“hoE zit dat?!” - Technopolis

Educatief Pakket
“hoE zit dat?!”
zeven eenvoudige experimenten die technopolis ®
naar je klas brengen!
Basisonderwijs (3 de - 4 de - 5 de en 6 de leerjaar)
Dit project wordt ondersteund binnen het actieplan Wetenschapscommunicatie, een initiatief van de Vlaamse overheid

COLOFON
Het educatief pakket ‘HoeZitDat?!’ is een actie binnen het actieplan Wetenschapscommunicatie, een initiatief van de
Vlaamse overheid.
Het educatief pakket ‘HoeZitDat?!’ werd gerealiseerd door Technopolis® , het Vlaamse doe-centrum voor wetenschap en
technologie in Mechelen.
Met Technopolis® brengt F.T.I vzw in opdracht van de Vlaamse regering wetenschap en technologie dichter bij de mens.
Voor meer informatie over het actieplan Wetenschapscommunicatie: www.ewi-vlaanderen.be/actieplan.
Wees altijd voorzichtig! Technopolis® kan niet verantwoordelijk gesteld worden voor gebeurlijke schade of ongevallen
tijdens het uitvoeren van de experimenten.
Flanders Technology International vzw -2011- alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden gereprodu-
ceerd zonder voorafgaandelijke schriftelijke toestemming van de uitgever.
Verantwoordelijke uitgever: Erik Jacquemyn, Technologielaan, 2800 Mechelen.
2

VOORWOORD
Dit educatief pakket is een aanvulling bij de interactieve quiz “Hoe zit dat?!” (voor leerlingen
van het 3de, 4de, 5de en 6de leerjaar van het basisonderwijs) die bovenop uw
bezoek aan Technopolis® wordt aangeboden. Het educatief pakket helpt u uw bezoek
aan Technopolis® en de wetenschapsquiz voor te bereiden. Het kan ook dienen om na
uw bezoek in de klas verder in te gaan op wat de leerlingen tijdens hun bezoek hebben
ervaren.
In de wetenschapsquiz “Hoe zit dat?!” moeten de leerlingen de afloop van ieder experiment
trachten te voorspellen. Dat stimuleert wetenschappelijk denken: observeer,
analyseer, beredeneer, voorspel, controleer.
In het educatief pakket staat een omschrijving van het experiment zoals het door
de edutainer werd uitgevoerd, aangevuld met een wetenschappelijke verklaring. De
wetenschappelijke verklaring werd opgesplitst in basisinformatie en verdieping. Op die
manier kunt u, als leerkracht, het best inspelen op de noden van uw klas, teneinde de
eindtermen zo optimaal mogelijk te bereiken. Voor de leerkracht is er ook achtergrondinformatie
toegevoegd.
In het educatief pakket wordt bij ieder uitgevoerd experiment een gelijkaardig proefje
voorgesteld dat u samen met de leerlingen in de klas met eenvoudige materialen kunt
uitvoeren. Alle experimenten hebben ook een link naar een opstelling in Technopolis®
waarnaar u de leerlingen kunt verwijzen tijdens hun bezoek. In elk hoofdstuk wordt
aangeduid welke specifieke eindtermen behaald worden bij het behandelen van de
betreffende wetenschappelijke thema’s. Achteraan het pakket vindt u nog enkele meer
algemene eindtermen terug, die de scholenshow en het educatief pakket kunnen
helpen realiseren.
Voor meer informatie kunt u steeds terecht op www.technopolis.be. Onder het hoofdstuk
‘leerkrachten’ vindt u ook nog andere experimenten die u in de klas kunt uit-
voeren.
Op deze webstek treft u ook andere nuttige informatie aan. U vindt er onder andere
een lijst met alle opstellingen in Technopolis® , met telkens een beschrijving, de tekst
van het label dat bij de opstelling staat, plus extra wetenschappelijke achtergrond bij
het onderwerp van de opstelling. U vindt er nog meer proefjes die de leerlingen kunnen
doen, fysiek in de klas of aan het computerscherm, en een heleboel extra educatief
materiaal rond andere onderwerpen die in de klas aan bod komen.
We wensen u veel plezier met dit educatief pakket!
3

INHOUD
Colofon ..........................................................................................................................................2
Voorwoord .....................................................................................................................................3
Inhoud............................................................................................................................................4
1. Zwaar gasje ..............................................................................................................................5
2. Gloeilamp of spaarlamp ..........................................................................................................9
3. Zwart/Wit ................................................................................................................................12
4. Het koude klokje ....................................................................................................................15
5. Fles onder druk......................................................................................................................18
6. Kloppend hart ........................................................................................................................22
7. Het geladen sponsje..............................................................................................................25
Eindtermen ..................................................................................................................................28
Technopolis ® , waar experimenteren fun is! ..................................................................................29
4

ZWAAR
GASJE
1.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?
EXPERiMENt: KaaRSVLaM EN Co 2
De edutainer legde vooraf een laag droogijs (CO₂ -ijs, -78 °C) onderaan in een doorzichtige
plexiglazen bak. Droogijs gaat onmiddellijk van vaste naar gasvormige
toestand over (= sublimeren). Boven de klontjes vormt zich dus een gas: CO₂ of
koolstofdioxide. Omdat dit gas zwaarder is dan lucht, blijft het in de bak ‘liggen’. CO₂ is
onzichtbaar, dus het lijkt alsof de bak gevuld is met gewone omgevingslucht. (Dat er
écht CO₂ -gas in de bak zit in plaats van gewone lucht, kan de edutainer aantonen door
zeepbellen te blazen boven de bak of door een beker met water te vullen, een schep
CO₂ toe te voegen en de gecondenseerde waterdamp boven de bak uit te spreiden.
De laag gas waarop de zeepbellen of de wolk blijven drijven is CO₂ .)
De edutainer schept nu met een drinkglas wat CO₂ -gas uit de bak. Omdat het CO₂ -gas
zwaarder is dan de omgevingslucht, blijft het CO₂ -gas in het glas zolang de edutainer
het glas rechtop houdt. Wanneer de edutainer het drinkglas boven een brandende
kaars leeggiet, dooft de kaars.
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?
Basis
Kaarsen hebben zuurstof nodig om te kunnen branden. Doordat het CO₂ -ijs sublimeert
(overgaat van vast naar gas) en weer een gas wordt dat zwaarder is dan lucht, blijft het
in de plexiglazen bak en verdringt het de lucht (en dus ook de zuurstof) in de bak. Wanneer
je met een drinkglas CO₂ -gas uit de bak schept en uitgiet boven de kaars, verdringt
het CO₂ -gas de lucht omheen de kaarsvlam (omdat CO₂ zwaarder is dan lucht). Zonder
zuurstof (aanwezig in de omringende lucht) blijft een kaars niet branden.
Uitbreiding
Vuur kan enkel ontstaan als de drie
elementen van de branddriehoek aanwezig
zijn.
Als één van de drie elementen ontbreekt of
wordt weggenomen, dooft het vuur.
5
zuurstof
Brandstof
Warmte
(ontsteking)
In het geval van een kaars:
• Zuurstof: als je een stolp over een kaars plaatst, zal de kaars het aanwezige zuurstof
opgebruiken en daarna meteen doven.
• Brandstof: de wiek van een kaars zal niet branden zonder de aanwezigheid van
kaarsvet, de brandstof van de kaars.
• Warmte (ontsteking): zonder de hulp van een aansteker of lucifer, kan je een kaars
niet doen branden.
Bij het blussen van branden, wordt ernaar gestreefd één van de elementen van de
branddriehoek weg te nemen. In ruimtes waar bijvoorbeeld veel elektrische toestellen
staan, is het gevaarlijk om met water te blussen. Daar gebruikt men brandblussers met
CO₂ -gas. Bij het gebruik van dit soort brandblussers is het belangrijk enkele voorzorgsmaatregelen
in acht te nemen. Het CO₂ -gas verdrijft immers de zuurstof in de lucht,
waardoor de brandblusser verstikkend kan werken.

