Natuurkunde is de wetenschap die gaat over alles van het universum (inclusief het ontstaan daarvan!) en probeert te onthullen hoe alles werkt. Zo kunnen we begrijpen hoe de wereld in elkaar zit, zoals waarom je met losse handen kan fietsen, maar ook kunnen we nieuwe en vette technische snufjes met natuurkunde ontwikkelen zoals smartphones. In deze Natuurkunde Top 10 komen een aantal interessante onderwerpen voorbij. Klik op het onderwerp om er meer over te weten te komen. Heb je een leuke vraag of suggestie? Stel hem dan onderaan deze pagina en misschien maken we er een nieuw item voor!

1. Lichtsnelheid, Tijdreizen & GPS

Wist je dat licht niet meteen in je oog is zodra je een lamp aandoet? Licht heeft tijd nodig om van A naar B te komen. Het reist zo snel (met wel 299 792 458 meter per seconde, dat is meer dan 7 keer de aarde rond per seconde!) dat we dat nauwelijks merken. Op grotere afstanden, zoals de afstand tussen sterren, kunnen we dat wel meten. Het licht van de zon heeft bijvoorbeeld ongeveer 8 minuten nodig om de aarde te bereiken. Dus de zon is al boven de horizon vlak voordat je hem ziet opkomen. Dan lijkt licht toch best langzaam, maar tot op vandaag is er nog niets gevonden wat sneller dan het licht kan reizen. Sterker nog, Einstein ontdekte dat als je sneller dan het licht zou gaan, zoals in deze video, je misschien terug in de tijd gaat!

Waarom kan je tijdreizen door snel te bewegen en hoe gebruik je dat voor GPS? Lees verder!

2. Zwaartekracht & Zwaartekrachtsgolven

De natuurkracht die het meest opvallend is in ons dagelijks leven is zwaartekracht die ervoor zorgt dat je niet van de aarde afvalt. Maar van alle natuurkrachten is deze eigenlijk het slechtst begrepen (niet in deze video, maar ook door wetenschappers!). Waarom een appel uit de boom kan vallen is een vraag waar niet alleen Newton en Einstein zich over hebben gebogen, maar waar nu nog steeds onderzoek naar gedaan wordt.

Wat hebben Newton en Einstein hierover bedacht en wat wordt er nu nog aan onderzocht? Lees verder!

3. Aardappels & Batterijen

Je kunt met aardappels niet alleen heel lekkere friet maken, maar je kan er ook elektrische energie uit halen. Dat komt door een reactie die je op gang kan brengen door speciale soorten metaal te gebruiken.

Hoe werkt dat precies? Je kan thuis ook een aardappelbatterij maken. Lees verder!

4. Zombiekatten, Hacken & Quantumcomputers

Bij een lastige puzzel ben je vaak veel tijd kwijt met het één voor één uitproberen van verschillende oplossingen. Dat probleem heeft een computer ook; een computer kan zo’n oplossing dan wel veel sneller testen, maar ook de computer moet de oplossingen één voor één uitproberen. Een quantumcomputer heeft dat probleem niet omdat die in één poging alle oplossingen tegelijk uitprobeert. Vervolgens verschijnt alleen de juiste oplossing op je beeldscherm.

Hoe werkt dat? En wat heeft dat met Zombiekatten en hacken te maken? Lees verder!

5. Teleportatie

We denken allemaal wel eens “kon ik maar teleporteren”. Bijvoorbeeld als je wind tegen hebt op de fiets of te laat gaat komen of even snel een kijkje wilt nemen op de maan. Helaas is teleportatie van mensen nog science-fiction. Of toch niet? We zijn nog erg ver weg van het teleporteren van mensen, maar er zijn al kleine deeltjes geteleporteerd tussen twee Canarische eilanden op 142 kilometer afstand!

Hoe hebben ze dat gedaan en waneer kunnen wij zelf teleporteren? Lees verder!

6. Zelf een zon maken

Hoewel de zon ongeveer 150 miljoen kilometer van de aarde verwijderd is, levert hij ons nog steeds heel veel energie. Daar maken we op allerlei verschillende manieren gebruik van. De zon is niet alleen een lamp, maar levert ook warmte en energie voor planten om te groeien. Daarnaast kunnen we zonlicht ook gebruiken om elektriciteit op te wekken. Maar het lastige is dat de zon iedere avond weer onder gaat, terwijl we dan juist veel elektriciteit nodig hebben. Daarom proberen onderzoekers nu een mini-zon op aarde te maken om daaruit elektrische energie te halen.

Is dat niet gevaarlijk? En hoe werkt een zon eigenlijk? Lees verder!

7. Niets is kouder dan -273 graden Celsius

Een koelkast zorgt dat de temperatuur binnen een aantal graden lager is dan de temperatuur buiten de koelkast. Dus wat als je een kleine koelkast in een grote koelkast zet? Dan wordt het extra koud in de kleinste koelkast, geen verassing. Dat is ook hoe onderzoekers dingen heel koud maken. Maar wat gebeurt er als je daar weer een grotere koelkast omheen bouwt, en daaromheen weer, en zo nog even doorgaat? Op een bepaald moment wordt het in de binnenste koelkast niet kouder dan -273 graden Celcius!

Hoe komt dat? Lees verder!

8. Door muren lopen & de kleinste computerchip

Nou moet het niet gekker worden. Tijdreizen, zombiekatten, teleportatie en nu gaan we ook nog eens beweren dat je door muren kan lopen? Ja! Nou, wij mensen misschien nog niet, maar hele kleine deeltjes zoals elektronen kunnen dat wel als de muur dun genoeg is. Dat noemen we tunnelen; de deeltjes doen alsof er een tunnel door de muur is, maar die is er helemaal niet. Dat zorgt voor problemen in het maken van de kleinste computerchip (dat is een onderdeel van een computer waar stroompjes lopen om berekeningen te doen), want als de electrische draden in een chip te dicht bij elkaar komen te liggen, kunnen de stroompjes plotseling van draad wisselen! Gelukkig kunnen we dat tunnelen juist weer gebruiken om een nieuw soort chip te maken.

Toevallig heeft dit weer alles te maken met die zombiekatten. Lees verder!

9. Supergeleiding, MRI scanners & de zwevende trein

Een ander probleem van computer chips is dat ze steeds heter worden als we ze kleiner maken. De electronen moeten namelijk door dunnere draadjes en daardoor hebben ze meer wrijving. Dat probleem heb je niet alleen in chips, maar ook in MRI scanners die in ziekenhuizen gebruikt worden. Een MRI scanner wordt in ziekenhuizen gebruikt om in je lichaam te kijken (zonder het open te maken) en heeft een heel sterk magnetisch veld nodig, wat door electronen gemaakt wordt die in een cirkel bewegen. Een supergeleider is een materiaal waar electronen zonder wrijving doorheen kunnen bewegen en dus heel handig als je sterke magneetvelden nodig hebt.

Hoe werkt een supergeleider en waarom kan je daar een trein (of een kikker!) mee laten zweven? Lees verder!

10. Waarom je niet van je fiets valt

Oke, het is misschien lang niet zo futuristisch als teleportatie of tijdreizen, maar juist achter zoiets simpels als fietsen zit interessante natuurkunde. Zo interessant zelfs dat er, nog niet eens zo heel lang geleden, wetenschappelijk onderzoek naar is gedaan.

Weet jij waarom je niet van je fiets valt? Hint: het heeft niets met zombiekatten te maken. Lees verder!