Lens van water
Meer dan de helft van de Nederlandse bevolking draagt een bril of contactlenzen. Beide hulpmiddelen zijn gebaseerd op een lens, oftewel een doorzichtig voorwerp dat de richting van licht verandert zodat de stralen naar elkaar toe of van elkaar af buigen. Door de lichtstralen te buigen voordat ze je oog binnenkomen kun je afwijkingen in je eigen ooglens of oogbol compenseren. Maar lenzen worden niet alleen gebruikt om scherp te zien, maar ze hebben nog veel meer toepassingen. Denk aan een microscoop, telescoop of loep; allemaal maken ze gebruik van lenzen.
Met een loep kun je dat wat je bekijkt vergroten. Als je een loep of vergrootglas van de zijkant bekijkt, zie je dat die een bolle lens heeft. Je kunt met de klas natuurlijk gewoon een loep gebruiken om te onderzoeken hoe dit precies werkt, maar nog spannender is om je eigen lens te maken. En dat kan heel eenvoudig met water.
Prik een gaatje in een stukje zwart plastic. Plaats er een waterdruppel op. Klaar is Kees; de waterdruppel werkt als een lens. Alles wat zich onder de druppel bevindt wordt vergroot. Probeer het maar eens met een klein plaatje of bijvoorbeeld een haar of een klein bloemblaadje.
Wat voor vormen kan de druppel aannemen? Wat werkt het best? Een groot gat of een klein gaatje? een grote of kleine druppel, dikke bolle druppel, dunne platte druppel?
Het onderwerp moet heel dicht bij het ‘lensje' gebracht worden en je moet met je oog er heel dichtbij houden. Je kan een opstelling maken om met de camera van een smartphone te werken. Hoe kan je de scherpstelling makkelijk regelen? Vouw twee bochtjes in het plastic of buig het zodat je het een beetje kan indrukken om scherp te stellen. Of verzin een andere manier.
Hoe werkt het nou precies? Licht reist niet met dezelfde snelheid door lucht als door glas, plastic of water. Als het glas of plastic overal even dik is merk je daar niet zo veel van, maar als je nu een ‘bol’ of ‘hol’ stuk glas of plastic hebt (of dus een bolle druppel), veranderen de lichtstralen van richting. Een mooie manier om dit te illustreren is met een rij mensen (misschien kun je dit zelfs een keertje met je klas doen). De rij mensen loopt naast elkaar en houdt elkaars hand vast. Als ze een riviertje tegenkomen, moeten ze daardoorheen waden. Maar door water waden gaat een stuk langzamer dan over land lopen. Als ze netjes naast elkaar door het riviertje gaan, kunnen ze rechtdoor lopen. Maar als het riviertje schuin loopt, gebeurt er iets anders. De persoon die als eerste bij het water is, begint langzamer te lopen. Daarna bereikt de tweede persoon het water, en die begint ook langzamer te lopen. Zo gaat dit door. En wat is er nu gebeurd: de groep is van richting veranderd.
Als ze weer bij de oever aankomen, zullen ze weer terug in de oorspronkelijke richting gaan lopen, omdat het omgekeerde effect optreedt. Maar hoe zal dit gaan als de rivier bol is? Hetzelfde als wat er met de lichtstralen in een bolle lens gebeurt: ze beginnen naar elkaar toe te lopen. En als je dan naar de richting kijkt waarin de mensen uit het water komen (of de lichtstralen uit de lens), lijkt het dus alsof ze vóór de rivier veel verder uit elkaar liepen dan ze in het echt deden! Zo werkt het met de lens dus ook, en daardoor lijkt het net of dat wat zich vóór de lens bevindt groter is.
door Karlijn Keessen