Download de leskaarten

VERDIEPING THEMA’S LICHT EN ENERGIE

Verdieping thema’s energie en lichtTechniek&ik is een educatief programma voor talentontwikkeling met een duidelijke focus op het

gebied van onderzoekend en ontwerpend leren. Door middel van professionaliseringsworkshops, een

community en ondersteunend materiaal richt het zich op de vaardigheidsontwikkeling van educatieve

en pedagogische professionals in scholen en kindercentra. Door de inzet en betrokkenheid van

medewerkers van Philips en ASML zijn reeds bestaande en nieuwe thema’s van Techniek&ik verrijkt

vanuit de context van het bedrijfsleven. De leskaarten gaan dieper in op de thema’s energie en licht.

Deze set verdiepingskaarten is tot stand gekomen op initiatief van Jet-Net Junior Zuid-Oost Nederland.

Jet-Net Junior wil samen met Techniek&ik er zorg voor dragen dat leerlingen en leerkrachten op een

goede en leuke manier in aanraking komen met wetenschap en technologie. De samenwerkende

partijen in Jet-Net Junior/Techniek&ik zijn Korein Groep, Fontys Hogeschool Kind en Educatie, Summa

College, Hogeschool de Kempel, Philips en ASML.

OverzichtskaartOnze dagelijkse ervaringswereld biedt veel boeiende aanknopingspunten om natuurwetenschappelijke

en technologische thema’s nader te bekijken. Door samenwerking met bedrijven is het mogelijk een

kijkje te nemen in de actuele technologische ontwikkelingen. Zo wordt met city-farming gezocht

naar oplossingen voor het toekomstige voedselprobleem. Verder wordt gekeken naar de positieve

en negatieve gevolgen van straling en kinderen ontdekken de werking van een camera. De high

tech kennis van Philips en ASML is omgezet naar lesmateriaal op het niveau van kinderen van de

basisschool. Zes onderzoekskaarten maken het kinderen mogelijk om hun ervaringen met licht en

energie te verkennen en verdiepen.

Verwijzingen en tips voor pedagogisch medewerkers en leerkrachten

Jet-Net JuniorDe nieuwsgierigheid van jonge kinderen biedt hen ongekende kansen om de wereld om hen heen te leren begrijpen. Het stellen van vragen, logisch redeneren, ontwerpen, bouwen, sleutelen en onderzoeken: jonge kinderen doen het allemaal. Talenten van kinderen op het gebied van wetenschap en technologie kunnen dan ook bij uitstek worden ontwikkeld door in te spelen op de van nature aanwezige nieuwsgierigheid en creativiteit. Onderzoek toont echter aan dat de natuurlijke interesse van kinderen voor wetenschap en technologie (en de bijbehorende beroepen) verdwijnt als ze daar niet voor hun zevende levensjaar op een positieve manier mee in aanraking komen. Om deze reden is in 2013 van start gegaan met Jet-Net Junior gericht op het basisonderwijs.

Foto: Philips Horticulture LED Solutions

Hogeschool Kind en Educatie

01_2015


Verschijnselen ontdekken

BREKING VAN LICHT

Lichtbreking in microscopenVeel bedrijven maken bij onderzoek naar materialen gebruik van microscopen. De microscoop is ontworpen

om superkleine dingen mee te vergroten. De basis achter alle microscopen is breking van licht. In een

microscoop gaat het licht van een lamp door een voorbeeld dat je wilt onderzoeken en dan via lenzen in de

microscoop naar je oog. Het licht wordt gebroken door de vorm en het materiaal van de lens en zo kunnen

we iets heel kleins toch goed zien. Bijvoorbeeld de cellen van mensen om te zien of ze ziek zijn of niet.

Waar kom je het tegen in het dagelijks leven?Kinderen zien dat er een regenboog kan ontstaan als het regent en tegelijkertijd de zon schijnt. Ook

zien ze soms de regenboog bij een glas water dat in het licht staat. Sommige kinderen dragen een bril.

De brilglazen (de lenzen) breken het licht, zodat je toch scherp ziet.

Hier gaat het omDe kinderen gaan op onderzoek naar lichtbreking en de werking van een lens of vergrootglas. Ze

ervaren dat licht door verschillende materialen anders gebroken wordt. Ze ontdekken dat voor het

ontstaan van een regenboog altijd licht nodig is en water (om het licht te breken).

Dit heb je nodig• Glas met water

• Rietje

• Plantenspuit

• Zonlicht of lamp (geen led)

• Wit papier

• Ondiepe bak

• Spiegeltje

• Karton

• Vershoudfolie of doorzichtig plastic

• Pipetten

• Stuk tekst met kleine letters

GEBROKEN RIETJEAls je een rietje in een glas water doet, ziet dit er anders uit dan normaal. De kinderen kijken door het

glas. Laat ze beschrijven wat ze zien. Hoe ziet het rietje er uit in het water? Wat gebeurt er denk je?

Bespreek de bevindingen met elkaar. Je ziet dat het rietje verschoven is. Door het water veranderen

de lichtstralen van richting. Werkt het ook met andere voorwerpen? Probeer hetzelfde eens met een

potlood of liniaal.