ZWAAR
GASJE
1.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :
WERELd-BoL
CO₂ is een broeikasgas. Dat betekent dat de aarde stilaan opwarmt door de extra
uitstoot van CO₂ door bijvoorbeeld de verbranding van fossiele brandstoffen (steenkool,
aardolie, aardgas). De zonnestralen vallen op de aarde en weerkaatsen. Maar de
vele CO₂ -deeltjes in de lucht laten de stralen niet meer ontsnappen waardoor de aarde
steeds meer opwarmt. Vandaar de naam broeikasgas. De CO₂ -deeltjes maken van de
aarde een soort serre (een broeikas) waar het steeds warmer wordt. Bij deze opstelling
kan o.a. je zien welke landen het meeste CO₂ uitstoten.
Op onze wereld-bol kun je wereldomspannende dingen zien gebeuren.
Als gewone sterveling merk je ze niet, maar ze bepalen wel je leefomstandigheden.
Kies op het aanraakscherm welk fenomeen je wilt bekijken.
In deze opstelling – een reusachtige bol die als beeldscherm dient – kun
je onder andere het wereldklimaat bekijken. Je kiest in het menu uit een
aantal fenomenen, en je ziet dan hoe ze zich op wereldschaal gedragen,
van stof van vulkaanuitbarstingen tot temperaturen, CO₂ -gehalten, orkanen
en ijsdiktes.
De wereld-bol toont je hoe die fenomenen evolueren, in tijd en ruimte.
1.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:
X MaNiEREN oM EEN KaaRS tE doVEN
Hoe doof je een kaars? Door te blazen natuurlijk! Maar wist je dat er nog andere manieren
bestaan om een kaars te doven? In deze proef doen we acht alternatieven uit de doeken. Maar
opgelet: niet al deze manieren werken… Soms moet je een extra aanpassing doen, of soms
krijg je een heel ander effect. Test het uit!
• Theelichtjes
• Trechter
• Glas water
• Lege petfles (zonder dop)
• Confituurpot
• Mandarijn
• Bakpoeder
• Azijn
• Ronde, glazen fles
6
bakpoeder
azijn

ZWAAR
GASJE
Probeer samen met je leerlingen volgende manieren om een kaars uit te blazen
uit. Welke manier werkt? Hoe gaat het niet?
1. Kan je een kaars uitblazen met behulp van een trechter?................NEE
Verklaring: De lucht die door de trechter gaat, vloeit weg langs de randen van
de trechter en raakt de vlam niet. De kaars blijft branden.
2. En als je de trechter wat hoger of lager houdt?....................................JA
Verklaring: Als je de rand van de trechter op vlam-hoogte houdt, stroomt de
lucht langs de randen van de trechter. Zo kan je de kaars toch uitblazen.
3. Kan je een kaars blussen met water?....................................................JA
Verklaring: Een klassieker. Het water koelt de kaars af zodat de temperatuur
te laag wordt om nog te kunnen branden. De kaars dooft.
4. Kan je een kaars doven met een lege petfles?......................................JA
Hou de fles horizontaal, tegen de borst gedrukt, met de opening naar de
kaars, en geef een tik op de bodem van de fles.
Verklaring: Als je achteraan op de fles tikt, begint de lucht in de fles te bewegen.
Daardoor gaat ook de lucht voor de fles bewegen. Zo kan je de kaars
uitblazen.
5. Kan je een kaars doven met een confituurpot?...................................JA
Zet een confituurpot omgekeerd over de kaars.
Verklaring: Vuur heeft lucht (zuurstof) nodig om te branden. Als je een potje
over de kaars zet, kan er niet genoeg nieuwe lucht bij de kaars geraken. De
kaars gebruikt al het aanwezige zuurstof op en dooft uit.
6. Kan je een kaars doven met een mandarijn?......................................NEE
Neem een stukje verse schil van een mandarijn en knijp het dubbel. Richt de
oranje buitenkant naar de vlam.
Verklaring: In een mandarijnschil zitten kleine zakjes met brandbare olie. Als
je de schil buigt, scheuren de zakjes open en spuit de olie in de vlam. De
vlam dooft niet, maar je krijgt wel een fonkelend minivuurwerk te zien!
7. Kan je een kaars doven met een gas?....................................................JA
Neem een kom met drie eetlepels bakpoeder. Plaats de kaars in de kom. Giet
voorzichtig een half glas azijn bij de bakpoeder.
Verklaring: Als je bakpoeder bij azijn voegt, ontstaat koolstofdioxide of kool-
zuurgas. Dat is de prik die ook in frisdrank en spuitwater zit. Als het koolzuurgas
rond de vlam zit, kan er geen zuurstof meer bij de vlam. De kaars dooft
uit.
8. Kan je een kaars uitblazen met een omweg?........................................JA
Plaats een ronde, glazen fles tussen jezelf en de kaars. Blaas horizontaal
tegen de fles op de hoogte van de vlam.
Verklaring: De lucht buigt omheen de fles en komt weer samen achter de fles.
Zo kan je de kaars toch uitblazen. Neem je een hoekige fles, dan zal de kaars
niet doven.
1.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE
Er bestaan niet veel gassen die zoveel zwaarder zijn dan lucht dat ze er niet vlot mee
mengen. Koolstofdioxide (CO₂ ), ether en de blusgassen halon en zwavelhexafluoride
zijn de bekendste. En ook koolstofdioxide en ether mengen zich met de lucht zodra er
een beetje wind of turbulentie is.
CO₂ , koolstofdioxide, is het gas van de belletjes in frisdranken, bier, champagne, en
van de gaatjes in het brood. Perfect eet- en drinkbaar dus. Koolstofdioxide is een
eigenaardig gas. Als je het afkoelt, wordt het niet vloeibaar, maar meteen vast ( bij
–78,5°C). Dat vast CO₂ noemt men ook droogijs. Als het opwarmt, ‘sublimeert’ het: het
gaat meteen van vast naar gas, zonder de omweg over vloeistof. Je kunt koolstof-
dioxide wel vloeibaar maken, maar alleen bij hoge druk.
7

ZWAAR
GASJE
Je krijgt leuke effecten door een paar klompjes droogijs in water te gooien. Het zaakje
begint te borrelen en er ontstaat een soort mist die traag en statig over de rand van
het vat kolkt. Net als in de laboratoria in de film. Als het droogijs in het water terecht
komt, begint het meteen te verdampen. Die damp is nog steeds kouder dan nul
graden, zodat hij het vocht in de lucht laat bevriezen. Dat zorgt voor een deel van de
mist. De rest is vocht dat wel nog gecondenseerd is tot druppels, maar net niet meer
bevroren raakt. Hoe warmer de vloeistof waarmee je begint, hoe meer vocht er in de
lucht erboven terecht kan komen, en hoe meer mist je hebt.
Veel kleine blokjes hebben een grotere oppervlakte dan één groot blok, en produceren
daardoor een intensere mist. Om de ketel van Panoramix een half uur te laten stomen,
heb je pakweg vijf kilo droog ijs nodig. Als je het afkoelende vocht in de ketel kunt bij
verwarmen, krijg je meer en langer mist.
Een blok droogijs kun je een dag of langer bewaren in een koelbox. Zorg wel dat het
deksel er niet muurvast op zit, zodat het gas kan ontsnappen. Gebruik handschoenen,
om te voorkomen dat je vingers vastvriezen aan het droogijs. Dat zou je een lap
huid kunnen kosten. Zorg er ook voor dat je met het koolstofdioxide niet werkt in een
kleine, niet-geventileerde ruimte. Koolstofdioxide is het gas dat we uitademen, wat
betekent dat het voor ons lichaam een afvalstof is. Als je er te veel van binnenkrijgt, is
dat niet gezond. Werk dus in een geventileerde ruimte. Denk er ook aan dat de concentratie
van het zware gas dicht bij de vloer hoger zal zijn.
Droogijs wordt soms gebruikt om diepgevroren spullen te verzenden. Bij aankomst
drijft de doos dan niet van het water, zoals zou gebeuren als je het zaakje in gewoon
ijs had ingepakt. Bovendien koelt een kilo droogijs dubbel zo goed als een kilo waterijs,
en per liter koelt het zelfs driemaal meer.
Droogijs wordt in de industrie, behalve voor koeling, ook gebruikt om zwaar vervuilde
oppervlakten te ‘zandstralen’. De verf, olie, asfalt, teer, enz. bevriezen en krimpen, en
raken daardoor makkelijk los. Korreltjes die zich in de laag vuil boren, sublimeren daar
en doen alle omringende rotzooi wegspatten. Bovendien kun je met koolstofdioxide
ook elektrische toestellen reinigen, wat niet lukt met stoom: die geeft meteen kortsluiting.
Een minder leuke kant van koolstofdioxide is dat het werkt als het glas in een broeikas:
het houdt warmtestraling vast en helpt zo om onze planeet op te warmen. Dat is
op zich niet erg: zonder dat broeikaseffect vroor het hier stenen uit de grond, en zou er
geen leven op aarde mogelijk zijn. Het probleem is echter dat koolstofdioxide vrijkomt
bij alle verbrandingen, en dat we de jongste anderhalve eeuw miljarden tonnen extra
koolstofdioxide in de dampkring hebben gebracht, van al die kolen, olie en gas die we
uit de grond hebben gehaald en opgestookt. Wat de natuur in honderden miljoenen
jaren onder de grond had gestopt, brengen wij nu in een paar tiental jaar terug in de
lucht. Daardoor stijgt de gemiddelde temperatuur van de lucht zo snel dat de natuur
niet kan volgen. Daar moeten problemen van komen, al kan niemand op dit moment
voorspellen welke. Zoiets is in de geschiedenis van de aarde immers nog nooit gebeurd.
1.5 EiNdtERMEN
Bij het hoofdstuk ‘Zwaar gasje’ past volgende eindterm:
Wereldoriëntatie (natuur – levende en niet-levende natuur)
• 1.15 – De leerlingen kunnen illustreren dat een stof van toestand kan veranderen.
8

