Mô phỏng Trung học cơ sở

Một vùng đất có rừng, sông và thành phố. Bấm Chạy để dân số tăng theo từng năm: nhu cầu gỗ, đất ở, nước và năng lượng tăng theo nên rừng bị thu hẹp, không khí nhiều khí thải, nước sông bẩn dần — cảnh vật trên hình đổi ngay theo số liệu. Chọn một biện pháp bảo vệ (trồng rừng, xử lí và tiết kiệm nước, dùng năng lượng sạch) rồi so hai lần chạy để thấy tác động của con người tới thiên nhiên là có thể đảo ngược. Bấm vào rừng, sông hay thành phố trên hình để đọc giải thích.

Kéo thanh năm hoặc bấm Chạy để xem tháp dân số Việt Nam biến đổi từ năm 1999 đến dự báo năm 2059: đáy tháp thu hẹp lại vì tỉ lệ sinh giảm, thân tháp phình ra (cơ cấu dân số vàng) rồi đỉnh tháp mở rộng — nước ta đang <b>già hoá dân số</b>. Bên phải chọn chỉ tiêu để so sánh: mật độ dân số rất chênh lệch giữa sáu vùng (Đồng bằng sông Hồng đông nhất, Tây Nguyên thưa nhất), tỉ lệ dân thành thị tăng đều qua các năm, và tỉ lệ ba nhóm tuổi thay đổi theo thời gian.

Bên trái là phẫu diện đất đang hình thành theo thời gian: bấm Chạy để thấy tầng thảm mục, tầng mùn, tầng tích tụ dày dần trên lớp đá mẹ; đổi khí hậu, đá mẹ và độ dốc sẽ thấy vì sao đất đồi núi dốc thì mỏng còn đất phù sa, đất badan lại dày và màu mỡ. Bên phải là cột thảm thực vật theo vĩ độ (rừng mưa nhiệt đới, xavan, hoang mạc, rừng lá rộng, rừng lá kim, đài nguyên) và ngọn núi cho thấy thực vật cũng thay đổi theo độ cao đúng như khi đi từ xích đạo về cực. Kéo mũi tên vĩ độ hoặc bấm vào một tầng đất để xem giải thích.

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.

Lát cắt hai mảng kiến tạo trôi trên lớp manti có dòng đối lưu. Chọn kiểu ranh giới: hai mảng tách xa nhau (magma trào lên tạo sống núi ngầm, vỏ đại dương mới), xô vào nhau (mảng đại dương chúi xuống dưới mảng lục địa, sinh động đất, núi lửa và dãy núi cao) hoặc trượt ngang qua nhau (đứt gãy, động đất). Kéo mảng bằng tay hoặc bấm Chạy để mảng dịch chuyển theo tốc độ thật vài cm mỗi năm; hiện số năm và quãng đường đã dịch chuyển. Góc trên phải là lát cắt các lớp của Trái Đất với độ sâu thật.

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.

Chùm tia sáng Mặt Trời cùng bề rộng chiếu xuống Trái Đất: ở xích đạo tia chiếu gần thẳng góc nên năng lượng tập trung, càng về hai cực góc chiếu càng nhỏ, cùng lượng nhiệt trải trên diện tích rộng hơn nên lạnh hơn. Kéo điểm quan sát dọc theo rìa Trái Đất (hoặc thanh trượt vĩ độ) để thấy góc chiếu, độ trải rộng, nhiệt độ trung bình ước tính và đới khí hậu (nhiệt đới, ôn đới, hàn đới với ranh giới 23°27′ và 66°33′). Kéo thanh CO₂ để thấy khí nhà kính giữ lại bức xạ nhiệt làm Trái Đất nóng lên.

Chọn mốc thời gian (thời tiền công nghiệp, năm 1950, hiện nay) hoặc tự đổi nồng độ khí nhà kính rồi xem tia hồng ngoại bị giữ lại và nhiệt độ bề mặt tăng. Học sinh đổi lượng mây, loại bề mặt và ghi lại ảnh hưởng tới nhiệt độ của Trái Đất. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Bản đồ Việt Nam tự vẽ với bốn tuyến cắt ngang ở khoảng 22°B, 16°B, 12°B và 10°B. Chọn một tuyến để xem lát cắt tây – đông: núi cao ở phía tây và bắc, đồi chuyển tiếp, đồng bằng ở phía đông rồi tới thềm lục địa dưới Biển Đông; kéo con trỏ dọc lát cắt để đọc độ cao từng nơi và tên dạng địa hình. Bật lớp khoáng sản và lọc theo nhóm để thấy vị trí than Quảng Ninh, dầu khí thềm lục địa phía nam, bô-xít Tây Nguyên, a-pa-tit Lào Cai, sắt Hà Tĩnh và các mỏ khác.

