Lasertechniek
Van lichtshow tot supersnelle communicatie
Lasers! Van lichtshows tot glasvezel, lasers worden voor allerlei dingen gebruikt. Kijk eerst het filmpje.
Video bekeken?
Kies 'volgende'.
Wat ga je leren?
- Wat de eigenschappen van een laser zijn.
- Wat het verschil is tussen een gewone lamp en een laser.
- Hoe je een laser kunt gebruiken om informatie te versturen.
- Hoe je met een laser een lichtshow kunt maken.
Zo ga je dit doen
De komende pagina's helpen je stap voor stap om een aantal experimenten uit te voeren. Door het doen van de experimenten leer je over de werking van een laser.
Experiment 1: Verspreiden van licht
Het doel van dit experiment is dat je ervaart hoe je laserlicht kunt waarnemen door verspreiding.
STAP 1
Verzamel eerst deze spullen, voordat je met de opdracht aan de slag gaat:
Stap 2
Haal met de grote maatbeker ongeveer 1 ½ liter water uit de keuken en vul de waterbak met water tot 2 cm onder de bovenrand.
Stap 3
Zet de laser, de bak en de laserstraalstopper in dezelfde volgorde als op de foto.
Stap 4
Zet de laser aan. Kijk van bovenaf in de waterbak of je de laserstraal ziet. Wat zie je gebeuren?
Stap 5
Strooi wat korrelszout in het water zodat ze door de laserstraal heen vallen. Wat zie je gebeuren?
Stap 6
Roer rustig in de bak.
Wat heb je nodig?
Kijk naar het water, zie je verschil? Hoe komt het dat je wel of geen verschil ziet, denk je?
Stap 7
Voeg met het druppelflesje 7 druppels kleurstof aan de bak toe precies boven de plek waar de laserstraal door het water gaat.
Stap 8
Wacht even een tijd en roer het mengsel even rustig door.
Stap 9
Zet de laser uit, gooi het water weg en maak alles weer schoon.
Stap 10
Tijdens dit experiment heb je gezien dat een laserstraal pas zichtbaar wordt in water als er kleine deeltjes in het water zitten. Je hebt ook gezien dat laserlicht niet zichtbaar is als het zich door zuiver water of lucht beweegt.
Experiment 2: Totale interne reflectie
Verzamel eerst deze spullen, voordat je met de opdracht aan de slag gaat:
Stap 1
Plaats alle materialen zoals in de figuur hieronder is aangeven.
Stap 2
Draai de dop van de watercilinder en zet de laser aan. De laserstraal moet precies door de opening van de watercilinder gaan, zoals op deze afbeelding:
Stap 3
Lukt het niet? Gebruik dan het zwarte kunststof raster om de cilinder en/of de laser van hoogte te veranderen.
Stap 4
Draai de dop weer dicht en vul de watercilinder nu voorzichtig met water.
Stap 5
Controleer of alles goed staat. Controleer of de draaiknop van de watercilinder boven de gootsteen hangt, zoals in de afbeelding hierboven.
Stap 6
Draai de dop van de cilinder. Als alles goed is zie je de laserstraal met de waterstraal mee gaan. Klopt dat niet? Beweeg dan de laser en/of de watercilinder om zo de laserstraal weer door de opening van de watercilinder te krijgen.
Stap 7
Hoe komt het licht terecht op de bodem van de gootsteen?
Hoe kan dat nou?
Tyndall liet water lopen door een boogvormige pijp. Hij liet vervolgens licht door de pijp schijnen om te zien of het licht altijd het pad van het water volgde, zelfs door de boog. De conclusie die Tyndall trok, was dat het licht vastzat in de waterstroom. Dit experiment demonstreert het verschijnsel ‘Totale interne reflectie’. Totale interne reflectie is belangrijk geworden voor het uitvinden van glasvezelkabels. Ook al gaat licht in een rechte lijn door materialen heen, toch kan het buigen. Het experiment dat je net hebt gedaan, bewijst dat het mogelijk is om licht binnen een kromme buis (of waterstraal) te houden.
Stap 8
Giet het overgebleven water in de gootsteen. Gooi het water weg en ruim het geknoeide water op. Maak de watercilinder voorzichtig droog.
Experiment 3: Communicatie
Je gaat informatie versturen met een laser
Wat heb je nodig?
Verzamel de volgende spullen.
Stap 1
Ga naar Youtube en zoek een leuk muzieknummer op.
Stap 2
Sluit de geluidskabel aan de ene kant aan op de laptop en aan de andere kant op de laser. Zet de laser aan. De laserstraal richt je in de juiste opening op de ontvanger.
Stap 3
Je hoort nu het geluid van de computer uit de laserontvanger. Het muzieksignaal is nu via de laserstraal naar de ontvanger gestuurd! LET OP: Als de muziek niet helder klinkt, draai dan het volume omlaag.
Stap 4
De laser kan veeeel verder dan 1 meter! Hoe ver weg kun jij de ontvanger neerzetten en nog steeds geluid horen?
Stap 5
Je kunt informatie versturen met de laserstraal! Zo werkt glasvezel ook. Het mooie van glasvezel is dat je het licht, net als met het water, kunt buigen. En zo kun je dus ook geluid of andere informatie over grote afstand sturen naar een ontvanger.
Experiment 4: Lasershow
Tijd voor een feestje. Je gaat een lichtshow maken.
Wat heb je nodig?
Verzamel deze spullen.
Stap 1
Pak de X-Y Patroongenerator en sluit deze aan met dezelfde stroomkabel als van de laserontvanger. Zet daarna alle knoppen zoals op de foto’s. Richt de laser zo dat de laser door het kleine gat in de X-Y Patroongenerator komt, en via de spiegels uit het grote gat komt.
Stap 2
Zet de X-Y Patroongenerator aan, door de knop rechtsonder op het bedieningspaneel te draaien. De groene en rode lampen dienen nu aan te staan, en de gele lamp hoort niet te branden
Stap 3
Zorg dat de laserstraal het midden van de bovenste spiegel raakt. De laserstraal komt nu als een punt uit het gat aan de achterkant van de generator.
Hoe kan dat nou?
Je hebt gezien hoe de X-Y Patroongenerator verschillende lichtpatronen kan maken met behulp van een laser. De generator laat zien hoe laserstralen gebruikt kunnen worden voor industriële doeleinden, zoals het snijden van materialen maar ook voor commerciële doeleinden zoals lasershows.
Goed gedaan!
Je bent nu klaar met het experiment. Draai alle knoppen van de X-Y Patroongenerator terug. Zet de X-Y Patroongenerator en de laser uit en haal de stekkers van de voeding uit de verdeeldoos.