BREKING VAN ZONLICHTEen regenboog is een prachtig natuurverschijnsel. Het kan ontstaan als het regent en de zon schijnt,

of je ziet het gebeuren onder de sproeier in de tuin. Hoe ontstaat nu eigenlijk zo’n regenboog? Laat

kinderen een eigen regenboog maken. Vul hiervoor een smal glas met water. Neem de kinderen op een

zeer zonnige dag mee naar buiten en zet het glas water in het zonlicht. Beweeg een wit vel papier rond

het glas. Lukt het de kinderen om een kleine regenboog te zien op het papier. Een echte boog kunnen

ze maken door met de zon in de rug met een plantenspuit te sproeien.

Uitleg

We ervaren zonlicht als wit licht, maar in feite

bestaat dit uit verschillende kleuren licht. De

kleuren worden zichtbaar als het witte zonlicht

wordt gebroken door bijvoorbeeld regendruppels.

Er ontstaat een regenboog omdat de ene kleur wat

sterker wordt gebroken dan de andere.

Lichtbreking in een glas water.

Zelf een regenboog maken.



BREKING MET EEN PRISMAEen andere manier om regenbogen te maken is

met een spiegeltje in een bak water. Je maakt dan

zelf een prisma. Zet een ondiepe bak water in de

zon. De kinderen proberen uit onder welke hoek

ze de spiegel in het water moeten zetten om het

licht te laten breken. Met een vel papier vangen ze

de regenboog op. Wat gebeurt er als ze het vel

papier dichterbij of verder weg houden?

Uitleg

Een voorwerp dat wit licht (zoals zonlicht) kan

breken in verschillende kleuren wordt ook wel

een prisma genoemd. De zon geeft wit licht, net

zoals de meeste gloeilampen. Wit licht bestaat

uit alle kleuren van de regenboog. Veel (zak)

lampen bevatten led-licht. Dit heeft een andere

opbouw dan wit licht. Omdat led-licht niet alle

kleuren bevat, zul je bij breking ook geen mooie

regenboog kunnen vangen.

LENZENAls je door een vergrootglas kijkt, zie je alles

groter. Veel kinderen en volwassenen hebben

een bril om scherper te kunnen zien. In beide

gevallen zorgt een lens voor de breking van het

licht. De kinderen gaan zelf uittesten hoe ze een

vergrootglas kunnen maken. Ze knippen een

cirkel uit een stukje karton en plakken over het

ontstane gat vershoudfolie. Wat zien ze als ze

hiermee over kleine lettertjes bewegen? En als ze

een paar druppels water op de folie doen? Zien

ze verschillen?

Uitleg

De manier waarop licht wordt gebroken is niet

alleen afhankelijk van het materiaal. Dit is ook

afhankelijk van de vorm van het materiaal waar

het licht doorheen gaat. Een bolle vorm zorgt er

bijvoorbeeld voor dat de dingen die je achter de

bolle vorm ziet groter lijken.

ACHTERGRONDINFORMATIELicht gaat met een bepaalde snelheid door

lucht. De snelheid van licht is afhankelijk van het

materiaal waar het doorheen gaat. De snelheid

door water is dus anders dan door lucht of

glas. Normaal gesproken gaat licht rechtdoor.

Als licht van de ene doorzichtige stof naar een

andere doorzichtige stof gaat, bijvoorbeeld van

water naar lucht, veranderen de lichtstralen van

richting. De verandering van richting van licht

wordt breking van licht genoemd. Wit licht, zoals

bijvoorbeeld zonlicht, bestaat uit alle kleuren licht.

Alle kleuren licht samen zien er uit als wit. De

kleuren die in zonlicht zitten hebben een net wat

andere snelheid door bepaalde materialen zoals

glas en water. Dat betekent dat de verschillende

kleuren licht onder een andere hoek worden

afgebogen. Hierdoor zijn de kleuren los te zien:

een regenboog. De kleurenvolgorde van een

regenboog is altijd hetzelfde, omdat de kleuren

altijd op dezelfde manier gebroken worden. Zo

wordt rood licht het minst gebroken en violet

licht het meest. De volgorde van de kleuren is

Rood, Oranje, Geel, Groen, Blauw, Indigo, Violet

(afgekort: ROGGBIV). De werking van een lens

is ook gebaseerd op lichtbreking. Een lens breekt

lichtstralen op een bepaalde manier. Als je naar

een rietje kijkt in een glas met water, lijkt het rietje

groter (en gebroken). Het bolle glas werkt als een

bolle lens. Een bolle lens vergroot voorwerpen.

Andersom kun je met een holle lens dingen

verkleinen.

BREKING VAN LICHTVerschijnselen ontdekken

01_2015

Via de spiegel in het water … … ontstaat een regenboog op je papier. Kijken door een vergrootglas.


LICHT ZIT VOL ENERGIE

City-farming City-farming is de naam die gegeven wordt aan het binnenshuis kweken van planten. Specifieker: het

laten groeien van groentes, fruit en granen in kleine binnenruimtes. Om de ruimte optimaal te gebruiken

worden plantenbakken boven elkaar geplaatst. Nieuwe moderne led-verlichting maakt het mogelijk om

alle plantjes met de juiste lichtkleur te belichten waardoor de groei geoptimaliseerd wordt.

Belangrijk om te weten! Bij city-farming wordt gewerkt met verschillende kleuren led-licht. Omdat dit soort led-licht niet

algemeen te verkrijgen is, gaan de opdrachten op deze ontdekkaart wel over lichtenergie, maar de

verschillen in lichtkleur worden gemaakt met behulp van kleurfilters en niet door led-lichtjes. Het

principe van led-licht is duidelijk een andere natuurkundig principe dan waarmee wij het onderzoek

doen.

