Periscoop & Optica: Hoek van Inval, Vlakke Spiegels & Gezichtsveld

Wat heb je nodig?

• Rechthoekige kartonnen kokers of lege, schone drankkartons (1L melk- of sappakken)
• 2 vlakke acrylaatspiegeltjes (ca. 5x5 cm of 5x7 cm) of spiegelkarton
• Schilderstape of zwarte ducttape
• Geodriehoeken en potloden
• Zaklampjes of laserpointers voor optische demonstraties
• PVC-buis en twee PVC-ellebogen (voor een stevigere, zwenkbare/verstelbare periscoop)
• Aluminiumfolie of mylar als alternatief voor spiegels
• Schaar
• Hobbymesje met snijmat

Wat leer je?

• De optische wet van reflectie (hoek van inval = hoek van terugkaatsing) begrijpen en toepassen
• Nauwkeurig geometrisch meten en hoeken van 45 graden construeren met een geodriehoek
• De rechtlijnige voortplanting van lichtstralen visualiseren en manipuleren
• Materiaalkennis opdoen over vlakke spiegels en lichtabsorptie

Stappenplan

Een periscoop laat je om een hoek of over een obstakel heen kijken door licht via twee spiegels te laten weerkaatsen. Bij een vlakke spiegel geldt de wet van reflectie: de hoek van inval is gelijk aan de hoek van terugkaatsing. Door twee spiegels evenwijdig aan elkaar onder 45 graden te plaatsen, wordt het licht twee keer 90 graden omgebogen, zodat je rechtdoor kijkt terwijl je eigenlijk om een hoek of over een muur heen kijkt — net zoals in een onderzeeër.

1. 1

   Spiegelreflectie testen. Schijn met een lampje op een los spiegeltje en bekijk hoe de lichtstraal weerkaatst wanneer je de spiegel onder verschillende hoeken houdt.

2. 2

   De koker maken. Gebruik een lange rechthoekige kartonnen koker, een melkpak of plak twee kokers aan elkaar. Snijd aan de voor- en achterkant, aan tegenovergestelde zijden, een kijkvenster.

3. 3

   De spiegels plaatsen. Meet de 45-gradenhoek met een geodriehoek of print een protractor uit (of leg bij benadering elastiekjes evenwijdig aan elkaar over beide uiteinden van de koker). Teken aan weerszijden een sleuf onder deze hoek en schuif de spiegels erin, zodat ze evenwijdig aan elkaar staan. Heb je geen spiegels? Aluminiumfolie of mylar werkt ook, al is het beeld dan minder scherp.

4. 4

   Testen. Kijk door het onderste venster: zie je via de spiegels wat er boven je of om de hoek gebeurt?

5. 5

   Een stevigere, verstelbare variant bouwen. Voor een duurzamere en waterbestendige periscoop kun je in plaats van karton een PVC-buis met twee PVC-ellebogen gebruiken: plak de spiegels aan de binnenkant van de ellebogen en schuif de ellebogen op de buis. Gebruik je twee in elkaar schuivende PVC-buizen, dan kun je de periscoop zelfs laten zakken en rijzen.