Wat bestaat er tussen kristal en vloeistof?
1 / 19
Lesson duration is: 25 minIntroduction
Wat zit er eigenlijk tussen een kristal en een vloeistof? In deze interactieve les maken leerlingen kennis met liquid crystals: bijzondere materialen die eigenschappen van vaste stoffen en vloeistoffen combineren. Vanuit het deeltjesmodel ontdekken leerlingen het verschil tussen isotrope en anisotrope stoffen en zien ze hoe deze eigenschappen worden toegepast in onder andere beeldschermen, slimme ramen en nieuwe haptische technologie. Met actieve opdrachten wordt de stap gemaakt van scheikundige basiskennis naar moderne materiaalkunde en technologie.
Instructions
Voorkennis van leerlingen
De les vraagt geen specifieke voorkennis van leerlingen.
Voorbereiding van de docent
Neem de les een keer door.
Leerdoelen/vaardigheden
Kerndoel 20B: De leerling verkent en reflecteert op mogelijkheden om bij te dragen aan de samenleving.
Kerndoel 28C: De leerling toont inzicht in hoe mensen omgaan met diversiteit in de samenleving.
Kerndoel 31A: De leerling toont inzicht in deeltjes, faseovergangen, scheidingsmethoden en chemische reacties en experimenteert met deze verschijnselen en methoden.
Kerndoel 28C: De leerling toont inzicht in hoe mensen omgaan met diversiteit in de samenleving.
Kerndoel 31A: De leerling toont inzicht in deeltjes, faseovergangen, scheidingsmethoden en chemische reacties en experimenteert met deze verschijnselen en methoden.
Aansluiting curriculum
Deeltjesmodel, aggregatietoestanden en faseovergangen, stofeigenschappen en structuur-eigenschapsrelaties.
Feedback
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!
ut.onl/docent4tu
Items in this lesson
Slide 1 - Slide
This item has no instructions
Slide 2 - Slide
Verander de iconen en tekst zodat deze slide aansluit bij de elementen die in jouw les voorkomen.
Slide 3 - Slide
This item has no instructions
Slide 4 - Slide
This item has no instructions
Slide 5 - Slide
De voorkennis wordt samen met de leerlingen besproken. Het idee is om dit zo interactief mogelijk te maken. Je kan zelf kiezen hoe je dit doet, maar het beste is om even de leerlingen het te laten opschrijven, en dan 2 leerlingen te kiezen om dit hard op te zeggen. Dan daarna deze antwoorden bespreken.
Laat leerlingen dit stap voor stap zeggen.
Voorbeeld van een antwoord:
Moleculen bewegen niet en staan vast in een rooster --> Moleculen bewegen een klein beetje en gaan zich anders oriënteren (staan nog wel stationair) --> Moleculen bewegen zich vrij op hun plek en oriënteren zich random --> Moleculen bewegen door elkaar en de ruimte tussen de moleculen neemt toe.
Leg de nadruk op het feit dat er een tussenfase is.
Slide 6 - Slide
Met dit plaatje kan de link worden gelegd naar de vorige slide en naar Liquid Crystals.
Gebruik hier de kristalstructuur als vaste stof.
Leg hier dan ook kort de moeilijke woorden uit:
- Kristallijne stof:
Alle atomen zijn regelmatig op een vaste plek en op een herhalende plek aanwezig. Afhankelijk van het rooster kan het ani- of isotropisch zijn.
- Anistropisch:
Er is een geordende structuur, de atomen hebben allemaal dezelfde richting. De atomen zijn in een rooster en hebben een vaste plek (liquid crystal)
- Isotropisch:
De atomen in de stof hebben een willekeurige oriëntatie. Maar de atomen kunnen nog wel op 1 vaste plek staan.
Slide 7 - Slide
De moeilijke begrippen zijn door de docent uitgelegd. Laat iedere leerling één langwerpig molecuul voorstellen; denk aan een spaghettisliert. De leerlingen geven met hun gestrekte armen de richting vanhet molecuul aan en gaan als groep zo staan dat een isotrope, anisotrope of kristallijne structuur ontstaat. Laat de groep saarna uitleggen waarom voor deze ordening is gekozen.
In de volgende slide staan de antwoorden, ook hieronder staan ze uitgelegd!
De leerlingen strekken hun armen zodat ze duidelijk een richting kunnen aangeven. Ze hebben hier ongeveer 3 minuten de tijd voor.
Het doel is dat ze dan zelf ontdekken hoe de fases ingedeeld zijn.
- Isotropisch:
Een stof die in elke richting dezelfde eigenschappen heeft, betekent dat de leerlingen dus allemaal een willekeurige richting aangeven. Vaak is dit een vloeistof.
