Het Up² natuurkunde practicum van het departement Natuurkunde binnen de faculteit Bètawetenschappen van de Universiteit Utrecht is bedoeld voor gebruik door VWO-leerlingen (5 en 6 VWO) – als dienstverlening aan natuurkundedocenten in het voortgezet onderwijs. Een deel van de proefopstellingen is overigens ook geschikt voor gebruik door HAVO-leerlingen (5 HAVO). Er staan vooral proefopstellingen die vanwege de complexiteit en de kosten normaal gesproken op een school moeilijk of niet te realiseren zijn. Het door de leerlingen met deze proefopstellingen uit te voeren onderzoek sluit aan bij het VWO Examenprogramma Natuurkunde, en legt daarnaast verbindingen met andere disciplines zoals aardwetenschappen, biomedische wetenschappen en techniek. Dit onderzoek kan gezien worden als een praktische opdracht of als (onderdeel van) het profielwerkstuk – afhankelijk van de visie van de school op deze onderdelen van het examenprogramma.

Experimenten

Hieronder vindt u een overzicht van de beschikbare experimenten en het daarmee uit te voeren onderzoek.

• Luchtweerstand – Bepalen van de luchtwrijvingskracht op modelvoertuigen met verschillende afmeting en vorm (auto’s en fietsen) in een windtunnel.
• Waterweerstand – Bepalen van de waterwrijvingskracht op modelvaartuigen met verschillende afmeting en vorm in een sleeptank.
• Bloedsomloop – Meten van de bloeddruk als functie van plaats en hoogte bij een variabel slagvolume en variabele slagfrequentie van het hart in een mechanisch model van de bloeds-omloop.
• Echografie – Opnemen en interpreteren van echogrammen en onderzoek naar de factoren die invloed hebben op de beeldkwaliteit.
• Tomografie – Opnemen en interpreteren van tomogrammen en onderzoek naar de factoren die invloed hebben op de beeldkwaliteit.
• Geluidsnelheid – Meten van de geluidsnelheid in lucht aan de hand van faseverschillen in een lopende golf, de looptijd van een puls en de resonantiefrequenties van een luchtkolom.
• Lichtsnelheid – Meten van de lichtsnelheid in lucht, water en perspex aan de hand van faseverschillen en bepalen van de brekingsindex van water en perspex.
• Bezinksnelheid – Meten van de bezinksnelheid van bolletjes met uiteenlopende diameter in een vloeistof met correctie voor de ‘randeffecten’.
• Zonnecellen – Meten van het rendement van drie soorten zonnecellen (van monokristallijn, polykristallijn en amorf silicium) voor verschillende kleuren licht. Het experiment Zonnecellen legt een verbinding met het onderzoek van het Debye Instituut binnen het departement Natuurkunde van de Universiteit Utrecht.
• Centripetaalkracht – Controleren van de centripetaalkrachtformule bij een eenparige cirkelbeweging.
• Lading/massa-verhouding elektron – Bepalen van de lading/massa-verhouding van het elektron met verschillende elektronenstraalbuizen en vergelijken van de nauwkeurigheid van deze meetmethoden.
• Elektronendiffractie – Aantonen van het golfkarakter en meten van de materiegolflengte van elektronen met een elektronendiffractie-opstelling.
• Muonlevensduur – Meten van de levensduur van muonen die ontstaan bij de inslag van hoogenergetische kosmische straling op de aardatmosfeer.

Practicumontwikkeling

Het Up² natuurkunde practicum is een gezamenlijke onderneming van het Julius Instituut (het Onderwijsinstituut van het departement Natuurkunde) en het Freudenthal Instituut (afdeling natuurkunde-didactiek) van de Universiteit Utrecht.

De voorloper van Up², het VWO Bovenbouwpracticum Natuurkunde, werd ontwikkeld door Koos Kortland (Freudenthal Instituut), met medewerking van Ton Ockhuijsen, Felix Metselaar, Henk van den Boogaard en Cathalijn Drukker (docenten VO), Kees Klaassen en Ad Mooldijk (Centrum Natuurkunde Didactiek), Rudi Borkus (Julius Instituut), Erik van Maanen, Bert Kruyt, Niels Hamaker en Carolien Kootwijk-Damman (studenten aan het departement Natuurkunde).

Het practicum is voortdurend in ontwikkeling. Dit betekent dat oude experimenten kunnen veranderen of verdwijnen en nieuwe experimenten kunnen verschijnen. Deze practicumwebsite geeft wat dit betreft altijd de actuele stand van zaken.