De Spiegelwetten

Als jullie proeven doen met spiegels zijn er steeds vier belangrijke dingen die in de gaten gehouden moeten worden: in het spel: het VOORWERP, de VLAKKE SPIEGEL, het BEELD en de WAARNEMER (jij).

De eerste spiegelwet of hoekenwet

Op onderstaand schema verschijnen de basisbegrippen in verband met vlakke spiegels.

Let dus op dat je de hoeken tussen de invallende straal en de terugkaatsing- en weerkaatsingshoek en de NORMAAL meet!

We gaan de volgende proef doen: we laten een dunne lichtbundel invallen op een spiegel. We meten zowel de invalshoek als de terugkaatsingshoek. 

Dit voeren we enkele keren uit.  Hieronder zie je de resultaten:

Doordat de hoek van terugkaatsing wordt gemeten en vergeleken met de hoek van inval, kan de 1e spiegelwet worden bewezen.

De tweede spiegelwet of symmetriewet

Proef:

We zetten een glasplaat op het midden van een blad. Aan de ene kant zetten we drie waxinelichtjes neer op verschillende afstanden van de glasplaat.  We steken deze eerste kaarsjes aan. (zie tekening hieronder)

Theelichtjes en het beeld van die lichtjes hebben een bepaalde stand ten opzichte van de spiegel. Voorwerp en beeld nemen een bepaalde stand aan ten opzichte van de spiegel. Beschrijf wat je opvalt.

Wat moet je doen?

De glasplaat werkt als een spiegel.  Het voordeel van de glasplaat is dat ze doorzichtig is.  Als we in de "spiegel" kijken, zien we drie brandende kaarsen.  We zetten nu drie andere kaarsen aan de andere kant van de glasplaat, zo dat het net lijkt of deze kaarsen ook branden.  Vervolgens meten we de afstanden van de kaarsen tot de glasplaat.  Doe dit met een geodriehoek zodat de hoek met de glasplaat precies 90 º kan zijn.

Hieronder noteer je de resultaten.

Wat valt je op aan de drie kaarsen aan de ene kant van de glasplaat in vergelijking met de kaarsen aan de andere kant van de glasplaat?

Relatie tussen de eerste en de tweede spiegelwet

Een lichtstraal 'vertrekt' vanuit het voorwerp (V) en wordt weerkaatst door de spiegel in het invalspunt (I).  Door de eerste proef hebben jullie iets geleerd. We weten ook dat de afstand van het voorwerp tot de spiegel gelijk is aan de afstand van het beeld (B) tot de spiegel (tweede spiegelwet).  Als we die twee wetten nu samenvoegen, kunnen we het volgende schema maken.  Als je via de spiegel naar het voorwerp kijkt, lijkt het net of de straal vanuit het punt B komt. Wat dus wil zeggen dat schijnbaar het voorwerp V achter de spiegel staat

Een samenvatting:

De invalshoek is gelijk aan de terugkaatsingshoek: i = t (Deze wet ligt aan de basis van het feit dat het spiegelvlak een symmetrievlak is voor voorwerp en beeld.)

Omdat licht zich rechtlijnig voortplant, en omdat we dat zo gewoon zijn, gaan we er van uit dat de lichtstralen uit B komen, in werkelijkheid komen ze vanuit V.

Het beeld dat we dus zien, is dus niet echt, het is GEZICHTSBEDROG.  Beelden die we wel zien, maar er in werkelijkheid niet zijn, noemen we VIRTUELE BEELDEN.

Als er een beeld is dat we zien, en er werkelijk ook is, noemen we een REËEL BEELD.  Voorbeelden hiervan zijn een TV, dia's, cinema, enz.