Tijd en tijdmeting
Al millennia lang wordt de tijd gemeten en worden apparaten daartoe geijkt. Deze collectie omvat een doorsnede van de methodes en apparaten om tijd te meten en weer te geven. De collectie bevat traditionele objecten voor tijdmeting zoals zonnewijzers, kalenders en enkele zandlopers. Daarnaast zijn ook de meer moderne vormen van tijdmeting vertegenwoordigd, zoals verschillende soorten mechanische uurwerken (slingeruurwerken en veeruurwerken), elektrische uurwerken, digitale uurwerken, schakelklokken en horloges.
Astronomie
Deze collectie bevat instrumenten voor astronomisch onderzoek, waarneming en onderwijs. Deze collectie onderbouwt ook de wetenschappelijke kant van de collecties ‘Tijd en tijdmeting’ en ‘Landmeetkunde en navigatie’. De collectie bestaat uit telescopen, astrolabia, sterrenkaarten en hemelglobes. Het gaat hier om een tijdsbeeld te geven van de astronomie als wetenschap.
Elektriciteitsleer en magnetisme
Deze collectie bestaat uit demonstratie-, onderzoeks- en meetinstrumenten op het gebied van de elektriciteitsleer en magnetisme, vanaf het ontstaan van dit vakgebied in de achttiende eeuw tot nu. De collectie telt verschillende meetinstrumenten (volt, ampère, watt, oscilloscoop), onderdelen van elektrische schakelingen (condensatoren, commutatoren, batterijen, schakelaars, transformatoren), demonstratie-instrumenten (elektriseermachine, diverse magneten, elektromagneten) en onderzoeksinstrumenten (gasontladingsbuizen, kathodestraalbuizen, Crookse buizen, Leidse flessen). De gasontladingsbuizen en kathodestraalbuizen binnen deze kerncollectie laten de typerende verschijnselen van elektronen en atomen laten zien. Speciaal de verschillende soorten buizen speelden historisch een grote rol in de verschijnselen die het atoomtheorie onderbouwden.
Geluidsleer
De collectie bestaat voornamelijk uit objecten voor onderzoek en demonstraties van het verschijnsel geluid sinds het einde van de negentiende eeuw. Onder andere stemvorken, orgelpijpen, sonometers, sirenes, toongeneratoren. De collectie vormt de natuurkundige basis voor de collecties ‘Opname- en afspeelapparatuur’ in de collectiegroep Beeld & geluid.
Hydrostatica
In deze collectie bevinden zich objecten die gebruikt werden voor onderzoek en demonstratie van de hydrostatica, het vakgebied waarin de eigenschappen en het gedrag van vloeistoffen onderzocht worden. De collectie bevat voornamelijk demonstratie-apparaten, zoals communicerende vaten, hydraulische persen en pompen.
Landmeetkunde en navigatie
Deze collectie bestaat uit objecten gebruikt bij landmeetkunde en navigatie ter land, ter zee en in de lucht sinds het begin van de 18e eeuw. De collectie bevat uiteenlopende instrumenten voor dit doel, zoals kompassen, een sextant, boussoles, globes, kaarten en (modellen van) hoekmeetinstrumenten.
Optica en atoomfysica
De optica beschrijft het gedrag en de eigenschappen van licht. Atoomfysica is de tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met de kleinste deeltjes waaruit materie is opgebouwd; de eigenschappen van atomen en moleculen worden met hun lichtverschijnselen en spectra onderzocht. De collectie bevat vooral optische instrumenten: lenzen, prisma’s, spiegels, diafragma’s en lasers om de baan van lichtstralen te onderzoeken en te demonstreren. Verder bevat de collectie instrumenten waarin optica toegepast wordt, zoals microscopen, verrekijkers, brillen en vergrootglazen. Met spectroscopen, spectrografen, polarisatiefilters en colorimeters kunnen de eigenschappen van licht en materie onderzocht worden. Objecten specifiek behorende bij atoomfysica zijn onder andere geigermülllertelbuizen.
Thermodynamica
Thermodynamica is het onderdeel van de natuurkunde dat zich bezighoudt met de invloed van temperatuur, druk en volume op vloeistoffen en gassen. De collectie bestaat uit thermometers, thermoscopen en thermozuilen, die te maken hebben met temperatuur en temperatuurverschillen; een aantal toestellen (o.a. van ’s Gravesande) die volumeverschillen en uitzetting aantonen en verduidelijken; en instrumenten die onderzoek en demonstraties van thermodynamica ondersteunen, zoals branders.
De collectie bevat ook ruim 100 thermometers, waarvan iets meer dan de helft uit de collectie van de voormalige Stichting NMI Museum IJkwezen afkomstig is. Dit onderdeel van de collectie geeft een historisch overzicht van thermometers en gebruikte temperatuurschalen en bevat sets van precisie thermometers ten behoeve van ijking.
Meteorologie
Deze collectie bestaat uit objecten voor onderzoek van en metingen aan het weer, zoals barometers, barografen, meteorograaf, hygrometers, radiosondes, regenmeter, zonneschijnmeter sinds het begin van de achttiende eeuw.