GLOEI-
LAMP
OF
SPAAR-
LAMP
2.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?
EXPERiMENt: dE ENE LaMP iS dE aNdERE NiEt
De edutainer toont drie omgekeerde, lichtdoorlatende emmers, waaronder telkens een
lamp brandt. Hij vertelt wat er onder de emmers zit: een gloeilamp van 15 Watt (W),
een gloeilamp van 60 W en een spaarlamp van 15 W. De leerlingen moeten nu aan-
wijzen waar de spaarlamp zich bevindt. Daarvoor krijgen ze twee soorten informatie:
de lichtsterkte en de warmte die elke lamp afgeeft.
De spaarlamp geeft het meeste licht (ongeveer even veel licht als de gloeilamp van 60
W) maar geeft veel minder warmte af.
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?
Basis
De gloeilamp van 15 W geeft veel minder licht dan de andere twee lampen. Die valt
dus meteen af. De gloeilamp van 60 W geeft ongeveer evenveel licht als de spaarlamp
van 15 W. Dat komt doordat een gloeilamp ongeveer 90% van de energie omzet
in warmte in plaats van licht. Als je een gloeilamp van 60 W vervangt door een spaarlamp
met dezelfde lichtsterkte, zal je dus veel minder energie verbruiken voor evenveel
licht.
Uitbreiding
Een klassieke gloeilamp geeft licht wanneer je stroom doorheen de gloeidraad stuurt.
Daardoor raakt de gloeidraad verhit en begint hij licht uit te stralen. Opdat de gloeidraad
niet zou verbranden, wordt alle zuurstof uit gloeilampen verwijderd. Vroeger
werden gloeilampen vacuüm getrokken, tegenwoordig vult men het peertje met een
ander gas.
Een spaarlamp kan je vergelijken met een opgevouwen TL-lamp, zodat die in een gewone
lamphouder past. In de buis van de spaarlamp zit kwikdamp. Elektriciteit stroomt
doorheen de buis, waarbij de elektronen met de kwikatomen botsen. Daardoor
beginnen de kwikatomen licht te geven. Het ultraviolet (UV) licht dat de kwikatomen
uitsturen is echter nog niet zichtbaar voor ons. Daarom is de wand van een spaarlamp
bedekt met een laagje fluorescent poeder, dat de UV-stralen omzet in zichtbaar licht.
Een spaarlamp gaat ongeveer tien keer langer mee dan een gloeilamp.
®
2.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS :
hoE WaRM ziJN dE StERREN?
Zelfs in het donker geeft alles en iedereen licht. Jij ook. Het is licht dat je ogen niet
zien, en een gewone camera ook niet, maar een infraroodcamera wel. Die kan immers
warmte zien. Verschillende temperaturen krijgen andere kleuren. Zo kunnen
astronomen zien hoe warm het is op de Zon.
Kijken in het donker
Doe een stap achteruit en kijk naar jezelf op het scherm. Wrijf in je
handen en kijk wat er gebeurt. Of blaas eens op een stuk papier.
Je ziet een warmtebeeld van jezelf.
Het beeld is opgenomen met een warmtegevoelige camera. Die neemt
geen zichtbaar licht waar, maar infrarode straling. Hoe warmer iets is,
hoe meer infrarood ‘licht’ het uitstraalt. Je ogen zijn daar niet gevoelig
voor, maar de camera wel. Hier kun je dus te weten komen wat het
warmste deel van je lichaam is, of je hand een warmteafdruk achterlaat
op de paal, of op een donker deel van je kleding… Sterrenkundigen
gebruiken infraroodcamera’s om objecten in het heelal te bestu-
deren, die te koel zijn om zichtbaar licht uit te sturen of die verscholen
zijn achter een donkere stofwolk. Omdat de aardatmosfeer de meeste
infraroodstraling absorbeert, worden infraroodcamera’s ondergebracht
in satellieten.
9

GLOEI-
LAMP
OF
SPAAR-
LAMP
2.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:
tEGEN dE LaMP
• Een TL-lamp
• Een ballon
• Een wollen doekje (of je eigen haren)
• Een donkere ruimte
Opgelet: het is noodzakelijk de ruimte waarin je deze proef uitvoert
voldoende te verduisteren.
Wrijf met de wollen doek over de ballon, of strijk met de ballon over je
haren. Raak vervolgens de TL-lamp aan met de ballon.
Op de plaats waar je de TL-lamp met de ballon aanraakt, licht de lamp
op. Met de wollen doek of met je haren heb je de ballon geladen met
statische elektriciteit. Die elektrische lading kan het gas in de TL-lamp
doen oplichten. Als je de ballon tegen de lamp houdt, bewegen de
elektronen van de ballon naar de TL-lamp. De elektronen kunnen nu
doorheen het gas in de lamp bewegen, wardoor het gas oplicht.
Maar net zoals bij een spaarlamp, produceert het gas in een TL-lamp
geen rechtstreeks zichtbaar licht. Ook een TL-buis is binnenin voor-
zien van een laagje fluorescent poeder dat UV-licht omzet in zichtbaar
licht.
10

GLOEI-
LAMP
OF
SPAAR-
LAMP
2.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE
Een gloeilamp zet 90% of meer energie om in warmte in plaats van licht. Maar eigenlijk
is warmte ook een vorm van licht: infrarood licht. Infrarood is een deel van het
lichtspectrum, waarvoor onze ogen niet gevoelig zijn. Onze zintuigen ervaren infrarood
niet als ‘licht’, maar als warmte. Sommige camera’s kunnen infrarood licht wel
‘zien’. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om mensen op te sporen.
In het dagelijkse leven omschrijven wij ‘licht’ als wat we via onze ogen kunnen
waarnemen. Maar het licht dat wij ‘zien’ is slechts een klein deel van wat een na-
tuurkundige onder licht verstaat. Er is dus ‘zichtbaar licht’ en ‘onzichtbaar licht’. Infrarood
licht is voor onze ogen onzichtbaar licht.
Licht is een elektromagnetische golf, een op-en-neergaand elektrisch en magnetisch
veld, dat zich verplaatst met een snelheid van 300 000 km per seconde. Toch in
vacuüm; als het licht doorheen materie moet ploegen, gaat het wat trager.
Om een golf te beschrijven heb je drie gegevens nodig: golflengte, golfhoogte (amplitude)
en snelheid. Alle licht heeft dezelfde snelheid (en om het spannend te maken:
het maakt niet uit hoe snel jij zelf beweegt, zelfs al zou het bijna met de lichtsnelheid
zijn, de snelheid van het licht ten opzichte van jou blijft altijd dezelfde). De snelheid
van het licht is een ‘universele constante’. De amplitude van het licht geeft gewoon
aan hoe fel het is. De meest typerende eigenschap van een lichtgolf is haar golflengte.
Elektromagnetische golven kunnen golflengten hebben van zéér klein tot zéér groot.
De hele reeks van golflengten die het licht kan bestrijken, noemen we het elektromagnetisch
spectrum. Het elektromagnetisch spectrum gaat van golven van een miljardste
millimeter en korter, tot golven van honderden kilometer en langer.
Zichtbaar licht is dat gedeelte met een golflengte tussen 400 en 800 nanometer
(miljoenste millimeter). De golflengte van zichtbaar licht nemen wij waar als de ‘kleur’
van dat licht. Licht van 400 nm is violet, licht van 800 nm is rood; de kleuren van de
tussenliggende golflengten verlopen zoals in een regenboog.
Licht met een kortere golflengte dan violet noemen wij ultraviolet. Wij kunnen het niet
meer waarnemen, maar bijen bijvoorbeeld wel. Fotografische film ‘ziet’ het ook.
Fotografische film is trouwens ook gevoelig voor nóg kortere golflengten, zoals röntgen-
stralen (pakweg 10 nm en korter) en zelfs gammastralen.
Als we voorbij het rood naar steeds langere golflengten reizen, ontmoeten we eerst
het infrarood licht (dat wij als warmte waarnemen). Vervolgens komen de microgolven
(“millimetergolven”), die we gebruiken in microgolfovens en radarstations. Vanaf
ongeveer een decimeter spreken we van radiogolven, die nog kunnen onderverdeeld
worden in FM, tv, korte golf, middengolf, lange golf.
2.5 EiNdtERMEN
Bij het hoofdstuk ‘Gloeilamp of spaarlamp’ passen volgende eindtermen:
Wereldoriëntatie (natuur – milieu)
• 1.23*: De leerlingen tonen zich in hun gedrag bereid om in de eigen klas en school
zorgvuldig om te gaan met afval, energie, papier, voedsel en water.
• 1.24: De leerlingen kunnen met concrete voorbeelden uit hun omgeving illustreren
hoe mensen op positieve, maar ook op negatieve wijze omgaan met het milieu.
11

