Natuurkunde.nl wil graag goede profielwerkstukken aan zijn bezoekers tonen. En dan ook maar meteen de beste. We nodigen u uit, de beste twee natuurkunde-profielwerkstukken van uw leerlingen in te zenden.
De Profidolen van 2004 krijgen één jaar collegegeld aan een universiteit cadeau (maximaal twee per werkstuk). De school van de winnaar mag voor €500 aan practicumspullen kopen op rekening van natuurkunde.nl.
Debora Reis en Fleur Wensveen hebben van hun profielwerkstuk de samenvatting ingestuurd om zo mee te dingen naar de hoofdprijs.
!!Inzendingen die binnenkomen na 10 april 2004 worden wel geplaatst maar komen niet meer in aanmerking voor de prijzen.!!
Het idee
Juni 2003 gingen we met school op bètakamp. Tijdens het bezoek aan de volkssterrenwacht te Bussloo kwamen we erachter dat we allebei zeer geïnteresseerd zijn in de astronomie. We besloten ons profielwerkstuk op dit onderwerp te richten. Het doel van ons profielwerkstuk was een zo groot mogelijke, realistische sterrenhemel te maken die als lesmateriaal gebruikt kon worden. We hebben een sterrenhemel gemaakt, waarbij één van de 32 sterrenbeelden oplicht wanneer je op het bijbehorende knopje drukt.
De deelvragen
- Welke vorm krijgt de sterrenhemel?
- Van welk materiaal maken we de sterrenhemel?
- Hoe worden de sterren gerealiseerd?
- Hoe kunnen we de sterrenbeelden per groep schakelen?
Om de realistische waarde van de sterrenhemel te verhogen en ook om een schriftelijk verslag aan te leggen, hebben we ons eerst verdiept in de theorie van het heelal. We hebben een datum gekozen, 24 december (vanwege kerstmis) en gekeken welke sterrenbeelden er die datum geheel of gedeeltelijk aan het noordelijk halfrond te zien zijn. Van deze terrenbeelden hebben we elk een kort verslag geschreven waarin de mythologie, de belangrijkste sterren, de dubbelsterren en variabele sterren en de deep sky objecten zijn vermeld. Ook hebben we van de algemene theorie een verslag geschreven. Hierin zijn alle vaktermen die in de afzonderlijke verslagen zijn gebruikt, omschreven. Het geheel van de verslagen is een informatiemap geworden die 91 bladzijden telt. Het is echt een opzoekboek geworden.
Het resultaat
Over de manier waarop we de hemel zouden vervaardigen hebben we eerst geruime tijd gespeculeerd. We besloten, mede uit het oogpunt van efficiëntie, een platte cirkel te vervaardigen. Omdat we het geheel wel spectaculair wilden maken, wilden we de hemel zo groot mogelijk maken. We konden de diameter echter slechts zo groot maken als de ruimte tussen twee lampen aan het plafond van een lokaal van onze school. Ook moest het werkstuk nog door de deur kunnen. Om deze redenen hebben we ervoor gekozen de hemel een diameter van 170 cm te geven.
De eisen van het materiaal waarvan we de hemel hebben gemaakt waren dat het materiaal licht en stevig moest zijn. We hebben ervoor gekozen foamboard te gebruiken. Dit hebben we uitgesneden in 4 kwart cirkels. Deze segmenten hebben we met een frame van balsa hout aan elkaar bevestigd. Om de cirkel hebben we ter afwerking een opstaand randje gemaakt van hard polystyreenplaat. De onderkant, het zichtbare gedeelte, hebben we bekleed met zwarte stof.
We hebben een sterrenkaart van het noordelijk halfrond, van 24 december om 22:00 uur uitgeprint en in hokjes verdeeld. Deze hokjes hebben we vergroot overgetekend op de cirkel die we eerder vervaardigd hadden.
Voor het realiseren van de sterren hebben we twee mogelijkheden overwogen. We konden witte LED’jes gebruiken, of glasvezel. We hebben voor de tweede optie gekozen, omdat dit goedkoper was (we hadden anders 300 LED’jes nodig) en ook vooral omdat we zo de verschillende magnitudes (helderheden) van de sterren aan de hemel konden uitbeelden. Het glasvezel hebben we gekocht in diameters van 1mm, 0,75mm en 0,5mm. Per sterrenbeeld hebben we de glasvezelkabeltjes van de verschillende sterren gebundeld en deze bundeltjes hebben we elk aan een lenslampje verbonden. Door de verschillende diameters van de glasvezelkabeltjes en bundeling waren we in staat verschillende magnitudes te verbeelden.
Het was de bedoeling dat we de afzonderlijke sterrenbeelden elk met een apart knopje konden bedienen. We hebben 32 sterrenbeelden op de hemel uitgebeeld, dus er moest een systeem komen waarbij de lenslampjes van elk met een drukknopje op een knopjesbord verbonden werd. Aan de fittinkjes van de lenslampjes hebben we de bedrading gesoldeerd. Het knopjesbord hebben we vervaardigd waarop de namen van de sterrenbeelden staan aangegeven. De bedrading hebben we aan de knopjes geschroefd. De bedrading van de lenslampjes naar het knopjesbord moest 10 meter lang worden, zodat de hemel aan het plafond gehangen kon worden. Er zouden 64 elektriciteitsdraden nodig zijn. Voor een nette afwerking hebben we gebruik gemaakt van telefoonkabel. Er waren maar 3 kabels nodig.
Het resultaat hangt bij ons op school aan het plafond in het kabinet bij het biologielokaal. Het wordt voornamelijk gebruikt als lesmateriaal in de ANW-les. Ook kunnen de leerlingen op elk moment van de dag de hemel bezichtigen.
Schematische weergave van het ontwerp
Dit profielwerkstuk is gemaakt door:
Gegevens auteurs:
- naam: Debora Reis en Fleur Wensveen
- woonplaats: Den Haag
Gegevens docent:
- naam: Drs. A.J. van der Meij
- woonplaats: Den Haag
Gegevens school:
- naam: Christelijk College De Populier
- adres: Populierstraat 109
- PC&plaats: 2565 MK Den Haag