Waar kom je het tegen in het dagelijks leven?De zon is een energiebron. Een plek op het gras waar de zon op schijnt voelt warmer dan een plek in

de schaduw. Als je zelf bloemen kweekt of groenten verbouwt moet je goed kijken of ze zon of juist

schaduw nodig hebben. Dit zie je op de verpakking van de zaadjes.

Hier gaat het omDe kinderen gaan op onderzoek naar de invloed van licht en lichtenergie op de groei van tuinkers. Ze

ontdekken dat licht energie bevat om planten te laten groeien en dat je energie kunt filteren uit licht.

Dit heb je nodig• Potjes met potgrond (voor de helft gevuld)

• Blauwe folie

• Zwart papier

• Tuinkerszaad

• Zaklamp

• Papier en potlood

• Smartphone/tablet met lichtmeter app, bijvoorbeeld iPhone: Lichtmeter (Sensonet), Android:

Luxmeter (KHTSXR), Windows: Lux-o-meter

TUINKERS MET FILTERSVoor dit onderzoek vul je zes potjes met aarde. Probeer het zaad netjes over alle potjes te verdelen

zodat elk stukje grond ongeveer even veel zaad heeft. Laat de kinderen de zaadjes eventueel precies

aftellen. Elk potje krijgt een andere deksel; 1 met zwart papier, 1 met doorzichtig folie, 1 met 1 laag

blauw folie en 1 met respectievelijk 2, 3 en 4 lagen folie. Zoek een lichte plek (bij een raam) om de

potjes neer te zetten. Komt er evenveel licht op alle potjes? Bedenk met elkaar hoe je de komende tijd

de groei van het tuinkers gaat bijhouden.

Uitleg

De blauwe folie (het filter) houdt een deel

van het licht tegen en dus een deel van de

lichtenergie. Hoe meer filters over elkaar heen, hoe

minder lichtenergie erdoor komt. Deze plantjes

zullen minder goed groeien. Klopt dit met de

meetresultaten? De potjes met het zwarte papier

en zonder filter dienen als vergelijk. Bij de eerste

komt helemaal geen licht in het potje, bij de tweede

komt het licht juist ongefilterd in het potje.


City-farming in de praktijk. Welk potje tuinkers groeit het best?

Foto: Philips Horticulture LED Solutions


LICHT ZIT VOL ENERGIE

TUINKERS OP VERSCHILLENDE PLEKKENNu de kinderen weten dat licht van invloed

is op de groei van tuinkers, kunnen ze een

vervolgonderzoek gaan doen. Ze kunnen

bakjes met tuinkers maken en op verschillende

plekken zetten. Buiten waar vaak de zon

schijnt, buiten in de schaduw, binnen recht

onder een tl-balk, binnen achter het raam. De

verschillen in groei van de tuinkers laat zien

waar meer of minder lichtenergie was. Bedenk

samen op welke plekken ze gaan meten en hoe

ze de resultaten vastleggen. Groeit tuinkers

ook bij het licht van een beeldscherm? Of

bij het licht van een fietslampje? Sommige

lichtbronnen geven ook warmte af. Bespreek

met de kinderen wat de invloed hiervan kan zijn

op het onderzoek.

Uitleg

Op een plek met meer licht, en dus meer

lichtenergie, zullen planten beter groeien. Het is

belangrijk dat alle andere omstandigheden gelijk

blijven, bijvoorbeeld de temperatuur en hoeveel

water ze krijgen.

LICHTENERGIE METENLaat de kinderen met een zaklamp onder een

hoek op een vel papier schijnen. Hoe groot

is het oppervlak waar licht op valt? Laat

ze dit omcirkelen. Vervolgens schijnen ze

met de lamp recht van boven op het papier

en omcirkelen ook hier het oppervlak waar

het licht op valt. Bespreek met elkaar de

verschillen. Wat betekent dit als je op het

strand ligt; wanneer is de energie van de zon

het sterkst?

Uitleg

Het licht van de zaklamp wordt in het eerste

geval over een groter oppervlak verdeeld. De

energie per oppervlakte is daarom lager dan

wanneer de zaklamp recht omlaag schijnt. Op

ruitjespapier kunnen de kinderen makkelijk het

aantal hokjes tellen waar licht op valt. Dat is

ook de reden waarom je dus beter niet rond de

middag op een hete zonnige dag buiten op het

strand kan gaan liggen zonder je in te smeren

met zonnebrandcreme. Je kunt hier met elkaar

bespreken waarom men zegt dat je in de zomer

vooral tussen 12.00 en 15.00 uur niet buiten in

de directe zon mag zitten.

Extra

Er zijn apps waarmee je licht kunt meten. Laat

kinderen met een tablet of smartphone op

onderzoek uitgaan. Hoeveel licht meten ze

onder een tl-balk, bij de led-verlichting van een

muis of bij de verlichting van een beeldscherm.

Laat ze er maar eens mee spelen. Wat gebeurt

er als je ’s ochtends meet of in de middag? En

is er verschil als je een zaklamp recht of schuin

op de app schijnt. En wat is de invloed van een

kleurenfilter?

