Mô phỏng Lớp 7

Màng loa dao động làm các hạt không khí trong ống dồn lại và giãn ra, lớp nén – giãn lan truyền đi (sóng âm) mà các hạt chỉ dao động quanh vị trí cân bằng. Kéo hai thanh trượt tần số và biên độ trên hình: tần số lớn thì màng loa dao động nhanh, âm cao (bổng); biên độ lớn thì hạt dao động mạnh, âm to. Đồ thị dao động theo thời gian hiện chu kì T = 1/f, chọn môi trường (không khí, nước, thép, chân không) để thấy tốc độ truyền âm khác nhau và chân không không truyền được âm.

Một lứa vật nuôi (gà thịt, vịt, lợn thịt hoặc bò thịt) được nuôi từ lúc mới nhập chuồng đến khi xuất chuồng. Học sinh đặt mức khẩu phần ăn, chọn kiểu chuồng trại và việc tiêm vaccine, rồi bấm Chạy để xem khối lượng tăng theo ngày, lượng thức ăn đã dùng và hệ số chuyển hoá thức ăn FCR = thức ăn ăn vào chia cho khối lượng tăng. Trong lúc nuôi có thể bấm Cho ăn thêm, Dọn chuồng và Tiêm vaccine; nếu chuồng bẩn hoặc không tiêm phòng thì vật nuôi dễ mắc bệnh, chậm lớn và hao hụt đàn.

Một hecta rừng trồng được theo dõi trong 30 năm: cây lớn lên, trữ lượng gỗ tăng theo quy luật tăng trưởng của từng loài, độ che phủ và lượng CO₂ hấp thụ tăng theo. Học sinh chọn loài cây, mật độ trồng, kiểu khai thác (khai thác chọn, khai thác dần, khai thác trắng) và chu kì khai thác, bấm Chạy để xem đồ thị trữ lượng theo năm, hoặc bấm Khai thác ngay và Trồng lại. Mô phỏng so sánh sản lượng gỗ cộng dồn giữa khai thác bền vững và khai thác quá mức làm rừng suy thoái, đất bị xói mòn.

Một luống cây trồng được theo dõi từ ngày gieo đến ngày thu hoạch: cây nảy mầm, lớn lên, ra hoa và tạo hạt hoặc quả theo đúng số ngày của từng loại cây. Học sinh đặt mức tưới nước và bón phân, chọn loại sâu bệnh xuất hiện, rồi trong lúc chạy có thể bấm Tưới nước, Bón thúc, Làm cỏ – vun xới và Phòng trừ sâu bệnh đúng lúc. Mô phỏng hiện độ ẩm đất, dinh dưỡng, mức hại của sâu bệnh, chiều cao cây theo ngày và năng suất thu hoạch tính bằng tấn trên hecta.

Bản đồ châu Á tự vẽ với hai trung tâm khí áp quyết định gió mùa: mùa đông là áp cao Xi-bia lạnh khô thổi ra biển, mùa hạ là áp thấp Nam Á – I-ran hút gió từ Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương vào. Kéo thanh tháng hoặc bấm Chạy để xem mũi tên gió đổi chiều theo mùa; bấm vào một khu vực trên bản đồ (Nam Á, Đông Nam Á, Đông Á, Trung Á) để so biểu đồ lượng mưa 12 tháng và hiểu vì sao Nam Á, Đông Nam Á mưa rất lớn vào mùa hạ còn Trung Á nằm sâu trong nội địa thì khô hạn quanh năm.

Bản đồ châu Âu tự vẽ được tô theo bốn đới khí hậu: cực và cận cực, ôn đới hải dương ở phía tây, ôn đới lục địa ở phía đông và cận nhiệt Địa Trung Hải ở phía nam. Bấm vào một trạm khí tượng (Brét, Mát-xcơ-va, Rô-ma, Muốc-man) để xem biểu đồ nhiệt độ và lượng mưa 12 tháng của trạm đó; kéo thanh tháng hoặc bấm Chạy để thấy nhiệt độ toàn châu lục đổi theo mùa. Bật dòng biển nóng Bắc Đại Tây Dương để hiểu vì sao bờ tây châu Âu ấm và ẩm hơn hẳn nơi cùng vĩ độ ở phía đông.

