Prisma en lichtbreking

Datum:  Augustus - September 2014

Inleiding:

Een prisma gebruiken om licht te breken, een poging om Newton's experiment te reproduceren.

Materiaal:

  • Prisma
  • Lichtbron
  • Wit & zwart karton
  • Schaar

Uitvoering:

Experiment 1
  • Buig een stuk karton in een N vorm zoals in onderstaande foto is weergegeven
  • Knip met een schaar een dunne spleet aan de onderkant van het karton
  • Plaats een lichtbron achter het karton, een lichtspleet wordt zichtbaar
  • Plaats het prisma in de straal zoals in onderstaande foto is weergeven.
  • Neem een ander stuk karton en buig er een rand in zodat het rechtop kan blijven staan.
  • Plaats het karton in de gebroken lichtstraal die uit het prisma komt.
  • Speel een beetje met afstand en de "draaiing" van het prisma totdat men een spectrum kan waarnemen.

Experiment 2

  • Houd het prisma vlak voor je ogen
  • Richt het op een lichtbron
  • Draai het prisma en observeer

Resultaten:

Experiment 1

Zoals men aan bijgevoegde foto's kan zien lukt het om op deze manier een spectrum waar te nemen.

Experiment 2

 

Het kost een beetje moeite en met moet een beetje spelen met de afstand tot de ogen de de hoek t.o.v. de lichtbron kan men in het prisma een spectrum waarnemen. Bij elke overgang van licht tot donker kan men gekleurde randen waarnemen. Dit werkt vaak het beste met lichtbronnen die iets verder weg staan.

Discussie:

Dit is typisch een van die experimenten die makkelijk lijken maar best wel lastig blijken te zijn in de uitvoering. Je leest over dit beroemde experiment zoals het door Newton is uitgevoerd en denkt dit is makkelijk. Ik probeer dit echter al jaren maar pas recentelijk is het me gelukt om een fatsoenlijk spectrum te creŽren. Op het web kan men nevenstaande plaatjes vinden, maar zoiets is mij nog niet gelukt.

Voor elke golflengte heeft een glas een andere brekingsindex. Bij breking van een lichtstraal die op een glazen prisma valt kan men waarnemen dat er kleurspreiding optreedt. We zien dan een kleurenspectrum. De deviatie (richtingsverandering) bij breking is afhankelijk van de golflengte.

 

Het prisma is dus in staat het witte licht te scheiden in alle afzonderlijke delen. We noemen dit kleurschifting of dispersie.

Een prisma is een driehoekig stuk glas. Als een lichtstraal schuin invalt op het prisma treedt er bij de overgang van lucht naar glas treedt eerst een breking op naar de normaal toe. Bij de tweede breking, van glas naar lucht, treedt een breking op van de normaal af waarbij, door de vorm van het prisma, de normaal anders loopt en er extra breking optreedt, waarbij het wit licht dan gescheiden wordt in zijn componenten

Lichtbreking

 

Literatuur:

  • Bernard Valeur; "Licht en geluid"; Veen Media; 2012; ISBN 9789085711223.
  • Joel Levy; "Newton's Notebook"; Running Press; 2010; ISBN 9780762437788, p. 60,61.

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Achtergrondinformatie:

Isaac Newton (1642-1727) wordt beschouwd als een van de grootste genieŽn in de natuurkunde. Newton was de zoon van een hereboer, die stierf voor zijn geboorte. Zijn moeder hertrouwde toen hij twee was en liet de jonge Isaac door zijn grootmoeder, in een niet echt liefdevolle omgeving, opvoeden. Newton zou er zijn hele leven bitter over blijven en nooit trouwen. Hij had een lastig karakter en lachte nooit.
Voor zijn 30ste formuleerde hij de de basis concepten van de wetten van de mechanica, ontdekte hij de universele zwaartekrachtswet en had hij nieuwe wiskundige methodieken uitgevonden (o.a. integraalrekening). Als gevolg van deze theorieŽn was Newton in staat om de beweging van de planeten en de getijden te verklaren. Bij dat onderzoek kwamen ook de wetten van behoud van energie en van impuls aan de oppervlakte.

Hij is ook erg bekend geworden door te ontdekken dat wit licht een mengsel is van kleuren. Hij vond een sterk verbeterd model telescoop uit dat op spiegels gebaseerd werd i.p.v. lenzen, stelde de deeltjestheorie voor licht op en berekende de schommeling van de aardas. Naast de natuurkunde hield hij zich ook bezig met alchemie en theologie.
 
Handleiding Prisma

 


04/10/2014