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.

Bản đồ Việt Nam tự vẽ với mũi tên gió đổi theo tháng: từ tháng 11 đến tháng 4 là gió mùa đông bắc lạnh khô từ áp cao Xi-bia, mạnh ở miền Bắc và yếu dần về phía nam; từ tháng 5 đến tháng 10 là gió mùa tây nam nóng ẩm gây mưa lớn cả nước. Kéo thanh tháng hoặc bấm Chạy để xem vòng một năm, bật lớp bão để thấy mùa bão từ tháng 6 đến tháng 11 dịch dần từ Bắc vào Trung rồi Nam. Bấm vào Hà Nội, Huế hay Thành phố Hồ Chí Minh để so biểu đồ nhiệt độ và lượng mưa: ba trạm có chế độ mưa khác hẳn nhau.

Bản đồ Việt Nam tô theo ba nhóm đất chính: đất feralit ở vùng đồi núi thấp (khoảng 65% diện tích), đất phù sa ở các đồng bằng (khoảng 24%) và đất mùn núi cao (khoảng 11%). Bên phải là sườn núi từ đồng bằng lên đỉnh: kéo mũi tên độ cao để thấy đất và sinh vật đổi theo đai cao — đai nhiệt đới gió mùa, đai cận nhiệt đới gió mùa trên núi và đai ôn đới gió mùa trên núi (chỉ có ở Hoàng Liên Sơn, trên 2 600 m). Đổi giữa miền Bắc và miền Nam để thấy ranh giới đai thấp dâng cao hơn ở phía nam.

Cảnh biển – núi hoạt hình: nước biển bốc hơi dưới sức nóng Mặt Trời (nhiệt độ càng cao bốc hơi càng nhanh), hơi nước bay lên theo gió, ngưng tụ thành mây, mưa rơi xuống núi rồi theo dòng chảy mặt và nước ngầm trở về biển. Đếm số hạt nước ở từng giai đoạn. Ô nhỏ bên phải: Mặt Trăng (kéo được) hút nước biển tạo thuỷ triều, mực nước biển trong cảnh dâng lên, hạ xuống theo chu kì khoảng 12 giờ 25 phút.

Bản đồ Việt Nam tự vẽ được chia thành sáu vùng kinh tế – xã hội: Trung du và miền núi Bắc Bộ, Đồng bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Đồng bằng sông Cửu Long. Bấm vào một vùng trên bản đồ để đọc thế mạnh và hạn chế của vùng đó; đổi chỉ tiêu (diện tích, số dân, mật độ dân số, tỉ lệ dân thành thị) để biểu đồ cột bên cạnh xếp lại và thấy ngay vùng nào đứng đầu, vùng nào thấp nhất.

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.

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.

Viên bi trượt trên máng lòng chảo hoặc dốc nối mặt phẳng ngang. Kéo bi đến độ cao muốn rồi thả: thanh động năng Wđ = ½mv² và thế năng Wt = mgh đổi qua lại, tổng cơ năng không đổi khi không ma sát; bật ma sát thì phần cơ năng chuyển thành nhiệt hiện rõ. Đồ thị năng lượng theo thời gian, công của trọng lực và công suất hiện liên tục.

Kéo thanh nam châm ra vào cuộn dây (bằng tay hoặc tự động), kim điện kế lệch theo tốc độ và số vòng dây; dừng nam châm thì kim về 0. Chuyển sang chế độ nam châm quay để thấy suất điện động đổi chiều tuần hoàn – dòng điện xoay chiều. Đồ thị suất điện động theo thời gian, số đường sức từ qua cuộn dây và chiều dòng cảm ứng hiện liên tục.

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.

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.

Quần thể bướm đêm gồm cá thể màu sáng (dd) và màu tối (DD, Dd) đậu trên thân cây. Mỗi thế hệ chim ăn nhiều hơn những con nổi bật trên nền, các con sống sót sinh sản tạo thế hệ mới; tần số allele và tỉ lệ kiểu hình đổi dần theo đồ thị. Đổi màu nền (chạm vào thân cây, hoặc để nền tối dần do ô nhiễm công nghiệp) và áp lực chọn lọc để thấy hướng tiến hoá thay đổi.

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.