Chọn tuyến cắt ngang Bắc Mỹ (khoảng 40°B) hoặc Nam Mỹ (khoảng 20°N) để thấy ba dải địa hình chạy theo chiều bắc – nam: núi cao ở phía tây (Coóc-đi-e, An-đét), đồng bằng ở giữa và núi già, sơn nguyên ở phía đông. Bấm Chạy để một khối không khí ẩm đi theo hướng gió: lên sườn đón gió thì lạnh đi và trút mưa, vượt đỉnh xuống sườn khuất gió thì khô và nóng lên, tạo ra hoang mạc ngay cạnh vùng mưa nhiều. Cột mưa dưới lát cắt cho biết lượng mưa tương đối từng nơi.

Bản đồ châu Phi tự vẽ cho thấy các đới khí hậu xếp gần như đối xứng qua Xích đạo: xích đạo ẩm ở giữa, cận xích đạo (xavan) hai bên, rồi nhiệt đới khô với hoang mạc Xa-ha-ra và Ca-la-ha-ri, ngoài cùng là cận nhiệt Địa Trung Hải. Kéo mũi tên vĩ độ trên bản đồ để đọc đới khí hậu và cảnh quan tương ứng. Bấm Chạy để mô phỏng vùng Xa-hen: đổi lượng mưa và mức chăn thả sẽ thấy độ che phủ thực vật và ranh giới hoang mạc dịch chuyển về phía nam (hoang mạc hoá) hay lùi lại khi được phục hồi.

Một đô thị nhìn từ trên xuống: lõi lịch sử ở giữa, các vành đai xây dựng lan dần ra ngoài theo các trục giao thông. Bấm Chạy để dân số tăng từng năm, thấy diện tích xây dựng, bán kính đô thị, mức ùn tắc và mức ô nhiễm thay đổi theo. Đổi tốc độ tăng dân số và chọn một hướng quy hoạch (để tự phát, giữ vành đai xanh, ưu tiên giao thông công cộng, phát triển đô thị vệ tinh) rồi so sánh: cùng số dân nhưng đô thị có quy hoạch thì đi lại thuận hơn, ít ô nhiễm và giữ được không gian xanh. Bấm vào bản đồ để xem từng vành đai.

Bản đồ châu Nam Cực nhìn từ cực Nam: lục địa phủ băng dày, bao quanh là vành băng biển mở rộng vào mùa đông và thu hẹp vào mùa hạ. Đặt mức nhiệt độ toàn cầu tăng thêm rồi bấm Chạy để chạy các năm: băng biển thu hẹp, khối băng lục địa hao đi và mực nước biển dâng dần, đồ thị bên dưới ghi lại quá trình. Ô bên phải là một đảo san hô thấp ở Thái Bình Dương (châu Đại Dương) chỉ cao vài mét: nước dâng tới đâu, phần đảo bị ngập và nhiễm mặn tới đó.

Cây đậu mọc trong chậu: thân và rễ dài ra từng đoạn theo thời gian. Kéo nguồn sáng (hoặc nguồn nước) sang trái, sang phải rồi xem ngọn cây cong về phía kích thích sau vài ngày, trong khi rễ mọc ngược lại. Đổi kiểu kích thích để so sánh hướng sáng, hướng nước, hướng trọng lực (đặt chậu nằm ngang) và hướng tiếp xúc của tua cuốn. Góc lệch của thân so với phương thẳng đứng được đo và hiện liên tục.

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).

Hai (hoặc nhiều) nguyên tử vẽ theo mô hình lớp electron ở xa nhau; kéo ngang trên màn hình hoặc bấm Chạy để chúng tiến lại gần. Với NaCl, MgO: electron lớp ngoài cùng của kim loại chuyển sang phi kim, tạo ion dương và ion âm hút nhau (liên kết ion). Với H₂, O₂, H₂O, CH₄, NH₃: các nguyên tử góp electron tạo cặp electron dùng chung (liên kết cộng hoá trị). Số electron lớp ngoài cùng sau liên kết đạt cấu hình bền như khí hiếm được hiện ngay.

