QLAB TWENTE: QUANTUM OUTREACH LAB VOOR MIDDELBARE SCHOLIEREN
Ben je natuurkundedocent en wil je je leerlingen wat hands-on experience geven over quantum? Bezoek dan gratis het Qlab van de Universiteit Twente!
In ons Qlab kunnen leerlingen uit vwo 5/6 experimenten uitvoeren om zich wat meer te verdiepen in de quantum concepten die ze op school leren. De practica sluiten naadloos aan op het domein quantumwereld en zijn daarmee een ideale voorbereiding op het eindexamen.
Voor de jongere leerlingen bieden wij een workshop aan over quantumcrytografie. Deze workshop is vakoverstijgend, maar ideaal om de nieuwsgierigheid naar techniek te prikkelen!
QUANTUM PRACTICUM VOOR 5/6 VWO
Voor leerlingen uit 5/6 vwo hebben wij verschillende practica over quantumconcepten uit het natuurkunde curriculum, die kunnen helpen om het begrip hierover te vergroten. Momenteel hebben wij practica over de volgende onderwerpen:
Dit experiment onderzoekt het spectrum van een waterstoflamp met behulp van een spectroscoop. Begrippen die aan bod komen:
- Interferentie (constructief en destructief)
- Diffractie
- sin(α_n )=(n⋅λ)/d
- Rekenen aan maxima bij een tralie
- Interferentiepatronen interpreteren als waarschijnlijkheidsverdeling
- Discrete energieniveaus
- Foton energie E=h⋅f
- E_n= -13,6 1/n^2 (in eV)
Dit experiment onderzoekt het verband tussen de kans op tunneling en de breedte van de barrière. Begrippen die aan bod komen:
- Prisma
- Totale interne reflectie
- Grenshoek
- Tunneling
- Invloed breedte barrière
- Waarschijnlijkheidsverdeling
Dit experiment onderzoekt welk materiaal er in de vacuumbuis zit met behulp van het foto-elektrisch effect.
- Foto-elektrisch effect
- Foton energie E=h⋅f
- Uittree arbeid
- Kathode/anode
- Vrij elektron
- ΔE_el=qU
- E_kin≤E_f-W_u
Dit experiment onderzoekt het absorptiegedrag van printerinkt (cyanine-kleurstoffen) met behulp van een transmissie spectrometer. Begrippen die aan bod komen:
- Golfkarakter van materie/elektronen
- Deeltje in een doosje
- Quantisatie
- Energieniveaus
- Pauli principe (één elektron per toestand)
- E_n=(n^2 h^2)/(8mL^2 )
- Lichtspectrum
Dit experiment onderzoekt het verband tussen de kleur van een LED en de drempelspanning. Hieruit wordt vervolgens de constante van Planck bepaald. Begrippen die aan bod komen:
- Banddiagram
- Valentieband, geleidingsband, band gap
- Energiebanden
- Energieniveaus
- Uitsluitingsprincipe van Pauli
- Foton energie E=h⋅f
- Constante van Planck
QUANTUMCRYPTOGRAFIE WORKSHOP VOOR KLAS 3-6
Voor leerlingen zonder quantum voorkennis hebben we een workshop ontwikkeld over quantumcryptografie. Tijdens deze workshop bouwen leerlingen zelf een opstelling om het BB84 protocol (het bekendste quantum key distributie protocol) na te bootsen, en hiermee een geheime code te ontcijferen. Tijdens de workshop leren leerlingen wat licht is, wat het begrip polarisatie betekent en denken ze kritisch na over het belang van goede cryptografie bij de opkomst van quantum technologie.
Uiteraard is deze workshop ook mogelijk ter aanvulling op het practicum voor 5/6 VWO.
Programma
Een Qlab workshop is gratis en volledig in te richten naar de wens van de docent. Naast het uitvoeren van het practicum of de cryptografie workshop bieden wij de mogelijkheid tot:
- Een demonstratiepracticum (bijvoorbeeld het dubbelspleet experiment)
- Een rondleiding door het Nanolab en laboratoria
- Campusrondleiding
- Studievoorlichting
Een voorbeeldprogramma* ziet er als volgt uit:
- 10:00 Introductie en demonstratiepracticum
- 10:30 Quantum experimenten
- 12:30 Pauze
- 13:15 Rondleiding langs laboratoria en het Nanolab
- 13:45 Practicum over quantumcryptografie
- 14:45 Afsluiting
- 15:00 Einde
* Dit is slechts een voorbeeldprogramma. Tijden worden uiteraard afgestemd. Zo is het mogelijk om een dagdeel langs te komen, maar een volledig dagprogramma behoort ook tot de mogelijkheden. De workshops worden verzorgd op maandag, woensdag of donderdag. We verzorgen geen lunch tijdens de workshop. Leerlingen dienen hun eigen lunch mee te nemen.
Interesse in workshop(s) in het Qlab
Wil jij met jouw klas langskomen voor een workshop of heb je een vraag over de workshop? Vul onderstaand formulier in en dan nemen we zo snel mogelijk contact met je op.
