Fiches experimenten voorstelling wetenschappen

Draaispiegel
Bij dit experiment gaan we verklaren hoe het beeld bij spiegels gevormd wordt.
Benodigheden:
Werkwijze:
1. Neem het geheel vast bij het stokje en hou het
wat schuin naar omhoog.
2. Laat iemand in de spiegel kijken met de snijlijn
van de spiegels verticaal gedraaid.
3. Draai nu de spiegel langzaam rond.
Wat neem je waar als je de spiegel 90° draait?
Als je de spiegel 90° draait, dan zie je jezelf ondersteboven.
Waarom werkt het?
Dit verschijnsel kunnen we verklaren door middel van de terugkaatsingswetten. Één van
deze drie terugkaatsingswetten zegt dat de invalshoek (α) gelijk is aan de
terugkaatsingshoek (β) . (zie rode aanduidingen op de tekening)
Een lichtstraal afkomstig van ons voorhoofd valt in op de spiegel en wordt teruggekaatst.
Deze teruggekaatste straal valt in op de andere spiegel en wordt weer teruggekaatst. Deze
teruggekaatste straal nemen we waar. (Analoog voor je neus)
Je neemt je hoofd ondersteboven waar doordat het beeld van je neus zich boven het beeld
van je voorhoofd bevindt.
α
β
Verklaring van de terugkaatsingswetten
Hoe komt het dat de invalshoek even groot is als de terugkaatsingshoek? Deze vraag hangt
samen met de vraag ‘Wat is licht eigenlijk?’ Licht is een mysterieus iets. Je kunt het niet
horen, voelen of uit elkaar halen om te onderzoeken. Je kunt licht zelfs niet zien! Kijk maar
eens van opzij naar een lichtbundel in een stofvrije kamer met zwarte wanden: die
lichtbundel zie je niet! Alleen als er stof in de kamer zweeft, zie je ‘iets’, nl. het licht dat door
het stof verstrooid wordt. Maar … zie je dan het licht of het stof?
Vroeger dacht men dat het oog lichtstralen zou
uitzenden en dat voorwerpen zo konden gezien
worden. Maar waarom zie je dan niets in het
duister? Later is men gaan inzien dat een voorwerp
waarop licht invalt lichtstralen terugkaatst,
waardoor we het voorwerp kunnen zien. In de 17de
eeuw geloofde men dat zo’n lichtstraal bestond uit
achter elkaar vliegende lichtdeeltjes (fotonen). Dat
is de deeltjestheorie. Met die theorie kun je
begrijpen waarom lichtstralen zich rechtlijnig voortbewegen en kun je de wetten van de
terugkaatsing verklaren.
Vergelijk het met biljarten: een bal (lichtdeeltje) volgt daar ook een rechte baan en als je een
bal (zonder effect) op een band stoot, is de invalshoek gelijk aan de terugkaatsingshoek.
Later heeft men fenomenen ontdekt waaruit blijkt dat licht zich ook gedraagt als een golf.
Nu gelooft men dat licht zowel het ene (deeltjes) als het andere (golven) is. En ook al kunnen
we ons dat niet voorstellen, toch gedraagt de natuur zich zo! Licht is inderdaad een duister
fenomeen!
Sferische spiegel
Bij dit experiment gaan we verklaren hoe het beeld
bij sferische spiegels gevormd wordt.
Benodigheden:
- Sferische spiegel
- Afbeelding Mickey mouse
Werkwijze:
1. Leg de afbeelding van Mickey mouse op tafel.
2. Plaats de sferische spiegel op het blad zodat je
de Mickey mouse in de sferische spiegel kan
zien.
Wat neem je waar als je in de sferische spiegel kijkt?
Je ziet de Mickey mouse niet meer vervormd, maar in de juiste vorm.
Waar vindt je dit terug in de ‘echte’ wereld?
De eigenschap van sferische spiegels is dat ze het beeld gaan vervormen, verkleinen of
vergroten. In het alledaagse leven wordt dit fenomeen veel toegepast. (zie onderstaande
voorbeelden)
Make-up spiegel
Zijspiegels auto
Verkeersveiligheid
Spiegel (dode hoek)
Ster en kleur
Wat is er speciaal aan stoffen waar licht ontstaat?
Een heet metaal straalt licht uit.
Natriumlamp op de
autosnelwegen
Licht ontstaat uit een stof. Een lichtgevende stof:
 is heet: zon, pook in kachel
 staat onder spanning: gasdruklampen
In de stoffen die licht uitstralen, is het heet. Dit betekent dat de deeltjes in die stoffen fel
bewegen. We veronderstellen dat het fel trillen van de moleculen in hete voorwerpen (zoals
gloeidraad, zon, vlam…) maakt dat de stof licht gaan uitstralen. We zien licht omdat de
trillende deeltjes zich gedragen als radiozenders.
Heet metaal smelt niet alleen, maar begint licht uit te stralen.
Warmte, elektriciteit, energie toevoeren aan de stof
 meer trillingen van de deeltjes in de stof
 Licht uitzenden
Heet metaal
Waar het metaal het heetst is,
wordt het geel. Waar het wat
koeler is rood.
Sintels in de kachel
Geel of wit gloeiende sintels
zijn heter dan rood
gloeiend.
Gloeilamp met dimmer
De draad wordt eerst rood,
daarna geel en bijna wit
gloeiend.
Temperatuur
Minder warm
Warmer
Erg warm
Uitgestraalde kleur
van licht
Rood
Geel
Wit – blauw
Bewegingen van de
deeltjes
Relatief traag
Sneller
Nog sneller
Als de stof heter wordt, trillen de deeltjes sneller. Dan gaat de stof steeds blauwer licht
uitzenden.
We spreken van het spectrum van kleuren.
Hete en koele sterren
Betelgeuze: is een koele ster
en straalt rood licht uit
Rigel: is een hete ster en
straalt blauw-wit licht uit.
Orionnevel: rood gloeiende
gaswolk waarin nieuwe sterren
gevormd worden.