ZWART/
WIT
3.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?
EXPERiMENt: hEt aLBEdo-EFFECt
De edutainer toont een zwarte en een witte plank, waarop telkens een even sterke
halogeenspot schijnt. Ook halogeenspots produceren, naast licht, warmte. De leerlingen
voelen met hun handen welk oppervlak het warmst is. Met een infraroodthermometer
(pyrometer) kan de temperatuur afgelezen worden. Het zwarte vlak warmt
opvallende harder op dan het witte.
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?
Basis
Witte voorwerpen weerkaatsen al het licht dat hen bereikt. Zwarte voorwerpen daarentegen,
slorpen alle licht op en raken daardoor opgewarmd. In zuiderse landen maakt
men daar handig gebruik van: hun witte huizen blijven koeler binnenin. In een aantal
Amerikaanse steden, waaronder Chicago, zijn witte daken verplicht, om het 'heat
island effect' in te perken. Ook in Vlaanderen zijn al een aantal projecten met witte
daken uitgewerkt.
Uitbreiding
Dat witte voorwerpen of oppervlakken veel licht weerkaatsen, heeft belangrijke gevolgen
voor het klimaat. Want er is een duidelijk effect: wit kaatst meer zonlicht terug.
Zonlicht dat dan niet meer opgeslorpt wordt door de bodem en dus niet meer meedoet
aan het opwarmen van de planeet. Hoe witter de aarde – hoe hoger haar albedo –
hoe koeler. In de praktijk: hoe meer ijskappen aan de polen, en hoe meer gletsjers en
eeuwige sneeuw in de bergen, hoe koeler de aarde blijft.
Jammer genoeg pompen wij mensen voortdurend verse koolstofdioxide of CO₂ in de
lucht, door het verbranden van fossiele brandstoffen (steenkool, olie, aardgas). Die
CO₂ is een ‘broeikasgas’: het verhindert dat warmte van de planeet weglekt, het heelal
in. Wij warmen met andere woorden zelf onze planeet op. Daardoor smelten de ijskap-
pen en de gletsjers. Waardoor die minder kunnen weerkaatsen en het nóg warmer
wordt.
3.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :
zWaRtKiJKER
Hoe schilder je zwart met witte verf? En nee, we bedoelen niet: ‘in het zwart’,
da’s een ouwe hoor! We bedoelen echt gewoon: zwart. Het kan, zonder trucjes
of flauwiteiten. Gewoon fysica. Kom maar kijken.
Kijk door het gat in het nachtkastje. In welke kleur is de binnenkant van
het kastje geschilderd? Open het nachtkastje.
Wanneer je door het gat kijkt, lijkt het nachtkastje binnenin zwart. Wanneer
je het nachtkastje opent, wacht je een verrassing.
Door het kleine gaatje komt een lichtstraal in de doos. Deze lichtstraal
weerkaatst tegen de witte wanden. Zelfs witte oppervlakken absorberen
een klein beetje licht. Door de vele weerkaatsingen is uiteindelijk alles
geabsorbeerd. Omdat er (bijna) geen lichtstralen zijn die je oog bereiken
lijkt de doos binnenin zwart.
12

ZWART/
3.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:
WIT zWaRt/Wit (2)
• Een plastic fles, wit geverfd
• Een plastic fles, zwart geverfd
• Twee kleine ballonnen
• De warmte van de zon (of van een warme lamp)
Trek het tuitje van de ballonnen over de hals van de flessen. Eventueel
kan je ze extra stevig bevestigen met een elastiekje. Plaats de twee
flessen in de buurt van een warmtebron, liefst in de zon. Als de zon niet
schijnt, kan je ook een warme lamp of een haardroger gebruiken om de
flessen te verwarmen.
De ballonnen blazen zichzelf op. De ballon op de zwarte fles groeit
sneller en harder dan de ballon op de witte fles. De zwarte fles absor-
beert de energie (warmte) van de zon veel beter dan de witte fles. De
witte fles reflecteert het grootste deel van de zonne-energie die haar
bereikt. Wanneer een fles energie (warmte) absorbeert, warmt de lucht
erin op. Warme lucht zet uit en de ballon wordt groter.
3.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE
De aarde bestaat voor ruwweg twee derde uit donkerblauwe oceanen. Net zoals het
zwarte oppervlak uit de proef, kunnen die enorm veel warmte absorberen. Bovendien
hangen er veel minder witte, reflecterende wolken boven het water dan boven land.
De continenten zelf zullen de zonnewarmte veel meer weerkaatsen. De grote hoe-
veelheid warmte in onze oceanen zorgt ervoor dat het klimaat op aarde aangenaam
gematigd is.
Maar tegenwoordig komt het albedo-effect vooral op een negatieve manier in onze
belangstelling. Door het smelten van de poolkappen, daalt de reflecterend oppervlakte
van de aarde en wordt nog meer zonnewarmte vastgehouden. En ook de massale
ontbossing doet geen goed aan de opwarming van de aarde. Het albedo-effect
in de tropen is zelfs nog veel groter dan aan de polen, omdat ze zoveel meer zon
ontvangen. Wanneer tropische boeren het donkere regenwoud omkappen om de nog
donkerdere, onderliggende grond te bewerken, stijgt de temperatuur op die plaats met
een jaarlijks gemiddelde van 3°C! Dat komt nog bovenop het feit op die manier de
groene longen van de aarde (de tropische regenwouden) verdwijnen, die het broeikasgas
CO₂ opnemen en zuurstof de lucht in sturen.
De albedo van een voorwerp is de mate waarin dat voorwerp zonlicht reflecteert. Een
perfect wit voorwerp heeft in theorie een albedo van 1: het reflecteert al het ontvangen
licht. Hoe donkerder een voorwerp, hoe lager zijn albedo. Een voorwerp dat alle stra-
ling absorbeert en niets weerkaatst, heeft een albedo van 0.
Albedo is een veelgebruikt begrip in de astronomie. De helderheid van planeten,
planetoïden en satellieten wordt uitgedrukt in albedo. De aarde bijvoorbeeld, heeft
een albedo van 0,45. Door de albedo van hemellichamen te bestuderen, kunnen
sterrenkundigen bijvoorbeeld voorspellen hoeveel oppervlakte-ijs op een bepaalde
planeet aanwezig is.
13

ZWART/
WIT
3.5 EiNdtERMEN
Bij het hoofdstuk ‘Zwart/wit’ passen volgende eindtermen:
Wereldoriëntatie (natuur – levende en niet-levende natuur)
• 1.12: De leerlingen kunnen het verband illustreren tussen de leefgewoonten van
mensen en het klimaat waarin ze leven.
Wereldoriëntatie (natuur – milieu)
• 1.24: De leerlingen kunnen met concrete voorbeelden uit hun omgeving illustreren
hoe mensen op positieve, maar ook op negatieve wijze omgaan met het milieu.
• Wereldoriëntatie (natuur – milieu) 1.25: De leerlingen kunnen met concrete voor
beelden uit hun omgeving illustreren dat aan milieuproblemen vaak te gengestelde
belangen ten grondslag liggen.
14

HET
KOUDE
KLOKJE
4.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?
EXPERiMENt: hoGE EN LaGE toNEN
De edutainer toont een zwarte en een witte plank,
waarop telkens een even sterke halogeenspot
schijnt. Ook halogeenspots produceren, naast licht,
warmte. De leerlingen voelen met hun handen welk
oppervlak het warmst is. Met een infraroodthermometer
(pyrometer) kan de temperatuur afgelezen
worden. Het zwarte vlak warmt opvallende harder
op dan het witte.
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE
VERKLaRiNG?
Basis
Bij een daling van de temperatuur zal de klok
krimpen. Een ‘dunnere’ klok heeft een hogere toon.
Vergelijk maar met gitaarsnaren: dikke snaren
klinken lager dan dunnere! Of met andere muziekinstrumenten:
een grote trom klinkt lager dan een kleine, een contrabas klinkt lager dan
een viool,…
De meeste stoffen krimpen bij afkoeling. Denk maar aan een kwikthermometer. Die
bestaat uit een luchtledige kolom met vloeibaar kwik erin. Wanneer de temperatuur
stijgt, zet het kwik uit. De kwikkolom stijgt en je leest een hogere temperatuur af. Als
de temperatuur daalt, neemt het kwik een kleiner volume in en daalt de kwikkolom.
Uitbreiding
De klok krimpt dan wel in alle dimensies, haar massa blijft hetzelfde. Toch klinkt de
koude klok hoger dan de klok op kamertemperatuur. De klank van een klok ontstaat
immers door een ingewikkeld samenspel van vorm en dikte op verschillende plaatsen.
Het feit dat de koude klok op bepaalde plaatsen ‘dunner’ wordt, maakt dat de klank
iets verhoogt. Een sluitende theorie over het stemmen van klokken bestaat niet, wel
gebruiken klokkenmakers vuistregels die zeer goede resultaten opleveren. Maar het
uiteindelijke stemmen van een klok gebeurt nog steeds op het gevoel.
De meeste stoffen zetten uit bij opwarming en krimpen bij afkoeling. Daarom zie je
vaak rubberen voegen tussen de betonplaten op het wegdek of daar waar een weg in
een brug over gaat. Vroeger zag je ook tussen de opeenvolgende spoorstaven van de
treinsporen een voeg van een paar millimeter. Op die manier kunnen de betonplaten
en de trainrails zich aanpassen aan de weersomstandigheden zonder schade aan te
richten.
Water is een buitenbeentje, een uitzondering. Als water afkoelt en bevriest, neemt het
net meer plaats in. De dichtheid van ijs is kleiner dan die van vloeibaar water.
4.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS :
®
MUziEKhEK
Hoe dunner een snaar, een xylofoonplaatje, een trillende luchtkolom, hoe hoger
de toon die het voortbrengt. Als je metalen staafjes op verschillende lengte
zaagt, heb je in allemaal een andere hoeveelheid metaal om te trillen, en dus
een andere toon. Nu nog in een leuke volgorde leggen, en je hebt muziek. In
Technopolis® is er een spijlenhek. Als je er met een stok langsloopt en elke spijl
aantikt, krijg je een bekende melodie.
15

