Herinnert je je de Cheshire Cat in Alice in Wonderland? De kat die kan verdwijnen om aan de soldaten van de Harten Koningin te ontsnappen? Met dit experiment laat je de Cheshire Cat verdwijnen in een glas water, zodat alleen zijn glimlach en zijn ondeugende ogen overblijven. Niet met behulp van magie, maar met de kracht van de totale interne reflectie van licht.
Je hebt nodig:
- Een potlood
- Een zwarte stift
- Een klein vel wit papier (half A4)
- Een dunne alcohol marker
- Een glazen container, diep genoeg om de tekening in onder te dompelen
- Een beetje water
- Een Ziplock zak
Vanaf 6 jaar
Moeilijkheidsgraad : gemakkelijk
Laten we experimenteren
Gebruik je potlood om de Cheshire Cat op jouw papier te tekenen. Je kan het overtrekken of gewoon het model op een vel papier afdrukken.
Teken over de lijnen met een zwarte stift.
Plaats dan je tekening in de Ziplock zak en sluit hem goed af.
Teken met jouw alcoholstift nog eens over de mond en de ogen, zodat deze delen van de tekening op het zakje worden weergegeven.
Vul de container met water tot aan de top.
Nu wordt het leuk. Dompel je tekening voorzichtig in het water. Let op, hij moet perfect verticaal geplaatst worden.
Zie je? Je kat verdwijnt, het enige dat overblijft is zijn glimlach en zijn ogen, die met alcoholstift getekend werden.
Begrijp het experiment
Je ogen detecteren licht, of niet!
Elk voorwerp dat je ziet, kaatst licht terug. Het is net dat licht, dat door de voorwerpen weerkaatste wordt, dat jouw ogen bereikt, of jouw netvlies, om precies te zijn, het orgaan dat zich vanachter in jouw oog bevindt. Het netvlies communiceert met de hersenen via de oogzenuw, die ons in staat stelt de beelden die we zien te begrijpen.
Je kan hieruit al besluiten dat als de kat verdwijnt, het betekent dat het licht je ogen niet bereikt als je de zak in het water dompelt. Maar waarom?
Door de totale interne reflectie van licht. Wat is dat?
Je hebt jouw kat in water ondergedompeld, dus in een ander doorzichtig medium, die deze keer water is. Wanneer het licht van het waterig medium overgaat in het gasvormig medium, verandert het enigszins van richting, omdat de twee media niet dezelfde dichtheid hebben. Dit wordt lichtbreking genoemd. Als je deze hoek groter maakt dan een kritische waarde van 90°, komt het licht niet uit het water, dit wordt interne reflectie genoemd. Als je boven een bak met water staat, gebeurt dit. Het licht dat normaal op de kat valt, wordt volledig in het water weerkaatst. daardoor bereikt het je ogen niet. Zo bekom je de indruk dat de kat verdwijnt. In werkelijkheid is hij er nog altijd… maar je kunt hem niet zien omdat het licht dat overeenkomt met het beeld van de kat niet uit het water kan komen.
Het deel op de Ziplock zak is echter niet volledig weerspiegeld. Dus je kan zien wat er op staat, namelijk de ogen en de mond.
Wist je dat?
Licht om jouw berichten te vervoeren in een optische vezel
Optische vezels maken gebruik van het principe van totale interne reflectie om telefoon-, internet- of televisiesignalen over te dragen. Binnenin bestaat het uit een stof die het licht volledig weerkaatst, steeds weer opnieuw. Dit betekent dat signalen over zeer lange afstanden kunnen worden verzonden zonder signaalkwaliteit te verliezen.
In de praktijk zet een moderne computer een elektrisch signaal om in een lichtsignaal. Het licht reist door de optische vezel naar zijn bestemming. Het ontvangen signaal wordt weer omgezet in een elektrisch signaal.
Uitdaging
Probeer dit experiment met tal van andere leuke ontwerpen