Chọn số hiệu nguyên tử Z bằng nút ± hoặc bấm vào ô trong bảng tuần hoàn mini. Mô phỏng vẽ hạt nhân gồm proton, neutron và các electron chuyển động trên từng lớp theo mô hình Bohr (lớp 1 tối đa 2e, lớp 2 tối đa 8e, lớp 3 tối đa 8e). Học sinh thấy số p = số e = Z, khối lượng nguyên tử ≈ số p + số n (amu), số lớp = số thứ tự chu kì, số electron lớp ngoài cùng = số thứ tự nhóm A, và vị trí ô/chu kì/nhóm được tô sáng trên bảng.

Chế độ Phản xạ: kéo nguồn sáng S để đổi góc tới; tia phản xạ, pháp tuyến và hai góc i, i′ được vẽ và đo ngay (định luật phản xạ: i′ = i). Hai tia phản xạ kéo dài gặp nhau tại ảnh ảo S′ đối xứng với S qua gương, khoảng cách từ S và S′ đến gương bằng nhau. Chế độ Bóng tối: kéo vật cản hoặc nguồn sáng; với nguồn điểm chỉ có bóng tối, với nguồn rộng xuất hiện thêm vùng bóng nửa tối trên màn chắn.

Kéo các nguyên tử H, O, C, N ghép lại thành phân tử theo yêu cầu của từng bộ sưu tập. Học sinh xem mô hình ba chiều, đọc tên và công thức hoá học của phân tử vừa tạo. 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 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.

Di chuyển la bàn quanh thanh nam châm để vẽ ra hình ảnh các đường sức từ. Học sinh bật chế độ Trái Đất để hiểu vì sao kim la bàn luôn chỉ hướng bắc - nam. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

So sánh từ trường của thanh nam châm với từ trường của cuộn dây có dòng điện chạy qua. Học sinh đổi số vòng dây, cường độ dòng điện, đảo cực pin để thấy nam châm điện mạnh lên hay đổi 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.

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.

Thí nghiệm kinh điển: cành rong đuôi chó trong cốc nước dưới phễu úp ngược, ống nghiệm thu khí. Khi có ánh sáng, cây quang hợp thải khí oxygen thành các bọt khí đếm được. Học sinh kéo đèn lại gần/ra xa hoặc kéo thanh trượt ánh sáng, CO₂, nhiệt độ trên hình để thấy số bọt khí mỗi phút thay đổi; đồ thị tốc độ quang hợp theo yếu tố đang chọn hiện điểm hiện tại và dạng bão hoà (ánh sáng, CO₂) hoặc có cực đại (nhiệt độ).

Chạy hoạt hình bốn bước của một hình thức sinh sản: giâm cành, chiết cành, nảy chồi ở thuỷ tức (vô tính) hoặc thụ phấn – thụ tinh – tạo hạt và quả ở cây có hoa (hữu tính). Mỗi lần sinh ra một đời con, chương trình vẽ các cá thể con với ba cặp gene quy định màu hoa, dạng lá, chiều cao. Bảng so sánh đếm số cá thể giống hệt cây mẹ và số kiểu tổ hợp khác nhau, cho thấy sinh sản vô tính cho đời con giống hệt mẹ còn sinh sản hữu tính tạo ra biến dị đa dạng.

Mạt sắt rải trên tấm bìa sắp xếp thành từ phổ quanh nam châm; kim la bàn đặt vào từ trường quay theo hướng đường sức từ. Học sinh kéo nam châm đi trong vùng mạt sắt, chạm vào chỗ trống để đặt thêm kim la bàn, bấm Đảo cực để thấy kim quay ngược lại. Với nam châm điện: kéo thanh trượt cường độ dòng điện, đổi số vòng dây, ngắt dòng điện thì từ trường biến mất, đổi chiều dòng điện thì đổi cực.

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.