ACHTERGRONDINFORMATIEBedrijven, waaronder Philips, doen onderzoek

naar city-farming, want deze manier van kweken

zal steeds belangrijker worden. Er zijn steeds

meer monden om te voeden in de wereld en

met city-farming kunnen in een compacte ruimte

veel gewassen geproduceerd worden. Om te

kunnen groeien heeft een plant lichtenergie

nodig. De hoeveelheid energie is weer afhankelijk

van de lichtkleur. Daarom wordt er onderzocht

bij welke lichtkleur de beste groei plaatsvindt.

En dit kan van plant tot plant verschillen. Dit

soort onderzoek vindt niet alleen plaats voor de

toekomstige voedselvoorziening op de aarde,

maar ook voor de ontwikkelingen die er zijn voor

leven op Mars. Het is belangrijk om te kijken

hoe mensen daar in de toekomst eten kunnen

verbouwen. Op Mars zal de teelt van planten

waarschijnlijk plaatsvinden in afgesloten, met

led-lampen voorziene ruimten. Maar welke kleur

is optimaal voor planten en waar haal je de

elektriciteit vandaan? Wageningen UR houdt zich

bezig met onderzoek hiernaar.

01_2015

Lichtstraal onder een hoek en recht van boven.


LICHTENERGIE OMZETTEN

Waar kom je het tegen in het dagelijks leven?Met lichtenergie kun je planten laten groeien; hoe meer lichtenergie hoe beter ze groeien. Er zijn

nog veel meer voorbeelden waar lichtenergie gebruikt wordt. Wat dacht je van de zonnebank of een

warmtelamp voor kleine kuikens. Je kunt ook denken aan zonnecellen die stroom opwekken, laserlicht

om metaal te snijden, het maken van foto’s en het produceren van computerchips.

Waar gaat het om?Kinderen ontdekken dat energie uit licht voor allerlei toepassingen gebruikt wordt. Bijvoorbeeld om

computerchips te produceren of om foto’s te maken. Dit passen ze toe in een eigen gemaakte camera.

Dit heb je nodig:• Fotocamera: Keukenrol (leeg), wc-rol waar de keukenrol in past (leeg), overtrekpapier of bakpapier,

aluminiumfolie, elastiekje, plakband, schaar, passer.

• Licht en schaduw meten: Lichtbron (zon, zaklamp, diaprojector, beamer, smartphone), voorwerp om

schaduw mee te maken, wit en zwart papier, theelicht, spiegel.

• Schaduw silhouet: Lichtbron (zon, zaklamp, diaprojector, beamer, smartphone), persoon, lijst of

raam, zwart en wit papier, potlood.

Lichtenergie omzettenBij het maken van computerchips maken bedrijven zoals bijvoorbeeld ASML, gebruik van

fotolithografie. Deze techniek gebruikt licht om een patroon van lijnen (een soort stratenplan)

af te beelden op een schijf silicium, waar de chip van gemaakt wordt. Verschillende lagen van

die patronen vormen een chip. De techniek van fotolithografie lijkt veel op de werking van een

fotocamera. Je maakt met behulp van licht een afbeelding in een lichtgevoelige laag, deze laag

wordt later weggehaald waardoor de afbeelding achter

blijft.

Uitleg

Fotolithografie is een ingewikkeld en zeer nauwkeurig

proces. Het Klokhuis heeft een duidelijk filmpje gemaakt over

computerchips om fotolithografie beter te kunnen begrijpen.

Je vindt dit op de site van : www.talentenik.nl/jetnet.

Foto’s makenAls je een foto van je huisdier maakt, kun je deze later terug

kijken. Dat werkt eenvoudig. Een druk op de knop is genoeg om

het beeld (je huisdier) op een lichtgevoelige plaat af te beelden.

Zo’n plaat heet een CCD sensor. De lichtenergie die het huisdier

uitstraalt, wordt omgezet in een elektrische stroom, dit wordt weer

digitaal opgeslagen in het geheugen. Later kun je dan het beeld

terugkijken of printen.

Zelf een fotocamera makenJe kunt zelf met een wc-rol en keukenrol een fotocamera maken. Men noemt dit ook wel “Camera

obscura”. Hiermee maak je een afbeelding van de werkelijkheid. 1) Plak een opening van de

keukenrol af met overtrekpapier. 2) Vouw aluminiumfolie zo strak mogelijk om een opening van de

wc rol en zet deze vast met een elastiekje. Prik een klein gaatje in het aluminiumfolie. 3) Plaats de

rollen in elkaar en bekijk de wereld. Het licht komt binnen door het kleine gaatje in het aluminiumfolie

en valt dan op het overtrekpapier. Wat zie je? Zie je licht en donker? Zie je kleuren? Staat het beeld

hetzelfde als in het echt?

Uitleg

Het proefje werkt het beste

met fel licht, zoals zonlicht, en

een klein gaatje. Bij weinig licht

maak je het gaatje ietsje groter.

Het beeld zal hierdoor wel

minder scherp worden. Door de

koker iets te verschuiven, kan je

proberen het beeld weer scherp

krijgen.

Lijnenpatroon op een computerchip.

Een selfie maken.

Dit zie je in het echt … … en dit is het beeld in de camera obscura.

Foto: ASML



LICHTENERGIE OMZETTEN

Licht en schaduwBij het maken van een lithografie is het

belangrijk om overal op de lichtgevoelige plaat

(de schijf silicium) evenveel licht te krijgen.

