Mô phỏng Khoa học tự nhiên

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.

Hỗn hợp khí H₂ và O₂ trong bình ở nhiệt độ thường không tự phản ứng. Bấm Đốt (hoặc chạm vào bình): tia lửa cấp năng lượng, va chạm hiệu quả tạo H₂O, phản ứng toả nhiệt lan nhanh thành nổ. Đồ thị số phân tử theo thời gian, tỉ lệ mol 2:1, chất hết trước và bảo toàn khối lượng hiện ngay để đối chiếu với phương trình hoá học.

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.

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.

Tim bốn ngăn co bóp đẩy máu theo vòng tuần hoàn nhỏ (tim → phổi → tim) và vòng tuần hoàn lớn (tim → cơ thể → tim); máu đổi màu đỏ tươi/đỏ thẫm khi trao đổi khí ở phổi và ở tế bào. Chọn hoạt động (ngủ, nghỉ, đi bộ, chạy) để thấy nhịp tim, huyết áp, lưu lượng máu và nhịp thở, thể tích khí thay đổi; điện tâm đồ và phổi phồng xẹp theo thời gian thực.

Kéo khối vật thả vào bình chất lỏng: vật chìm, lơ lửng hay nổi tuỳ khối lượng riêng của vật so với chất lỏng. Mũi tên trọng lực P và lực đẩy F_A = d·V_chìm đổi độ dài theo phần thể tích ngập; kéo đầu đo áp suất lên xuống trong chất lỏng để thấy p = d·h tăng theo độ sâu. Bảng số liệu và kết luận nổi/chìm 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.

Đặt các vật có khối lượng khác nhau lên hai phía đòn bẩy và thay đổi vị trí để tìm điều kiện cân bằng. Học sinh dự đoán rồi kiểm tra bằng thước đo và trò chơi tính khối lượng chưa biết. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Cọ xát quả bóng bay lên áo len rồi đưa lại gần bức tường để thấy electron dịch chuyển và vật nhiễm điện hút nhau. Học sinh bật chế độ hiện điện tích để đếm điện tích âm, dương trên từng vật. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Pha dung dịch màu với nồng độ tuỳ chọn rồi chiếu tia sáng qua cuvet để đo độ hấp thụ. Học sinh đổi nồng độ, bề dày lớp dung dịch và bước sóng để thấy màu đậm nhạt gắn với nồng độ như thế nào. 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 các khối có khối lượng và thể tích khác nhau vào chất lỏng, đọc lực đẩy Archimedes, thể tích phần chìm và số chỉ lực kế. Học sinh đổi khối lượng riêng của chất lỏng để tìm điều kiện vật nổi, lơ lửng hay chìm. 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 khối gỗ, khối nhựa, khối kim loại vào nước và so sánh phần chìm của chúng. Học sinh đổi khối lượng hoặc thể tích của khối để thấy vì sao vật nặng hơn nước thì chìm. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Cho chất tan vào nước, thêm nước hoặc cho bay hơi rồi theo dõi nồng độ mol thay đổi. Học sinh quan sát màu dung dịch đậm nhạt và nhận ra khi nào dung dịch bão hoà, còn chất rắn không tan hết. 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 các khối có cùng khối lượng nhưng khác thể tích và ngược lại, rồi thả chúng vào nước. Học sinh đo khối lượng, thể tích để tính khối lượng riêng và đoán chất liệu của từng khối. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Cọ chân nhân vật lên thảm để tích electron rồi đưa tay lại gần nắm cửa kim loại và thấy tia lửa phóng ra. Học sinh đếm số electron tích được và giải thích vì sao đôi khi bị giật nhẹ khi chạm vào vật kim loại. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đổi số mol chất tan và thể tích dung dịch bằng hai thanh trượt, nồng độ mol hiện ngay trên màn hình. Học sinh đổi chất tan để thấy giới hạn bão hoà của mỗi chất là khác nhau. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

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.

Nhúng áp kế xuống các độ sâu khác nhau trong bể và đọc áp suất tại từng điểm. Học sinh đổi chất lỏng, đổi hình dạng bể và độ cao mặt thoáng để thấy áp suất chỉ phụ thuộc độ sâu và khối lượng riêng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.