§3: Golfgedrag van licht

Experiment: Interferentie in een magnetron

De opdracht

Let op: schrijf de antwoorden op de vragen op in je schrift!

Doel

Het bepalen van de lichtsnelheid met behulp van een magnetron

Magnetron

In dit practicum ga je de lichtsnelheid bepalen met behulp van een magnetron. Een magnetron verwarmt je voedsel met behulp van radiogolven. Radiogolven is een vorm van elektromagnetische straling. De radiogolven in je magnetron hebben een frequentie van 2,45 GHz.

1. Bereken de golflengte van de radiogoven. Zoek daartoe eerst op wat het verband is tussen golflengte en frequentie bij radiogolven.

Veel mensen denken dat de straling van een magnetron schadelijk is voor je lichaam. Dat het net als UV of Röntgenstraling de cellen in je lijf kan beschadigen.

2. Bereken de fotonenergie van de radiogolven in een magnetron en leg uit waarom de radiogolven in de magnetron geen directe schade kunnen toebrengen aan de cellen in je lichaam.

In een magnetron vormen de radiogolven staande golfpatronen. Dit komt doordat de radiogolven weerkaatsen op de wanden van de magnetron. Binnen de magnetron ontstaat dat een patroon van buiken en knopen. Op de plek waar de buiken zich vormen gaan de watermoleculen in je voedsel meetrillen (resoneren). Hierdoor wordt je voedsel uiteindelijk warm.

3. Wat zal de afstand tussen de buiken in de magnetron zijn? Leg vervolgens uit waarom het voedsel op een magnetron op een draaiende schijf wordt geplaatst?

Experiment

Bedek een boterham (of een stukje karton) met wat eiwit. Bedenk goed hoe je het eiwit over de boterham wil verspreiden om het staande golfpatroon in de magnetron waar te nemen. Haal het draaiplateau uit de magnetron. Verwarm de boterham gedurende 10 s. Kijk naar het resultaat. Herhaal de proef nog eens met 10 s als je nog niets hebt waargenomen.

4. Verklaar wat je ziet ontstaan op de boterham.
5. Meet de afstand tussen de buiken. Bepaal aan de hand van je resultaat de lichtsnelheid. Klopt jouw waarde met de waarde uit BiNaS.