druk, volume en temperatuur wanneer een bepaalde hoeveelheid ideaal gas één of meer bijzondere processen doorloopt?Beschikbaar zijn het isobaar proces (dat de volumewet van Gay-Lussac volgt), het isochoor proces (waarvoor de drukwet van Gay-Lussac geldt) en het isotherm proces (beschreven door de wet van Boyle).
Wil je drie toestandsgrootheden veranderen dan is de eindtoestand ook altijd te bereiken in twee stappen, d.w.z. via twee van de genoemde processen.
Hoe groot is overigens de betrokken hoeveelheid stof? (6)
• Wet van Bernoulli
Om te oefenen met de wet van Bernoulli in de vorm " p + ρgh + ½ρv² = constant " stel je de pomp in deze applet buiten werking door het pompvermogen 0,0 kW te kiezen.Hoe groot is dan bijvoorbeeld de stroomsnelheid in de spuitmond als de waterspiegel in de tank 10,0 m boven de "datum line" staat en de spuitrichting 45,0° is?
(Met g = 9,81 m/s² is de gevraagde snelheid v2 = 11,862 = 12 m/s) (6, Engels)
• Opwaartse kracht in vloeistoffen
De opwaartse kracht (of drijfkracht) wordt gevonden met de wet van Archimedes.(7)
| Atoomfysica, kernfysica |
• Modellen van het waterstofatoom
(6)
• Spectraallijnen
Zie de groep "Licht, .., elektromagnetisch spectrum".• Het foto-elektrisch effect
(6)
• Radioactief verval
(6)
• Vervalreeksen (radioactiviteit)
(6)
| Als (sommige) applets niet werken, ook niet na één of twee keer klikken op het applet-venster, controleer dan in het menu van de browser of je browserinstellingen het gebruik van Java toelaten. Ga ook na of een voldoend recente versie van 'Java (SE) Runtime Environment' op de computer geïnstalleerd is. Controleren van de installatie en downloaden is mogelijk op www.java.com/nl. |
Hein ten Horn
Top | Physics | Home