Hiervoor is het nodig om in de lichtstraal te

meten. Dit heeft als gevolg dat er schaduw

op de lichtgevoelige plaat ontstaat. Dat is

ongewenst, want er komt dan niet meer

overal evenveel licht. Dit wordt in machines

bijvoorbeeld opgelost met spiegels. Laat

de kinderen dit uitproberen. Richt eerst een

lichtstraal (zaklamp, projector, smartphone)

op een vel papier. Plaats nu een voorwerp

tussen de lichtstraal en het papier. Je ziet de

schaduw van het voorwerp op het papier.

Door het voorwerp valt het licht niet meer

overal op het projectievlak. Als je goed kijkt,

zie je de kernschaduw en de slagschaduw (of

bijschaduw). Laat de kinderen de vorm van

de kernschaduw en slagschaduw tekenen en

inkleuren.

Uitleg

Het voorwerp houdt een deel van de lichtstraal

tegen. Op die plekken valt geen licht. De

hoeveelheid licht op het papier is niet overal

gelijk meer.

Achtergrondinformatie cameraVroeger hadden we geen CCD sensor in het

fototoestel maar een lichtgevoelig filmrolletje

waarop het beeld werd vastgelegd. Waar veel

licht komt op de lichtgevoelige plaat, ontstaat veel

reactie. Na het afdrukken zal het deel waar veel licht

op gevallen is wit zijn en waar weinig of geen licht

is geweest zwart. In de camera obscura zien de

kinderen een heldere lucht als wit en een donkere

boom als zwart. Het beeld in de camera obscura

staat op z’n kop. Het licht komt binnen door het

kleine gaatje in het aluminiumfolie en valt dan op het

scherm van overtrekpapier. Door dit kleine gaatje

komt het licht van het beeld waarnaar je kijkt niet

rechtstreeks op het scherm. Dingen die hoog staan

kun je alleen laag op het scherm zien en dingen die

laag staan kun je alleen hoog zien. Het beeld wordt

door het kleine gaatje dus omgekeerd.

Kernschaduw en slagschaduw.

camera obscura

afbeeldingvoorwerp

01_2015


LICHT VERPLAATSEN

Waar kom je het allemaal tegen in het dagelijks leven?Machines die computerchips produceren, maken gebruik van spiegels om het licht precies naar de goede

plek te sturen. Ook in de koplampen van een auto zitten spiegels om het licht te bundelen en te sturen.

Waar gaat het om?Kinderen ontdekken dat energie uit licht voor allerlei toepassingen gebruikt wordt. Ze testen uit hoe je

licht met behulp van spiegels kunt sturen. Ook ontwerpen ze een creatieve toepassing waarin ze dit

principe verwerken.

Dit heb je nodig• Licht verplaatsen door een waterstraal: heldere pet-fles, water, zaklamp, schaar.

• Om een hoekje kijken: 2 spiegels, schaar, plakband, karton of lege melkverpakking, papier en

potlood.

• Lichtdoolhof ontwerpen: materialen afhankelijk van ontwerp.

Licht sturenLicht gaat rechtdoor. Probeer zelf maar om met een zaklamp de hoek om te schijnen. Dit lukt wel als je

spiegels gebruikt om het licht (om) te leiden. Bedrijven, waaronder ASML, gebruiken deze techniek van

spiegelen in hun nieuwste machines. De lichtbron staat vaak ver weg van de machine. Daarom worden

spiegels gebruikt om het licht naar de machine te brengen. Met een paar spiegels en een zaklamp

kunnen de kinderen dit uittesten. Lukt het om het licht via de spiegels naar de andere kant van de

ruimte te sturen?

Uitleg

Licht dat in een spiegel schijnt, zal onder dezelfde hoek weer wegkaatsen. De stand van de spiegel is

dus bepalend voor de richting waarheen het licht gaat. Met meerdere spiegels achter elkaar komt het

licht steeds verder. Doordat het steeds wat energie kwijtraakt, wordt de lichtstraal wel zwakker.

Licht verplaatsen door een waterstraalEen andere manier om licht om een hoekje te laten gaan of te verbuigen is via een waterstraal. Kinderen

vullen een heldere fles met water en maken een gat onderaan. Wat gebeurt er als ze met een zaklamp

door de fles naar de waterstraal schijnen?

Uitleg

Het verschijnsel dat de kinderen zien is vergelijkbaar met glasvezel. Glasvezel is een dunne, sterke

draad van glas waar licht door gestuurd kan worden. De glasvezel is buigzaam, hierdoor kan het licht

in de vezel de hoek om gaan. Glasvezel wordt gebruikt om (internet)data te versturen, maar je ziet ook

veel creatieve verlichting waar glasvezel in verwerkt is.


Het licht gaat via spiegels door de machine.

Licht in een waterstraal.

Kinderen weerkaatsen het licht via spiegels.

Zo gaat het licht in de waterstraal.

Foto: ASML


LICHT VERPLAATSEN

Om een hoekje kijkenSoms kan het heel handig zijn om de hoek om te kunnen kijken. Of

over de schutting. Je kunt natuurlijk op een trap gaan staan. Maar

je kunt ook iets ontwerpen waarbij je spiegels gebruikt. Bespreek

met de kinderen of ze dit al eens gezien of gebruikt hebben.

Bijvoorbeeld bij een onderzeeboot. Wat hebben ze nodig om de

hoek om te kunnen kijken? De kinderen bedenken en maken hun

eigen ontwerp.

