Lesidee Waterlens: breking van watergolven

Onderwerp: Licht, Optica (licht en lenzen) (havo), Trilling en golf, Werktuigbouw

Chinese natuurkundigen hebben een manier bedacht om watergolven te bundelen op één punt aan de kust - of juist om ze te verspreiden. De onderzoekers zien toepassingen in de opwekking van elektrische energie uit golfenergie.

De leerling maakt kennis met de relaties tussen het gedrag van licht en watergolven De leerling leert in een artikel een technisch ontwerpprobleem te herkennen De leerling denkt na over de toepassing van mogelijk alternatieve energiebronnen De leerling ziet het nut van natuurkundig onderzoek voor de maatschappij

  1. Lees een samenvatting van het artikel: Waterlens

In het stuk is sprake van vertikaal geplaatste buizen. Maar liefst 657 stuks.

In de weergegeven afbeelding zie je een aantal getallen staan. Stel dat dit afmetingen in meters zijn.
  1. Doe een voorstel voor de posities van de buizen, zodat er een lensvorm mee ontstaat. Bespreek in/voor de klas de voorstellen van elkaar. Beantwoord dan ook de vraag:
    Wat zijn de oorzaken voor het snelheidsverschil bij de geplaatste opstelling?


Golven

  1. Welke grootheden bepalen de snelheid van een watergolf?
  2. Welke grootheid wordt door het afremmen van de watergolven niet beïnvloed?
  3. Leg in een korte tekst een verband tussen de inhoud van het artikel en de bijles.

In het stukje over de onderzoeksresultaten is een afbeelding opgenomen die hieronder wat vollediger als flashlet te bekijken is.

 
  1. Leg uit wat je uit diagram (b) op kunt maken over de kwaliteit van deze waterlens.
  2. Bepaal de brandpuntsafstand van deze waterlens. Klopt dat ook met afbeelding a?
  3. Welke voorstellen zou je kunnen doen om de kwaliteit te verbeteren of de opstelling te optimaliseren?
  4. Schrijf een kort betoog waarin je aangeeft of er mogelijkheden zijn om deze techniek in Nederland te gebruiken voor het produceren van energie.