Via een vierkant spiegeltje (deze spiegeltjes van 15 cm x 15 cm zijn in elke kluswinkel te koop) maakt Ruben op een 5 meter verwijderde schutting een lichtvlekje met het zonlicht (figuur 1). We gaan er van uit, dat je de spiegelwet kent. Zoek die anders even op of vraag hem aan je docent. Toch gaat het er ons vooral om, je verwondering op te wekken over de lichtvlekjes op de schutting.
VRAAG: Wat verwacht je te zien? Ruben: een licht vierkant.
a) Ben jij het met Ruben eens? Geef argumenten.
Kijk daarna naar het antwoord op vraag a.
Uitwerking vraag (a)
Figuur 2.
GOED VOORSPELD!
Nu vouwt Ruben de spiegel in een krant, het spiegelende vierkantje is kleiner geworden (zie figuur 3).
VRAAG 2: Wat voor een beeld verwacht je nu? Ruben: een kleiner vierkantje.
b) Ben jij het met Ruben eens? Geef argumenten. Kijk daarna naar het antwoord op vraag b.
Figuur 4.
BIJNA GOED VOORSPELD. Inderdaad is het beeld kleiner, maar het is een rondje!
VRAAG: Hoe komt dat? Ruben: Omdat de zon rond is.
c) Ben jij het met Ruben eens? Geef argumenten.
Ruben: Nu kun je uitrekenen hoe groot de zon is.
Dan moet je wel de afstand van de zon (zoek op in BINAS) weten.
Ruben: Goh, dan is de zon ziek groot.
d) Ben jij het met Ruben eens? Geef argumenten.
Nabespreking.
Dat laatste rekenen we even na. Ziek groot is ook niet zo’n exact antwoord van Ruben. De gemiddelde afstand van de aarde tot de zon zoeken we op in BINAS: 1,5 * 1011 m. De afstand tussen de spiegel en de schutting is 5 m. Het zonnevlekje op de schutting heeft een diameter van 4 cm (schatting). Dan is de zon 1,5 * 1011/5 = 0,3 * 1011 = 3 * 1010 keer zo groot.
Dat wordt 3 x 1010 x 4 x 10-2 = 12 x 108 m. Dat is 1.200.000 km, (reken maar na), vinden wij wel groot! De diameter van de aarde is bijvoorbeeld 12.000 km, dat is 100x zo klein!
Het kleine vierkante spiegeltje geeft ook vierkante vlekjes op de schutting. Begrijp je dat de bovenkant van de zon een vierkant spiegelvlekje op een andere plek op de schutting maakt dan de onderkant van de zon? Dat komt omdat de zon zo groot is.
Begrijp je waarom je met vierkante spiegelbeeldjes toch een ronde zon kunt afbeelden? De volgende opdracht helpt je om dit te begrijpen.
e) Zet met een vierkante viltstift een vierkant stipje op een vel wit papier. Zet er genoeg stipjes naast aan alle kanten, zodat er toch een rondje ontstaat. In werkelijkheid zijn er oneindig veel van die stipjes, die krijg je nooit op papier, maar maken het werkelijke vlekje mooi rond.
Check, check, dubbelcheck. Als je dit fenomeen precies gaat onderzoeken, blijkt dat de ronde begrenzing van de zon onder bepaalde omstandigheden de vorm van het lichtvlekje gaat beïnvloeden.
Dit kun je heel goed onderzoeken via de volgende opdracht.
f) Maak een driehoekige spiegel (Zie figuur 5) en herhaal alle opdrachten. Aanwijzing: de driehoekige spiegel kun je gemakkelijk verkleinen door er een blad voor te schuiven zodat het spiegeltje een gelijkzijdige driehoek blijft. Vooral de overgang van driehoekig vlekje naar rond vlekje is heel interessant voor eigen onderzoek.
Antwoorden vind je door overleg met je docent. De docent kan deze opgave ook in de klas met een groep leerlingen tegelijk nabespreken en bediscussiëren.