Uitleg

Het beeld (licht) wat in de bovenste spiegel van een periscoop

wordt gezien, wordt in de onderste spiegel weerkaatst. Hierdoor

zie je het beeld van de bovenste spiegel, terwijl je in de onderste

spiegel kijkt.

Lichtdoolhof ontwerpenLaat de kinderen een spel bedenken en maken waarin ze het licht

door een soort doolhof leiden. Zulke spellen zijn al te koop (Laser

maze en Khet lasergame), maar het is natuurlijk leuker om een

eigen origineel spel te ontwerpen. Hoe gaat het spel werken?

Wat worden de spelregels? Welke materialen hebben de kinderen

nodig?

AchtergrondinformatieAls licht via spiegels geleid wordt, wordt het licht steeds

zwakker. Bij elke spiegeling verliest de lichtstraal een deel van

de energie. Voor machines die gebruikmaken van deze techniek

is het dus nodig dat de lichtstraal aan het begin heel sterk is,

zodat er voldoende lichtenergie overblijft als deze bij het einde

aankomt. Bij het spiegelen zal de hoek waaronder het licht

uitstraalt even groot zijn als de hoek waarmee het licht op de

spiegel valt.

Het gebruik van spiegels zie je in complexe machines maar ook

in eenvoudige instrumenten. Met een periscoop kun je om een

hoekje kijken. Het licht wordt via spiegels naar je oog geleid.

Dat kan dankzij twee spiegels, elk onder 45° met de as van de

periscoop. Het opgevangen licht wordt door de buis omhoog

of omlaag geleid. Je ziet dit bijvoorbeeld toegepast in een

onderzeeër. Of om ergens overheen of omheen te kijken.

Een glasvezel is gemaakt van glas. Het glas wordt tot dunne

draden getrokken. De vezel is niet meer breekbaar, zoals glas,

maar buigzaam en sterk. Door de glasvezel kan licht gestuurd

worden. De hoek waaronder het licht door de vezel gestuurd

wordt is zodanig dat het licht volledig weerkaatst wordt. De

lichtstraal wordt steeds verder door de vezel weerkaatst.

Hierdoor kan het licht een grote afstand afleggen. Door de

buigzaamheid kunnen de vezels alle soorten hoeken en bochten

maken. Het Klokhuis heeft een filmpje gemaakt over de werking

van glasvezel. Je vindt dit op de website van Techniek&k via

www.talentenik.nl/jetnet.

Om een hoekje kijken. Ontwerp je eigen lichtspel.

01_2015


STRALING

Waar komen we het allemaal tegen?Wanneer je in de zon zit voel je de warmte van de zon en zie je het intense licht. Als het te

warm wordt kan je onder een parasol gaan zitten. Je kijkt dan niet meer direct in de zon en de

warmte voel je niet meer op je huid branden. Als je te lang in de zon zit verbrandt je huid. Als je

zonnebrandcrème opsmeert, verbrand je minder snel. De zonnebrandcrème vormt een laag op

onze huid die ons beschermt tegen de zonnestraling. (zie ook Nivea Sun commercial).

Hier gaat het omKinderen ontdekken dat er naast zichtbaar licht ook onzichtbaar licht is. De verzamelnaam

hiervoor is straling. Straling kent verschillende verschijningsvormen waaronder ultraviolette

straling, infrarode straling en röntgenstraling. Röntgenstraling vind je terug in röntgenapparatuur

in ziekenhuizen. Kinderen ontdekken dat diverse types straling tegengehouden worden door

bepaalde materialen.

Dit heb je nodigLicht filteren:

• Zon of een warme lamp (niet te fel)

• Stuk karton

Röntgenstraling (1):

• 1 Doorzichtig, 1 semitransparant en

1 Ondoorzichtig bakje met deksel

• 1 Heel potlood

• 1 Potlood met breuk

• 2 Helften van een gebroken potlood

• Blinddoek

• Zwakke lamp

• Felle lamp

• Plastic zakjes, verschillend in kleur en transparantie

Röntgenstraling (2):

• Groot vel papier (A3)

• Stuk tule, niet groter dan het papier

• Stuk karton

• Verfspuitbus op waterbasisZonnebrandcrème beschermt tegen de zonnestraling. Schaduw zoeken op het strand.Licht van de lamp wegfilteren.


Licht filterenDe kinderen testen wat er gebeurt als je (zon)licht weg filtert. Eerst voelen ze de warmte van de zon

of een lamp direct op hun gezicht. Laat ze niet direct in het licht kijken. Is het warm? Laat ze meer en

minder afstand nemen tot de lamp. Wat is het verschil? Dan houden ze een stuk karton tussen gezicht

en lichtbron. Het licht schijnt nu niet meer direct in het gezicht. Het karton werkt als afscheiding tussen

het kind en de lichtbron. Bespreek wat er veranderd is met de hoeveelheid licht. En hoe zit het met de

warmte? Laat ze ook andere voorwerpen en materialen uitproberen. Houdt elk voorwerp evenveel licht

en warmte tegen?

Uitleg

Onder een parasol voel je de directe warmte van de zon niet meer. Je voelt wel de warmte van de lucht

om je heen, maar niet de directe zonnewarmte.


