Reflectie en breking

1. Bepaal de brekingsindex van water met behulp van Snell's Wet (Wet van Breking) en bepaal de kritische hoek voor totale interne reflectie.

1. Verkrijg een gespecialiseerde brekingstank met een lichtbron.
2. Vul de brekingstank met water en zet de lichtbron aan. Richt de lichtstraal van de lichtbron in de helft van de tank gevuld met water. Het kan nodig zijn om de lichten in de kamer te dimmen.
3. Gebruik de hoekmeter op de brekingstank om de hoek van inval (de hoek gemeten in de helft van de tank gevuld met water) en de hoek van breking (de hoek gemeten in de helft van de tank gevuld met lucht) te meten voor de water-luchtgrensvlak in de tank.
4. Gebruik de gemeten hoeken en de brekingsindex voor lucht (n_lucht = 1,00) om de brekingsindex voor water te berekenen.  
5. Herhaal de vorige stappen voor een paar incidentiehoeken variërend van 0° tot net onder 90°.
6. Naarmate de invalshoek toeneemt, zal men merken dat de gebroken lichtstraal niet langer zichtbaar is in de helft van de container die lucht bevat. Draai de lichtbron langzaam om de tank tot het punt waarop de lichtstraal voor het eerst verdwijnt uit de lucht. Dit is de kritische hoek voor totale interne reflectie.
7. Als de lichtbron verder wordt gedraaid, zou men moeten observeren dat de straal terugkaatst in het water.
8. Verplaats de lichtbron zodat de straal eerst de helft van de tank gevuld met lucht binnenkomt voordat hij in het water reist. Noteer een paar hoeken van inval en breking onder deze omstandigheden. Merk op dat, eerder, de invalshoek de hoek was waaronder het licht door het water reisde. Aangezien het licht nu eerst door de lucht gaat, is de nieuwe invalshoek de hoek waaronder het reist door de lucht, en de nieuwe brekingshoek is de hoek waaronder het reist door het water.
9. Observeer dat totale interne reflectie niet optreedt in deze configuratie. Totale interne reflectie treedt alleen op wanneer licht gaat van een medium met een hoge brekingsindex naar een medium met een lagere brekingsindex.

2. Meet de brandpuntsafstand van een lens en creëer reële en virtuele beelden van een object.

1. Verkrijg een convexe lens, een concave lens, een vel wit papier, een liniaal en een klein opvallend object. Het helpt ook om een optische bank te hebben met houders voor de lenzen en het object, evenals een apparaat om het vel papier verticaal te houden.
2. Plaats de convexe lens tussen het object en het stuk papier, allemaal in een lijn en op dezelfde hoogte.
3. Verplaats het object en papier rond totdat een scherp beeld van het object op het papier verschijnt. Het beeld op het papier is een reëel beeld.
4. Meet de afstand van de lens tot het object en de afstand van de lens tot het papier. Gebruik de dunne lensvergelijking om de brandpuntsafstand van de lens te bepalen.
5. Zet het papier opzij en verplaats het object dichter naar de lens totdat de afstand tussen de lens en het object kleiner is dan de brandpuntsafstand van de lens.
6. Kijk door de lens: er zou een vergrote versie van het object moeten zijn. Dit beeld is een virtueel beeld.
7. Vervang de convexe lens door de concave lens. Kijk door de concave lens: nu is een verkleind beeld van het object zichtbaar. Dit is ook een virtueel beeld.