HET
KOUDE
KLOKJE
EXtRa
Kun je Broeder Jacob spelen?
Hier hoef je daar geen muziek voor te kennen. Gewoon met je stok langs de
metalen spijlen lopen.
Loop langs het hek terwijl je stok tegen de spijlen tikt.
Je hoort Broeder Jacob.
Elke staaf die je aanslaat, gaat trillen. De frequentie (toonhoogte) waarmee de
staaf trilt, hangt af van zijn dikte en van zijn lengte (en van de soort metaal).
De lengtes van de staven die een mooie toon produceren, verhouden zich als
eenvoudige breuken (2/3, 3/4, 8/9 …).
4.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:
FLESSENXYLoFooN
• Een dozijn glazen flessen
• Water
• Een stokje
Vul een rij flessen met steeds meer water. De laatste fles is een volle
fles. Tik ertegen en regel de waterstand bij tot je een mooie toonladder
hebt. Je kan eventueel een muziekinstrument gebruiken om de flessen
te stemmen.
Speel nu een eenvoudig melodietje op de flessen.
De noten van je flessenxylofoon lopen van laag naar hoog. Hoe meer
water in de fles, hoe meer massa je stokje doet trillen en hoe lager de
toon.
• De flessen klinken mooier als je ze ophangt aan touwtjes. Dan kunnen ze vrij trillen,
zonder gehinderd te worden door het tafelblad. Al hun trillingsenergie gaat dan naar
de omringende lucht, en zo naar je oor.
• Het loont de moeite flessen van verschillende dranken te gebruiken. Ook al lijken ze
op het eerste gezicht even groot, en zouden ze dus hetzelfde moe ten klinken,
in de praktijk is dat niet zo. Wanddikte, vorm en soort glas spelen ook een rol.
Ook op het oog identieke flessen hebben daardoor een iets andere toon. Hoe meer
soorten flessen je verzamelt, hoe groter je totaalbereik zal zijn.
• Blaas ook eens over de flessen, zoals bij een panfluit. Blaas ongeveer, maar net
niet helemaal, horizontaal over de nek. Met wat oefening krijg je zo een orgeltoon uit
de flessen. Op dezelfde manier halen fluitisten en panfluitspelers klank uit hun
instrumenten.
• Nu neem je het omgekeerde waar: hoe meer water in de fles, hoe hoger de
toon. Nu doe je immers niet de fles en het water trillen, maar de lucht die in de fles
zit. Hoe meer lucht je lippen doen trillen, hoe lager de toon. En een fles met
veel water erin, bevat maar weinig lucht.
16

HET
KOUDE
KLOKJE
toEPaSSiNGEN
Instrumentenbouwers regelen massa en volume van hun instrumenten nauwkeurig af,
om er een mooie klank uit te krijgen. Dat gebeurt ook met de onderdelen van je auto,
maar nu om te vermijden dat ze gaan ‘zingen’.
4.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE
Geluid is een trilling. Trillende lucht doet ons trommelvlies trillen. Die trilling wordt
door een paar hefbomen – de bekende botjes ‘aambeeld’, ‘hamer’ en ‘stijgbeugel’
– overgebracht op het slakkenhuis in ons binnenoor. Dat is een soort opgerolde zak
met vloeistof. Die vloeistof gaat op haar beurt aan het trillen, en doet zo haartjes op
de binnenwand van de zak bewegen. Zoals dat ook gebeurde bij de naald van een
oude platenspeler, wekt de beweging van dat haartje een elektrisch stroompje op. Al
die stroompjes worden door de gehoorzenuw naar onze hersenen getransporteerd.
Waarna de hersenen dat vertalen in de ervaring ‘geluid’.
Alles begint dus met een voorwerp dat de lucht doet trillen. Hoe sneller het trilt (= hoe
hoger zijn ‘frequentie’) hoe hoger de toon die we horen. Hoe minder massa een voorwerp
bevat, of juister: hoe minder massa er aan het trillen gebracht wordt, hoe hoger
de toon die het voortbrengt.
Dunne gitaarsnaren geven de hoogste toon. En hoe meer je die snaren inkort, hoe
hoger de toon. Op een xylofoon geven de kleinste, dunste en kortste plaatjes de hoogste
klanken. Een kleine viool klinkt hoger dan een grote zware contrabas. De kleinste
orgelpijp, met de dunste en kortste trillende luchtkolom, geeft de hoogste toon.
Een klok is een beetje een geval apart. Ze heeft een heel speciale vorm, en is niet
overal even dik. Dat profiel versterkt sommige trillingen, en dempt andere. In een klok
klinken met andere woorden verschillende tonen tegelijk. Ze is een akkoord op zich.
Als haar vorm goed gekozen is, klinken die verschillende klanken samen in harmonie,
tot een mooie totaaltoon. Ook bij een klok geldt: als je massa wegneemt, klinkt
ze hoger. Maar bij een klok maakt het verschil waar je die massa wegneemt. Op de
ene plaats is het effect op de toon veel sterker dan op de andere, naargelang welke
trillingen – welke toonhoogten – op die plaats versterkt of onderdrukt werden.
Het klokje dat we afkoelden, veranderde niet van massa. Maar wel van vorm: de wand
werd gemiddeld dunner, en de totaaltoon werd hoger. Bij een klok klinken de ‘bim’ en
de ‘bam’ niet gelijk. Als de klok met de opening naar jou toe zwaait, hoor je de hoge
‘bim’, als ze van je afwijst, hoor je de lagere ‘bam’. (En als ze stil hangt en met een
hamer wordt aangeslagen, hoor je altijd dezelfde toon.) Dat heet het mondingseffect.
De holte van de klok kaatst door haar vorm vooral de hogere tonen uit het geheel naar
je toe: bim. Aan de andere kant hoor je vooral de grondtoon en de lagere tonen uit het
akkoord: bam.
4.5 EiNdtERMEN
Bij het hoofdstuk ‘Het koude klokje’ past volgende eindterm:
Wereldoriëntatie (natuur – levende en niet-levende natuur)
• 1.14: De leerlingen kunnen van courante materialen uit hun omgeving enkele eigen-
schappen aantonen.
17

FLES
ONDER
DRUK
5.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?
EXPERiMENt: WoLK iN EEN FLES
De edutainer doet wat alcohol in een glazen fles en walst met de fles. Op die manier
wordt de alcohol verspreid over de ganse binnenzijde van de fles en krijgt de alcohol
de maximale gelegenheid om te verdampen.
Vervolgens zet de edutainer een stop op de fles waaraan een pomp gekoppeld zit. De
edutainer pompt lucht in de fles waardoor de druk in de fles verhoogt. Wanneer plots
de stop van de fles wordt getrokken, verschijnt er meteen een wolk in de fles.
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?
Basis
Door de druk in de fles te verhogen, worden de luchtdeeltjes erin dichter bij elkaar gedrukt.
Daardoor stijgt de temperatuur. Warme lucht kan meer vocht bevatten, heel wat
van de aanwezige alcohol verdampt dus (verdampen = overgaan van vloeibare naar
gasvormige toestand). Wanneer je van de fles onder druk plots de stop trekt, verlaagt
meteen de druk in de fles. En dus ook de temperatuur. Koude lucht kan minder vocht
bevatten, waardoor de alcoholdampen in de fles condenseren (= overgaan van gasvormige
naar vloeibare toestand). Er verschijnt een wolk van kleine alcoholdruppeltjes
in de fles. Wanneer je opnieuw begint te pompen, verhoog je de druk en de tempera-
tuur weer en zal de wolk opnieuw verdwijnen. Deze handelingen kan je en aantal keer
na elkaar herhalen.
Uitbreiding
In feite gebeurt er in de lucht om ons heen precies hetzelfde. Dicht bij de grond is de
luchttemperatuur hoger dan wanneer je je hogerop bevindt. Dat merk je wanneer je op
stap gaat in de bergen (de temperatuur daalt één graad per 100 à 150 meter klimmen)
of wanneer de piloot in het vliegtuig de buitentemperatuur meedeelt (die tot -50 °C kan
dalen).
Op een zonnige dag verdampt oppervlaktewater, waardoor de warme lucht vochtiger
wordt. Omdat warme lucht stijgt, komt ook dat vocht in hogere luchtlagen terecht. Zo
ontstaan wolken: in de koudere lucht op enkele honderden meters hoogte, conden-
seert het vocht en vormen zich wolken van minuscule waterdruppeltjes.
5.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :
LaNCEER EEN WaRME LUChtBaLLoN
In Technopolis® kunnen de leerlingen zelf ontdekken dat warme lucht stijgt. Ze verwarmen
de lucht in een grote luchtballon en laten hem stijgen tot aan het plafond, tien
meter hoog.
Druk op de rode knop om de lucht in de ballon op te warmen, tot de
groene knop oplicht. Druk vervolgens op de groene knop om de luchtballon
te lanceren.
De heteluchtballon stijgt tot aan het dak van Technopolis® .
Als deze ballon gevuld is met lucht op kamertemperatuur, dan zweeft
hij niet. De lucht in de ballon weegt niet meer of minder dan hetzelfde
volume lucht erbuiten. Het materiaal van de ballon, dat een eigen massa
heeft, valt daarom door de zwaartekracht naar beneden.
Ballonvaarders kunnen tóch omhoog, omdat ze de lucht in de ballon
verhitten. Hete lucht zet uit, waardoor dezelfde luchtballon een kleinere
hoeveelheid lucht kan bevatten. De heteluchtballon weegt nu minder dan
de buitenlucht die hij verplaatst. Hij stijgt.
18