- Anistropisch:
Er is een geordende structuur, de atomen hebben allemaal dezelfde richting. De atomen zijn in een rooster en hebben een vaste plek (liquid crystal)
- Kristallijne stof
Alle atomen zijn regelmatig op een vaste plek en herhalende plek aanwezig. Afhankelijk van het rooster kan het ani- of isotropisch zijn.
Slide 8 - Slide
De moeilijke begrippen worden door de docent uitgelegd. Laat iedere leerling één langwerpig molecuul voorstellen; denk hierbij aan een spaghettisliert. De leerlingen geven met hun gestrekte armen de richting van het molecuul aan en gaan als groep zo staan dat een isotrope, anisotrope of kristallijne structuur ontstaat. Laat de groep daarna uitleggen waarom voor deze ordening is gekozen.
De leerlingen mogen hierna zelf de link leggen welke fase hierbij hoort.
De leerlingen strekken hun armen zodat ze duidelijk een richting kunnen aangeven. Ze hebben hier ongeveer 3 minuten de tijd voor.
Het doel is dat ze dan zelf ontdekken hoe de fases ingedeeld zijn.
- Isotropisch:
Een stof die in elke richting dezelfde eigenschappen heeft, betekent dat de leerlingen dus allemaal een willekeurige richting aangeven. Vaak is dit een vloeistof.
- Anistropisch:
Er is een geordende structuur, de atomen hebben allemaal dezelfde richting. De atomen zijn in een rooster en hebben een vaste plek (liquid crystal)
- Kristallijne stof
Alle atomen zijn regelmatig op een vaste plek en herhalende plek aanwezig. Afhankelijk van het rooster kan het ani- of isotropisch zijn.
Slide 9 - Slide
Het is aan de docent hoe de les in te delen. Als je dit interactief wilt maken, houd je slide 9 erin. Wil je dit niet, dan sla je deze slide over.
Daarna geef je, op de volgende slide, de antwoorden
Slide 10 - Slide
De officiële definitie is:
Een unieke aggregatietoestand van materie die eigenschappen van vaste kristallen en vloeistoffen combineert.
In de slide staat een makkelijkere versie hiervan.
Slide 11 - Slide
Vertel hier over waar de liquid crystals gebruikt voor kunnen worden. Vul het eventueel met eigen voorbeelden aan
- Scherm technologie:
LCD-schermen werken doordat LC's de lichtbron manipuleren; hierdoor kunnen ze verschillende kleuren geven. Maar ook het nieuwe glas van Samsung (Prive glass) is gemaakt doro middel van LC. - Slimme ramen/glazen & vizieren:
Denk aan blauwfilterbrillen voor laptops. Hierdoor hebben mensen er minder last van schermvermoeidheid. Maar kan ook gezorgd worden dat je 1 kant van het glas wel in kan kijken, en de andere kant niet.
Slide 12 - Slide
- Inkt & Verf:
Verf en inkt die van kleur veranderen bij temperatuurverschillen, en lichtinval. Zo hebben auto's nu al 7 verschillende tinten, afhankelijk van het weer. - Haptische Feedback:
LC's zetten een input om in een signaal. Dit kan in allerlei vormen, muizen voor laptops hebben het, de smartring van Samsung heeft het bijvoorbeeld.
Slide 13 - Slide
De opdracht duurt 5 minuten max. De leerlingen gaan in groepjes van 3, of zoals u het wilt indelen, samenwerken om de 2 vragen op de volgende slide, te beantwoorden.
U kunt extra context geven, zoals het feit dat dit in samenwerking met Google Maps wordt ontwikkeld. Of u het helemaal open laten. Dat is aan u.
Slide 14 - Slide
Laat leerlingen dit opschrijven op een A4'tje, zodat het makkelijk checken is of ze daadwerkelijk aan het werk zijn!
Bespreek de suggesties van de groepjes klassikaal.
Hieronder kort een paar uitgewerkte ideeën:
1. De plaats van trilling binnen de ring: links, rechts, boven, onder, voor (ana de kant van het laatste vingerkootje) of juist achterkant van de ring (dicht bij de handpalm).
2. Korte, lange trillingen. Trillingen met pauze ertussen.
3. Variërend van plek van trilling: van links naar rechts of juist van achter naar voren kan richting aangeven.
4. Variatie in de druk waarmee de trilling wordt overgebracht.
Slide 15 - Slide
This item has no instructions
Slide 16 - Slide
This item has no instructions
Slide 17 - Slide
Link naar vragenlijst voor docenten:
ut.onl/docent4tu
Slide 18 - Slide
Link naar vragenlijst voor leerlingen:
ut.onl/leerling4tu
Slide 19 - Slide
This item has no instructions