STRALING

Röntgenstraling (1)Als je je arm gebroken hebt, is het aftasten van

de arm door de arts erg pijnlijk. Wanneer we

met röntgenstraling de gebroken arm belichten

en aan de andere kant van de arm het licht

weer opvangen, kunnen we, zonder de arm aan

te raken, vaststellen of er een botbreuk is. Dit

(onzichtbare) licht gaat wel door de zachte delen

(huid en vlees) van het lichaam, maar niet door

de harde delen (botten). Je kunt dit simuleren

door de verschillende potloden in verschillende

plastic zakjes te doen. Blinddoek de kinderen.

Kunnen ze voelen welk potlood in welk zakje zit?

En hoe werkt het als je niet kunt voelen, zoals bij

een gebroken arm. Kunnen ze zien wat er in de

verschillende zakjes zit? Helpt het wanneer we

een lamp door de zakjes laten schijnen? En hoe

zit het met de bakjes; kunnen ze zien wat daar in

zit? Helpt het als we een lamp gebruiken? Maakt

het nog uit welke lamp?

Uitleg

Hoe feller het licht hoe makkelijker je door

(semi) transparante materialen kunt kijken.

Maar bij het (voor mensenogen) ondoorzichtige

materiaal komt zelfs de felste lamp niet door. Met

röntgenstraling is het wel mogelijk om door dit

soort materialen heen te kijken.

Röntgenstraling (2)Knip uit het karton en tule dezelfde vorm,

bijvoorbeeld van een bot. Leg op het papier

het karton met tule. Het karton staat voor

de botten in je lijf. Het tule staat voor de

spieren en huid. Het papier maakt de straling

zichtbaar. De kinderen spuiten de verf over

het geheel, de verf stelt de röntgenstraling

voor. Wat zien ze na het weghalen van de tule

en het karton?

Uitleg

De verf is dwars door de huid en spieren (het

tule) heengegaan en heeft alleen een afdruk

achter gelaten waar het karton gelegen heeft. Net

zoals bij röntgenstraling zien ze precies de vorm

van het bot. De verf is namelijk door het karton

(de botten) tegengehouden.

AchtergrondinformatieDoor de zon worden verschillende soorten

straling uitgezonden: gammastraling,

röntgenstraling, ultraviolet (UV), zichtbaar licht,

infrarood en radiostraling. Zichtbaar licht is

slechts een klein deel hiervan. Infraroodstraling

is de onzichtbare straling die warmte

afgeeft. Sommige dieren kunnen infrarood

waarnemen. Zo kunnen ze warme prooien

detecteren. Ultraviolette straling is onzichtbare

elektromagnetische straling. Het effect van

ultraviolette straling is zeer groot, ook al

is het onzichtbaar. UV-straling kan schade

veroorzaken aan het hoornvlies van je ogen.

Een goede zonnebril moet beschermen tegen

verblinding, maar moet ook zo veel mogelijk

UV-stralen filteren. Kinderen zijn kwetsbaarder

voor veel licht en UV-straling dan volwassenen

en moeten dus extra goed beschermd worden.

In Nederland is de UV-straling lager dan rond

de evenaar. Toch kan de UV-straling ook in

ons land flink oplopen. Daarom is bescherming

tegen de zon erg belangrijk, in ieder geval

in de zomermaanden tussen 12 uur en 15

uur. Je beschermt je door: insmeren met

zonnebrand, in de schaduw zitten en een

hoedje en zonnebril opzetten. Röntgenstraling

is handig om mee in je lichaam te kijken als je

iets mankeert, maar veelvuldige blootstelling

aan deze straling is gevaarlijk. Het kan de

cellen in je lichaam beschadigen waardoor het

risico op kanker toeneemt. Daarom zitten de

radiologen, die de hele dag met röntgenstraling

werken in een aparte kamer met dikke muren,

een hele zware deur en speciaal loodglas. De

röntgenstralen kunnen hier niet doorheen. Om

dezelfde reden zit de radioloog in een aparte

kamer als ze de röntgenfoto nemen. Op een

röntgenfoto kun je de botten goed zien. Dat

komt omdat röntgenstraling dwars door het

zachte weefsel gaat maar tegengehouden

wordt door harde weefsels in je lijf. Met een röntgenfoto zie je de botten.

De verf gaat niet door alle materialen.

01_2015


WIFISIGNALEN

Waar komen we het allemaal tegen?Als we in huis gebruikmaken van internet voor onze tablet, computers of smartphones is dat vrijwel

altijd met behulp van wifi. Of het nu in de woonkamer is of in de slaapkamer, overal kun je via wifi

verbinding maken met internet. Je moet dan je apparaat verbinden met de wifi-zender (router). Hoe

verder je wegloopt van de router, hoe slechter het signaal wordt. Wifi is op steeds meer plaatsen

beschikbaar; in de trein, bij veel restaurants en in openbare gelegenheden.

Hier gaat het omKinderen ontdekken de werking van wifi. Ze proberen uit met welke materialen je wifisignalen kunt

blokkeren en passen die toe in een ontwerp. Ook ervaren ze spelenderwijs hoe storingen in een

wifisignaal ontstaan.