FLES
ONDER
DRUK
5.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:
WoLK iN EEN FLES (2)
• Een stevige plastic fles van 2 liter (bijvoorbeeld een colafles)
• Drie lucifers
• Lauw water
Doe een bodempje lauw water in de fles. Steek de drie lucifers tegelij-
kertijd aan en laat ze eventjes branden. Blaas ze gelijktijdig uit en doe
ze – terwijl ze nog roken – in de fles. Draai nu zo snel mogelijk de stop
op de fles.
Knijp de fles flink samen en laat ze dan los. Er verschijnt een wolk in
de fles. Wanneer je de fles weer samenknijpt, verdwijnt de wolk. Je kan
deze handelingen enkele keren na elkaar herhalen. De wolk verschijnt
en verdwijnt telkens opnieuw.
Tip: Als de leerlingen deze proef zelf uitvoeren, laat ze dan per twee
werken. Eén leerling steekt één voor één de lucifers aan, blaast ze uit
en laat ze in de fles vallen. De andere leerling dekt telkens met zijn
hand de fles af tussen twee lucifers door.
Ook hier verschijnt er een wolk in de fles tengevolge van druk- en
temperatuurverlaging. De minuscule rookpartikels, die in de fles te-
rechtgekomen zijn met de lucifers, versnellen het condensatieproces.
Water condenseert immers niet makkelijk in schone lucht. Het zoekt
een oppervlak om op te condenseren, zoals de wand van de fles of
de rookpartikels die in de lucht rondzwerven. Die laatste noemt men
condensatiekernen.
In het echte leven hebben rook en rookgassen ook een grote invloed
op wolkenvorming. Dat ontdekten wetenschappers toen ze onderzoek
deden naar de condensatiesporen die ontstaan in het rookspoor dat
een stoomschip achterlaat boven de oceaan. Het wereldwijde, toe-
nemende gebruik van kolen, olie en aardgas heeft dus niet alleen een
effect op de temperatuur op aarde, maar ook op de hoeveelheid wolken
en neerslag.
19

FLES
ONDER
DRUK
5.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE
Ongelooflijk hoeveel water er in een wolk zit. Een klein, pluizig wolkje kan al tussen
de honderd en de duizend ton water bevatten. Genoeg voor een kudde olifanten, met
andere woorden. En dat gaat dan nog maar om één zo’n klein plukje watten aan de
hemel. Elke minuut van de dag valt er 1000 miljoen ton water als regen op aarde. En
dat is weer slechts een klein deel van wat er in de lucht hangt. Hoe blijft al die nattigheid
boven?
De natuur gebruikt twee trucjes om al dat hemelwater in de hemel te houden. Het
eerste is wind. Zeker in de grote wolken zijn er flinke luchtstromingen, zeg gerust
stormwinden. En net zoals een krachtige stofzuiger waterdruppels kan opzuigen, kunnen
die winden veel water dragen.
De tweede truc heet mist: héél héél kleine waterdruppeltjes. Die zijn zo klein en zo
licht dat ze gemakkelijk blijven zweven, en slechts heel traag omlaag zakken, zoals
iedereen weet die wel eens in een mistbank heeft gezeten. Mist is gewoon een wolk
op grondniveau. Ook de ‘echte’ wolken daarboven bestaan voor het overgrote deel uit
mist. Mistdruppeltjes zijn écht klein: om één regendruppel te vormen moeten er al een
paar miljoen samenvloeien.
In de natuur beginnen wolken niet meteen als druppeltjes, maar als opstijgend gas:
water dat door de warmte verdampt. Per jaar zet de zon 380 000 kubieke kilometer
water om in gas. Dat gas stijgt, en als het in koudere en ijlere luchtlagen komt, condenseert
het weer tot fijne druppeltjes van pakweg een duizendste millimeter, zeg
maar mist. De winden daarboven slingeren die druppeltjes voortdurend heen en weer,
waarbij ze botsen en samensmelten tot grotere druppels. Die worden voor een deel
door de winden weer verstoven, maar als ze pakweg drie millimeter groot kunnen
worden, kan de gemiddelde wind ze niet meer dragen en beginnen ze te vallen. Je
hebt regen.
Hoe groot de druppels in een wolk zijn, kun je van hier beneden zien: kleine druppeltjes
weerkaatsen het licht: de wolk is wit. Als ze groot genoeg zijn om regendruppels
te vormen, absorberen ze licht: de wolk is donker, tot helemaal zwart.
In een echte onweerswolk, een cumulonimbus, heersen winden waar zelfs meneer
Beaufort bleek van zou zijn geworden. De druppels worden er kilometers op en neer
gesmeten, eer ze uiteindelijk uit de wolk raken. En sommige druppels koelen zover af
dat ze bevriezen. Bij de wrijving van die rondhossende ijsdeeltjes ontstaat statische
elektriciteit, en de druppeltjes worden negatief of positief geladen. De lading op elk
van die individuele druppeltjes en ijsbolletjes is niet veel. Precies omdat de lading over
zo ontzaglijk veel druppeltjes is verdeeld, gaan in een wolk elektriciteit en water best
samen. Maar allemaal samen zorgen die druppeltjes wel voor ontzaglijke hoeveelheden
elektrische lading. Vroeg of laat is die lading zo hoog dat er doorslagvonken
ontstaan, binnen in de wolk, tussen wolken onderling en van wolk naar aarde. Het
bliksemt.
Omdat alleen hele grote wolken met krachtige winden voor voldoende wrijving kunnen
zorgen, kunnen alleen onweerswolken bliksem produceren.
Wat omhoog gaat, moet ook wederkeren – of is het nederkeren? Al die 380 000
kubieke kilometers plenzen ook weer neer. Voor een onredelijk groot deel boven ons
arme regenlandje. Of zo voelen we het toch aan. En het is nog waar ook: in Vlaande-
ren regent het tweehonderd dagen per jaar. We mogen dus zeuren over het weer.
Maar niet te hard, want tweehonderd regendagen per jaar wil niet zeggen dat we
tweehonderd keer per jaar nat worden. Een buitje van vijf voor tot vijf na middernacht
wordt door de weerkundigen in Ukkel als twee regendagen genoteerd! Wie dagelijks
naar zijn werk fietst, wordt ongeveer één dag op tien nat.
20

FLES
ONDER
DRUK
5.5 EiNdtERMEN
Bij het hoofdstuk ‘Fles onder druk’ past volgende eindterm:
Wereldoriëntatie (natuur – levende en niet-levende natuur)
• 1.11: De leerlingen kunnen de weerselementen op een bepaald moment en over
een beperkte periode, meten, vergelijken en die weersituatie beschrijven
21

KLOPPEND
HART
6.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?
EXPERiMENt: haRtPoMP
Twee leerlingen worden uit het publiek gekozen. Ze krijgen elk 5 liter (roodgekleurd)
water en een hevelpomp. De pomp stelt, samen met de spierkracht van de leerling,
het hart voor. De vloeistof, die de leerlingen naar een ander vat moeten overpompen,
stelt het bloed in een volwassen mensenlichaam voor. De leerlingen krijgen één
minuut de tijd om de opdracht tot een goed einde te brengen.
Op deze manier ondervinden de leerlingen aan den lijve dat het hart een erg krachtige
en vooral duurzame spier is. Het hart van een volwassen persoon pompt gemiddeld
vijf liter bloed per minuut het lichaam rond.
De vraag die de leerlingen bij dit experiment voorgeschoteld krijgen, gaat niet over
het experiment zelf, maar over de werking van het hart. Wanneer je begint te sporten,
begint je hart sneller te pompen. Het hart van een sporter in rust klopt trager dan dat
van een ‘gewone’ volwassene.
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?
Basis
Een gewoon hart klopt gemiddeld zo’n 70 keer per minuut. Wanneer je sport kan je
hart wel tot 200 keer per minuut kloppen. Door te sporten krijg je een groter hart. Je
krijgt echter geen sporthart door één keer per week gaan te voetballen of 2 keer per
week gaan te tennissen!
Een sporthart is groter en kan in 1 keer pompen meer bloed rondpompen dan een
gewoon hart, vandaar dat het in rust trager kan kloppen om toch evenveel bloed rond
te pompen.
Uitbreiding
Wanneer een sporter begint te sporten begint ook zijn hart (net als het onze) sneller
te kloppen. Maar omdat een sporthart groter is, kan het meer bloed rondpompen dan
een gewoon hart. De spieren krijgen meer zuurstof en voedingsstoffen aangevoerd
en zijn dus tot betere prestaties in staat. Het hart van een getraind wielrenner, slaat in
rust slechts 35 keer per minuut.
In ons lichaam zit ongeveer 5 liter bloed. Per hartslag pompt ons hart ongeveer 70 ml
bloed door onze bloedvaten. Dat betekent dat bij een gemiddelde van ongeveer 70
hartslagen per minuut, ons hart 5 liter bloed op 1 minuut volledig door onze bloedvaten
pompt. Per dag pompt ons hart zo’n 100 000 keer. Bij een topsporter liggen deze
cijfers uiteraard anders.
22

