Natuurkunde-onderwijs op afstand

‘Staande golven onderzoek je vrij eenvoudig met een elektrische tandenborstel en een elastiek’

De ontwikkeling van experimentele vaardigheden is belangrijk voor natuurkundestudenten. Maar hoe laat je ze daarmee kennismaken als je geen lab tot je beschikking hebt? Met huis-tuin-en-keukenspullen kom je een heel eind, zo laten docenten aan de Universiteit Utrecht zien.

Vanuit huis

“Voer een practicumonderzoek uit met het thema golven of optica en bedenk de opstelling helemaal zelf”, zo luidde de opdracht die eerstejaarsstudenten kregen toen de cursus Golven en Optica in blok 4 van start ging. Tot dusver klinkt dit misschien niet bijzonder, ware het niet dat de studenten het practicum thuis moesten uitvoeren, zonder de faciliteiten van een lab. De nieuwe aanpak is een groot succes, vinden docenten Elena Popa en Rupert Holzinger. “Studenten komen met ontzettend leuke ideeën.”

Fun and creative ideas

Sommige studenten probeerden bijvoorbeeld te begrijpen wat er nodig is om een zwart gat te fotograferen of om de straling van een magnetron te detecteren. Of ze keken naar atmosferen van exoplaneten. Anderen kozen voor een praktisch experiment: zoals met een laser op een kanaal in Amsterdam uitzoeken of de aarde plat is of niet, plasma maken in een magnetron, een zelfgemaakte spectrometer bouwen of het harmonische spectrum meten van een gitaar. 

Ik vind het erg leuk dat we zoveel vrijheid krijgen

Jochem Lange, student

Meer vrijheid

Studenten Tim de Greef en Jochem Lange zijn erg enthousiast over de cursus: “Ik vind het erg leuk dat we zoveel vrijheid krijgen”, zegt Jochem. “Normaal gesproken zouden we in een lab een opstelling nabouwen, maar nu mogen we het echt helemaal zelf verzinnen.” Ook Niels Hoogendoorn en Erik Griffioen vertellen enthousiast via Teams over de installatie die ze inmiddels thuis aan het bouwen zijn. “Het is allemaal iets lastiger, omdat er geen begeleider is die meekijkt. Maar het is wel leuker”, aldus Niels.

Lego en een scheerspiegel

Niels en Erik willen een Schlierenfoto maken van geluid. Daarvoor gebruiken ze onder andere een scheerspiegel en een waxinelichtje. De toongenerator die nodig is voor het experiment konden ze lenen van de universiteit. Bij de opstelling van Tim en Jochem komt Lego goed van pas. Zij proberen de bewegingen die een vallende druppel in siliconengel veroorzaakt vast te leggen met hun telefoon. “We kwamen erachter dat je de camera dan heel stil moet houden. Met Lego konden we een perfect passende houder maken.”

Brievenbuspakketjes over de hele wereld

Vanwege corona zitten UCU-studenten die zich ook voor de cursus hebben ingeschreven, vast in hun thuisland, zoals in Spanje. Of India. Daardoor konden ze geen essentiële instrumenten of materialen van de campus ophalen. In plaats daarvan stuurde docent Nadine van der Heijden hen brievenbuspakketjes met essentiële benodigdheden voor de bouw van twee experimentele opstellingen. Dat vergde wat creativiteit, maar het resultaat is bijzonder: “Een onderzoek naar staande golven doe je bijvoorbeeld vrij gemakkelijk met een elektrische tandenborstel en een elastiek. En met je eigen haar en een simpele laserpen kun je heel gemakkelijk diffractiepatronen bestuderen.”