Dit heb je nodig• Apparaten die met wifi verbonden kunnen worden; GSM/smartphone, tablet, iPod

• Verschillende soorten papier

• Aluminiumfolie

• Fijn kippengaas

• Materialen voor ontwerpopdracht

Wifi afschermenSommige materialen blokkeren wifi. De kinderen onderzoeken dit door een telefoon, tablet of iPod met

verschillende materialen in te pakken. Eerst sturen ze vanuit een telefoon (niet ingepakt) een appje

naar elkaar. Dan pakken ze de telefoon met verschillende materialen in? Welke materialen blokkeren

het signaal? En met welke materialen kunnen ze wel contact blijven maken? Maakt het uit of je het

materiaal een of meer keer om het apparaat wikkelt? Maakt het soort apparaat nog uit hoe goed die het

wifisignaal blijft ontvangen? Bij deze opdracht is het belangrijk dat alleen het wifinetwerk actief is. Zorg

dat het telefoonnetwerk is uitgeschakeld, want anders kan alsnog data verstuurd worden. Dit netwerk

werkt namelijk met andere signalen.

Wifi blocker ontwerpenDe kinderen weten nu welke materialen ervoor zorgen dat wifisignalen geblokkeerd worden. Deze

kennis passen ze toe in een ontwerp voor een dagelijks probleem op school; hoe kun je ervoor

zorgen dat de les niet meer gestoord wordt door telefoons die aanstaan? Hoe komt het ontwerp eruit

te zien? Welke materialen ga je gebruiken? Wat is het resultaat na testen? Willen ze hun ontwerp

nog veranderen of verbeteren? Gebruik de stappen van de ontwerpcirkel bij dit proces.

Wifi vind je in huis … … en op allerlei plekken buitenshuis. Welke materialen blokkeren wifi?



WIFISIGNALEN

Storingen bij wifiJe wilt een filmpje kijken op je tablet, maar deze

maakt geen contact met wifi. Dat is heel vervelend.

Bij wifisignalen kan er een slecht signaal zijn

wanneer de afstand tot de zender te groot is. De

storing kan ook veroorzaakt worden wanneer we

exact tussen twee even sterke zenders staan en

er continu geschakeld wordt tussen deze twee

zenders. Door deze storingen te simuleren, krijgen

de kinderen begrip hoe dit werkt.

1) Hoe werkt het overschakelen tussen twee

wifizenders? Twee pratende kinderen staan op

ruime afstand van elkaar en 1 kind loopt tussen

hen op en neer. Het lopende kind hoort eerst

vooral het ene kind. Als hij naar de ander loopt,

dan wordt deze steeds hoorbaarder. Op een

bepaald moment hoort het lopende kind de

beide andere kinderen even hard. Als hij weer

verder loopt, hoort hij vooral het andere kind.

Dit is vergelijkbaar met twee huizen, die op

dezelfde wifikanalen zitten.

2) Hoe werkt een wifirepeater? Dit is een

apparaat dat de wifisignalen oppakt en

versterkt doorstuurt. Maar hoe werkt dat?

Laat kinderen een zin aan elkaar doorvertellen.

Degene die start zegt zachtjes iets tegen

de volgende, deze vertelt de zin weer door.

Degene die daarna komt mag de zin hardop

doorvertellen aan de volgende (degenen die

de zin nog niet gehoord hebben moeten even

hun vinger in de oren doen). Daarna geeft die

persoon de zin weer zachtjes door. Je zal zien

dat de zin (bijna) helemaal goed doorkomt,

doordat deze af en toe versterkt wordt.

3) Hoe werkt storing tussen verschillende

apparaten? Laat kinderen weer een zin

doorvertellen aan elkaar. Laat iemand

meelopen en allerlei storende geluiden

maken terwijl de kinderen de zin aan elkaar

doorvertellen. Wat gebeurt er?

4) Wat gebeurt er als het wifisignaal niet sterk

genoeg is? Twee kinderen staan weer op

afstand van elkaar. Hoe kunnen ze zich beter

verstaanbaarder maken? Bijvoorbeeld met

hard roepen, dichterbij staan of met hogere

stem/lagere stem spreken. Wat gebeurt er als

de twee personen in aparte kamers staan en

wanneer je dan ook nog een of beide deuren

dicht doet. Laat de kinderen verschillende

situaties uitproberen.

Achtergrondinformatie Iedereen wordt blootgesteld aan straling:

gammastraling, röntgenstraling, ultraviolet (UV),

zichtbaar licht, infrarood en radiostraling. Wifi valt

onder de radiostraling, het gebruikt een deel van

de beschikbare radiofrequenties. Steeds meer

apparaten maken gebruik van deze wifisignalen.

Naast tablet en smartphone komen er steeds

meer andere apparaten op de markt met een

internetverbinding via wifi. Denk hierbij aan de

thermostaat, tv, koelkast, oven, garagedeur, auto,

dimmer en lichtschakelaarsystemen. Een slecht

wifisignaal kan veroorzaakt worden door ijzer

en staal in de buurt van de router. Kippengaas

om je telefoon of tablet zorgt ervoor dat het wifi

signaal jouw apparaat niet bereikt. Dit werkt

volgens het principe van een Kooi van Faraday.

Ook elektrische apparaten kunnen wifisignalen

verstoren. Bijna alle elektrische apparaten die

verbonden zijn met het stopcontact produceren

straling. Deze straling kan storend werken op je

wifisignalen. De zendmasten van mobiele telefonie

en internet (3G en 4G) hebben een groot bereik.

Ze komen makkelijk ons huis binnen terwijl ze op

kilometers afstand staan. Toch komt het voor dat

je geen bereik hebt of dat er veel storing is.

Geef jij het signaal duidelijk door?

01_2015

Download de leskaarten

Documents

Transcript of Download de leskaarten