KLOPPEND
HART
6.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :
MEEt JE haRtSLaG
Bij deze opstelling wordt op een eenvoudige manier je hartslag hoorbaar en
zichtbaar gemaakt. Door je handen op 2 contactpunten te leggen, krijg je je
hartslag te horen. Er begint een grote trom te kloppen op het ritme van jouw
hart.
6.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:
haRtSLaG MEtEN
Tik
Tik
Ga voor de grote trom staan. Leg je handen – zachtjes, zonder te
drukken – op de handafdrukken.
De trom slaat op het ritme van je hart. Zodra de harttrom voldoende
gegevens heeft verzameld, verschijnt je gemiddelde hartslag op het
scherm. Ga nu hiernaast een rondje trappenlopen, en kom dan je hartslag
opnieuw meten.
De hartslag van mannen is gemiddeld 70 slagen per minuut, die van
vrouwen 75 slagen per minuut. Maar dat zijn gemiddelden. Sporters
hebben vaak hartslagen beneden de 50, terwijl een zetelzwam boven de
80 kan zitten. Als baby ben je begonnen met een hartslag van rond 130,
om geleidelijk naar je volwassen ritme te dalen.
Opgelet: deze meting heeft geen medische waarde. Voor een correcte
meting en een juiste interpretatie, raadpleeg je arts.
0
5
10
• Chronometer
• Sportieve leerlingen
• Enkele lage trapjes
15
23
Tik Tik
Tik
Tik
Tik
Verdeel de leerlingen in groepjes van twee. Laat één leerling de polsslag van
de andere meten. Dat doe je als volgt: Zoek met wijs- en middenvinger de
slagader in de vouw van de pols, net onder de muis van de duim. Voel niet
met je duim, want dan zou je wel eens je eigen hartslag kunnen voelen.
Wanneer de leerlingen de hartslag van hun partner voelen, telt de leerkracht
af waarna hij de chronometer aanzet. Laat de leerlingen het aantal hartslagen
tellen gedurende 15 seconden en doe het resultaat maal 4 om het
aantal hartslagen per minuut te kennen.
Laat de proefpersonen nu in hoog tempo afwisselend de linkervoet en de
rechtervoet op het trapje zetten. Hun polsslag wordt na 1 en 2 minuten
opnieuw gemeten gedurende vijftien seconden, terwijl ze doorgaan met
de oefening. Bij drie minuten mag de proefpersoon stoppen, waarna zijn
polsslag nogmaals gemeten wordt. En nu worden de rollen omgedraaid!
0
5
10
15

KLOPPEND
HART
De hartslag is na een inspanning bij iedereen sterk verhoogd.
Het hart dient bij inspanning meer zuurstof en brandstoffen naar de
spieren te vervoeren.
Niet iedereen heeft dezelfde hartslag. Je eigen hartritme wordt
bepaald door je lengte, gewicht, leeftijd, geslacht, fysieke conditie,…
Om dat aan te tonen kan je één van de leerlingen vragen om ook
jouw hartslag meten. Die ligt (normaal gezien) beduidend lager dan
die van je leerlingen.
6.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE
Je hart is zo groot als een vuist en weegt ook ongeveer zoveel: een kleine halve kilo.
Het pompt je bloed door meer dan 100 000 km bloedvaten. De slagaders leiden van
het hart weg, de aders ernaartoe.
Je hart is zelf ook een spier, die voedsel en zuurstof nodig heeft om haar werk te
kunnen doen. Als je hart te hard moet kloppen, krijgt het zelf ook niet genoeg energie.
Omdat je hart je hele leven lang continu moet pompen, zonder ooit te kunnen rusten,
is het ruim voorzien van bloedvaten die zich door de hele wand van je hart verspreiden.
Als die bloedvaten vernauwd geraken, krijg je bij de minste inspanning hartpijn.
Wanneer zo’n bloedvat helemaal verstopt, meestal door een bloedklonter, dan krijgt
een deel van je hartspier geen zuurstof meer en sterft af. Dat heet een hartaanval.
Als slechts een klein gebiedje afsterft, overleef je dat, maar vaak is een hartaanval
dodelijk. In industrielanden zijn hartproblemen, samen met kankers, de belangrijkste
doodsoorzaak.
Je hart telt vier ruimten: bovenaan twee boezems die binnenkomend bloed opvangen,
en onderaan twee kamers die bloed naar buiten pompen. Twee van elk, omdat je hart
eigenlijk een dubbele pomp is, die twee circuits bedient: het longcircuit en het
lichaamscircuit (ook wel de kleine en de grote bloedsomloop genoemd). Het eerste
circuit stuurt bloed naar de longen, om daar de afvalstof CO₂ (koolstofdioxide) af te
geven en zuurstof op te nemen. Dat zuurstofrijke bloed keert terug naar het hart en
wordt dan in het lichaamscircuit gepompt, waar het overal in het lichaam zijn zuurstof
afgeeft en het CO₂ van de cellen opneemt, om weer naar het hart te vloeien. Vandaar
gaat het opnieuw het longcircuit in.
Elke ruimte in je hart kan zo’n 60-80 milliliter bloed bevatten. Wat erop neerkomt
dat je hart per minuut zo’n vijf liter bloed naar je lichaam stuurt, en evenveel naar je
longen. De rechterkant van je hart verzorgt de kleine bloedsomloop (het circuit naar
de longen), de linkerkant voorziet je lichaam van bloed. Rechts en links worden per
definitie vanuit je eigen lichaam gezien: ‘rechts’ is wat aan jouw rechterkant zit.
6.5 EiNdtERMEN
Bij het hoofdstuk ‘Kloppend hart’ past volgende eindterm:
Wereldoriëntatie (natuur – levende en niet-levende natuur)
• 1.8: De leerlingen kunnen de functie van belangrijke organen die betrokken zijn bij
ademhaling, spijsvertering en bloedsom loop in het menselijk lichaam verwoorden op
een eenvoudige wijze.
24

HET
GELADEN
SPONSJE
7.1 Wat LEERdE JE iN dE ShoW?
EXPERiMENt: SChUURSPoNSJE oNdER SPaNNiNG
De edutainer neemt een metalen schuursponsje en trekt het wat uit elkaar. Hij houdt
het sponsje met een grijptang vast en houdt er de twee polen van een 9V batterij
tegen.
Het metalen sponsje begint spontaan te branden.
Wat iS dE WEtENSChaPPELiJKE VERKLaRiNG?
Basis
Zelfs metaal kan branden. Het metalen schuursponsje verbindt de polen van de batterij
waardoor kortsluiting ontstaat en het metaal begint te gloeien. Omdat het staal
zo dun is, is er extra veel contact tussen de zuurstof uit de lucht en het ijzer (en een
beetje koolstof) uit het staal. Een kleine elektrische stroom, zoals die uit een batterij, is
dan al genoeg om het geheel aan het gloeien/branden te krijgen. Bij grotere stukken
staal, zoals een spijker of een mes, lukt dat niet. Zulke stalen voorwerpen beginnen
pas te branden bij erg hoge temperaturen.
De kortsluiting die ontstaat wanneer je de polen van de batterij verbindt, kan je
ook voelen wanneer je de 2 polen (positief en negatief) van de batterij (de metalen
plaatjes) tegen je tong houdt. Zo kan je trouwens ontdekken of de batterij leeg is of
niet.
Uitbreiding
De werking van een gloeilamp steunt op hetzelfde principe. De stroom die door de
lamp loopt, veroorzaakt een gecontroleerde kortsluiting en doet de gloeidraad gloeien.
Alleen hou je daar maar beter je tong niet tegen. De stroom die door een lamp loopt is
immers veel krachtiger dan die van een 9V batterij.
Waarom schiet het schuursponsje dan in brand en de gloeidraad niet? Zoals de leerlingen
in experiment 1 (kaarsvlam en CO₂ ) leerden, is één van de drie voorwaarden
om vuur te hebben, de aanwezigheid van zuurstof. In een glazen, peervormige gloei-
lamp zitten heel wat gassen, maar geen zuurstof. De gloeidraad zal dus alleen gloeien
(vandaar de naam), maar nooit branden!
7.2 doE-oPStELLiNG iN tEChNoPoLiS ® :
MaaK ELEKtRiCitEit
Als je een fietsdynamo te gewoon vindt, kunnen de leerlingen in Technopolis® ook
elektriciteit maken op ambachtelijke wijze: met de hand. Men neme een magneet en
een spoel …
Beweeg één van de magneten verticaal op en neer, in en uit één van
de spoelen. Lees de stroomsterkte (in milliampère) af op de stroommeter.
Doe dit ook met de andere magneet en de andere spoel.
De spoel met de meeste windingen brengt ook de grootste stroom
voort.
Michael Faraday ontdekte in de negentiende eeuw dat je elektriciteit
kunt maken door een geleider en een magneetveld ten opzichte van
elkaar te bewegen. Het maakt geen verschil of het de magneet is of de
geleider die beweegt. De beweging wekt een stroom op in de geleider.
Het hele proces heet ‘elektromagnetische inductie’. Aan die inductie
danken we zowat al onze elektriciteit (de rest komt van batterijen). In
de centrales draait een spoel tussen de polen van een magneet. Hier
beweeg je een magneet door de spoel.
25

