Natuurkunde 2012
Natuurkunde is uitdagend vanwege de diepe vragen, die te maken hebben met onze plaats in het universum, maar ook vanwege de toepassingen die leiden tot nieuwe producten. Je leert deze twee aspecten zien aan de hand van een moderne ontwikkeling in de wetenschap: de nanotechnologie.
Nanotechnologie
Dit is een gebied van onderzoek dat als doel heeft om machientjes te bouwen met behulp van individuele atomen en moleculen. Op die kleine schaal wandelen we een wereld binnen die niet meer aan de ons bekende natuurwetten gehoorzaamt, maar waar de dingen zich gedragen volgens de vreemde wetten van de kwantummechanica.
Er zijn vijf bijeenkomsten, die twee maal een hele dag beslaan en drie maal een middag. Gedurende een bijeenkomst worden blokken hoorcollege gegeven, is er gelegenheid tot zelf werken met de theorie in een werkgroep, worden experimenten gedaan en is er ruimte voor discussie
Globale indeling van de colleges
Er zullen vijf bijeenkomsten zijn, die twee maal een hele dag beslaan en drie maal een middag. Gedurende een bijeenkomst worden blokken hoorcollege gegeven, is er gelegenheid tot zelf werken met de theorie in een werkgroep, worden experimenten gedaan en is er ruimte voor discussie. Hieronder volgt een globale indeling van onderwerpen.
College I (dinsdag 10 januari 2012, 09:30-20.00 uur)
Start van het Lapp-Top programma: Enkele woorden over het doel en de opzet van het universiteitsbrede Lapp-top programma.
Inleiding: Het doel en de opzet van de cursus van Natuurkunde worden besproken. Het begrip nanotechnologie wordt duidelijk gemaakt.
Spoedcursus kwantummechanica: Om echt te begrijpen hoe de natuur werkt op zeer kleine schaal moet je wat theorie beheersen: het zal blijken dat we in een bizarre wereld leven. Er zal ruimte zijn voor discussie en zelf werken aan het oplossen van problemen.
De rastertunnelmicroscoop:De werking van één van de belangrijkste instrumenten in het laboratorium wordt verklaard.
Bouwen van een piëzogestuurde motor:Je gaat zelf aan de slag om een van de essentiële onderdelen van een rastertunnelmicroscoop – een piëzomotor – te bouwen.
Diner: We sluiten af met een gezamenlijk diner bij een studentenvereniging onder begeleiding van enkele studenten die beschikbaar zijn voor alle mogelijke vragen over een studie natuurkunde en het studentenleven.
College II (dinsdag 17 januari 2012, 14.00-17.30 uur)
Klein, kleiner, kleinst: Wanneer een stuk metaal in als maar kleinere stukjes wordt gesneden veranderen de eigenschappen als gevolg van de kwantummechanica.
Spoedcursus kwantummechanica ( 2 ) en werkgroep
College III (dinsdag 24 januari 2012, 14.00-17.30 uur)
Bouwen van een piëzogestuurde motor (slot).
Metaaldraden met een dikte van slechts één atoom. De dunste metaaldraad bestaat nog slechts uit een enkel atoom. Het is mogelijk die draden te maken, maar ze hebben uitzonderlijke eigenschappen.
College IV (dinsdag 31 januari 2012, 14.00-17.30 uur)
Spoedcursus kwantummechanica ( slot ) en werkgroep.
Waarnemen en manipuleren van atomen. De technieken waarmee individuele atomen kunnen worden gezien en verplaatst, worden besproken.
Discussiebijeenkomst. De voor- en nadelen van de mogelijkheden die nanotechnologie bieden worden besproken.
College V (dinsdag 7 februari 2012, 10.00-17.30 uur)
Het laboratorium: Dit zal een groot deel van de dag beslaan. We gaan op bezoek in het laboratorium van de Universiteit Leiden en bekijken een aantal experimenten. Je gaat ook zelf experimenteren met een van de beschikbare onderzoeksinstrumenten.
De industrie: een afgestudeerde natuurkundige die nu werkzaam is in het bedrijfsleven komt vertellen over zijn werk en de relatie daarvan met het onderzoek aan de universiteit. Toekomstperspectief: Waar gaat het heen met de nanotechnologie, wat mogen we op korte of iets langere termijn verwachten?
Afsluiting
SLU's, motivatiebrief, toelating
Studielasturen (slu’s)
Wanneer je deelneemt aan dit programma in Leiden bedraagt de door de school erkende studielast 25 uur. Het is mogelijk om een van de onderwerpen verder uit te diepen en een profielwerkstuk van te maken. Neem hiervoor contact op met een van de docenten van de opleiding Natuurkunde en met je eigen vakdocent.
Motivatiebrief
Schrijf een brief van ongeveer 300 woorden, maximaal één A-viertje, waarin je iets over jezelf vertelt en uitlegt waarom jij graag aan dit programma zou willen deelnemen.
Toelating
Tot het programma worden alleen leerlingen uit 5 en 6 vwo toegelaten. Bij gelijke geschiktheid van de aangemelde leerlingen zal een loting plaatsvinden om te bepalen welke leerlingen deel mogen nemen aan het programma.