HET
GELADEN
SPONSJE
7.3 doE hEt zELF… MaaR daN aNdERS:
zoEK dE BEStE GELEidER
+ -
• Batterij van 4,5 V
• Lampje
• Fitting voor het lampje
• Twee stukjes geïsoleerde elektriciteitsdraad
• Vier krokodillenklemmen
• Voorwerpen van verschillende materialen
• Soeplepel
• Houten lepel
• Een koperen sleutel
• Schroevendraaier
• Plaatje van plexiglas
• …
Verbind het lampje met de batterij, gebruikmakend van de elektri-
citeitsdraden en de krokodillenklemmen (zie tekening). De stroomkring
wordt gesloten en het lampje brandt.
Maak nu één elektriciteitsdraad los van de batterij en hou de soeplepel
tussen de batterijpool en de krokodillenklem. Wat gebeurt er?
Doe nu hetzelfde met de houten lepel en de rest van de voorwerpen.
Bij sommige voorwerpen gaat het lampje branden wanneer de kring
gesloten wordt, andere voorwerpen slagen er niet in om de stroomkring
te sluiten.
De soeplepel bestaat uit inox, een goede geleider van elektriciteit.
De elektriciteit geraakt tot bij de gloeidraad van het lampje waardoor
het lampje gaat branden.
Bij de houten lepel brandt het lampje niet. Hout is immers een isolator,
die geen elektriciteit geleidt. De stroomkring wordt dus niet gesloten.
Van alle opgesomde materialen, is koper de beste geleider. Stroomdraden
zijn dan ook meestal uit koper vervaardigd.
26
+ -

HET
GELADEN
SPONSJE
7.4 aChtERGRoNdiNFoRMatiE
Elektrische stroom ontstaat dankzij de beweging van vrije elektronen. Stoffen met veel
vrije elektronen zijn goede geleiders voor elektrische stroom. Materialen met weinig
vrije elektronen zijn slechte geleiders of isolatoren. In deze materialen blijven de elek-
tronen bij hun eigen atoom. Het aantal vrije elektronen per kubieke meter (het aantal
ladingsdragers per eenheid van volume) geeft aan hoe goed een materiaal geleidt.
In vaste stoffen komt het geleidingsvermogen voor elektriciteit ongeveer overeen met
het geleidingsvermogen voor warmte. Materialen die de warmte goed geleiden, zijn
meestal ook goede elektriciteitsgeleiders. De beste geleiders zijn zuivere metalen
zoals koper, aluminium en zilver.
Droog zand en de kunststof PVC geleiden de elektrische stroom niet. Vochtige aarde
en het menselijk lichaam zijn middelmatige geleiders. Drink- en regenwater bevatten
sporen van mineralen en zijn dus ook geleidend. Omdat het menselijk lichaam voor
een hoog percentage uit (zout) water bestaat is het ook geleidend. Gedestilleerd water
bevat geen mineralen en geleidt de elektrische stroom niet.
Naast het aantal ladingsdragers per eenheid van volume heeft ook de dwarsdoorsnede
van een geleider een effect op de stroomsterkte. Hoe dikker de draad, hoe
beter de geleider. Een dikkere draad zorgt immers voor een gemakkelijker doorgang
voor elektronen.
7.5 EiNdtERMEN
Bij het hoofdstuk ‘Het geladen sponsje’ past volgende eindterm:
Wereldoriëntatie (natuur – levende en niet-levende natuur)
• 1.16: De leerlingen kunnen met enkele voorbeelden aantonen dat energie nodig is
voor het functioneren van levende en niet-levende systemen en kunnen daarvan de
energiebronnen benoemen.
27

EINDTERMEN
In elk hoofdstuk werd reeds aangeduid welke specifieke eindtermen behaald worden
bij het behandelen van de betreffende wetenschappelijke thema’s. Hieronder staan
nog enkele meer algemene eindtermen die de scholenshow en het educatief pakket
kunnen helpen realiseren.
EiNdtERMEN WERELdoRiËNtatiE
1. NATUUR
1.1 De leerlingen kunnen gericht waarnemen met alle zintuigen en kunnen
waarnemingen op een systematische wijze noteren.
1.2 De leerlingen kunnen, onder begeleiding, minstens één natuurlijk verschijnsel
dat ze waarnemen via een eenvoudig onderzoek toetsen aan een hypothese.
2. TECHNIEK
2.18 De leerlingen kunnen aan de hand van voorbeelden uit verschillende toe
passingsgebieden van techniek illustreren dat technische systemen nuttig,
gevaarlijk en/of schadelijk kunnen zijn voor henzelf, voor anderen of voor
natuur en milieu.
3. MENS
3.7* De leerlingen hebben aandacht voor de onuitgesproken regels die de interac-
ties binnen een groep typeren en zijn bereid er rekening mee te houden.
5. TIJD
5.1 De leerlingen kunnen de tijd die ze nodig hebben voor een voor hen bekende
bezigheid realistisch schatten.
5.3 De leerlingen kunnen in een kleine groep voor een welomschreven opdracht
een taakverdeling en planning in de tijd opmaken.
* De attitudes worden met een asterisk (*) aangeduid.
28

tEChNoPoLiS®,
WaaR EXPERiMENtEREN FUN iS!
Fietsen op een kabel op 5 meter hoogte? Zelf een vliegtuig
aan de grond zetten? In een superzeepbel staan? Een
dutje doen op een spijkerbed? Een wandeling maken op de
Maan? ... Je kunt het zo gek niet bedenken of je beleeft het
in Technopolis®, het Vlaamse doe-centrum voor wetenschap
en technologie.
Technopolis® is geen gewoon museum, maar een doecentrum,
waar je je uitleeft in meer dan 300 experimenten.
Kinderen tussen 4 en 8 jaar kunnen zich uitleven in het
Kinder-doe-centrum, waar 90 bijkomende interactieve opstellingen
werden aangebracht op kindermaat en aangepast
aan hun leefwereld. En in de Doe-tuin kun je zelfs in openlucht
experimenteren.
Je mag hier overal je neus insteken: je voelt, probeert en
experimenteert zelf. Zo begrijp je de dingen beter en sneller
en leer je op een toffe en spannende manier iets bij over
wetenschap en technologie. Je zult merken dat wetenschap
allesbehalve saai is!
Spannende shows en toffe demo’s maken je bezoek aan
Technopolis® extra leuk. Edutainers, Technopolis® medewerkers,
laten je tijdens zo’n show of demo op een leuke manier
kennismaken met wetenschap. Zo kun je bijvoorbeeld je
haren rechtop laten zetten aan de Van de Graaff-generator.
Niet met gel of haarlak maar ... met elektriciteit! Regelmatig
staan er nieuwe shows en demo’s op het programma.
Technopolis® trekt er ook regelmatig op uit! Kinderhappenings,
beurzen, evenementen voor het grote publiek ...
Afhankelijk van het soort evenement, zijn we aanwezig met
een stand, een wetenschappelijke doe-hoek, opstellingen
met experimenten, de TechnoVelo® of de wetenschapstruck
MysteriX® .
Voor scholen heeft Technopolis® een uitgebreid educatief
aanbod. Educatieve pakketten en werkboekjes, educatieve
parcours, wetenschapstheater, een wetenschapstruck,
sessies gegeven door edutainers in de school zelf,... Leerkrachten
uit zowel het basis- als het secundair onderwijs
gebruiken het educatief materiaal van Technopolis® om de
wetenschappelijke of technologische lessen aantrekkelijker
te maken.
Op www.technopolis.be vind je gratis downloadbaar
educatief materiaal en meer informatie over het educatieve
aanbod van Technopolis®.
Wil je nog meer experimenteren? Neem dan een kijkje op
www.experimenteer.be. Je vindt er heel wat leuke proefjes
die je thuis of in de klas zelf kunt doen.
Meer info? Surf: www.technopolis.be of bel: 015 / 34 20 00.
Technopolis®, Technologielaan, 2800 Mechelen
29

“hoE zit dat?!”
Basisonderwijs (3de - 4de - 5de en 6de leerjaar)