PO lens maken
Mera stelde deze vraag op 15 mei 2025 om 16:26.Ik heb een vraagje over het maken van een proefopstelling (PO). Ik wil graag de experimenteel bepaalde brandpuntsafstand van een zelfgemaakte lens vergelijken met de theoretische waarde volgens de lensmakersformule.
Echter, ik heb geen idee hoe ik zelf een lens moet maken en ik kan hierover ook niet veel informatie vinden. Daarnaast ben ik niet zeker hoe ik de opstelling moet opzetten. Ik zou het erg waarderen als u me hiermee zou kunnen helpen, omdat ik dit best lastig vind.
Mijn docent vertelde dat iemand dit geprobeerd heeft, maar dat het niet helemaal gelukt is. Daarnaast begrijp ik dat, als je de theorie wilt vergelijken, de vorm van de lens ook een rol speelt. Moet de lens bijvoorbeeld zo bol zijn als de theoretische lens? En hoe bepaal doe je?
Alvast bedankt voor uw hulp!
Reacties
Dag Mera,
(glazen) lenzen slijpen is inderdaad geen klusje voor een onervaren mens zonder passend gereedschap op een regenachtige namiddag.
Diederik Jekel heeft dat recent eens geprobeerd voor een aflevering in zijn serie "Jekels Jacht" waarin hij allemaal historische Nederlandse natuurkundige vindingen nabouwde.
https://npo.nl/start/serie/jekels-jacht/seizoen-1/hans-lipperhey-het-experiment-met-de-eerste-telescoop/afspelen
Wat misschien wat beter te doen is voor een amateur is een lensvorm maken in siliconen, en die te gieten met epoxy, maar daar heb ik ook totaal geen ervaring mee dus handige tips heb ik daarvoor ook niet.
Groet, Jan
Ook amateur-sterrenkundigen beginnen eerder met het slijpen van een (holle) spiegellens voor een reflectie-telescoop (Newton spiegeltelescoop) omdat een refractie (lenzen)telescoop te veel vaardigheden vereist die de doorsnee persoon niet bezit.
Vorm van de lens
De lenzenmakersformule geldt voor lenzen met bolvormige lensoppervlakken. Bolvormig kan zijn bol of hol: de dwarsdoorsnede is een cirkelboog. Een van beide zijden mag vlak zijn (kromtestraal $R$ 'oneindig'). De formule geldt bij benadering, als de lens dun is en de hoek tussen de invallende stralen en de hoofdas van de lens niet te groot is. Ook als de lens perfect bolvormige oppervlakken heeft, kan 'sferische aberratie' optreden vanwege de benadering. Zie Wikipedia.
Wat de meetkundige vorm is van een lens die je op de gebruikelijke manier vervaardigt, weet ik niet. De dwarsdoorsnede zou een andere kromme dan een cirkelboog kunnen zijn. De kromtestraal $R$ varieert dan van plaats tot plaats en wat vul je dan in de formule in? Dit kan leiden tot verschillen tussen de gemaakte lens en de formule.
Om sferische aberratie te vermijden, geeft men de lensoppervlakken soms een andere vorm. De dwarsdoorsnede is een deel van een parabool. Het lensoppervlak is een omwentelingsparaboloïde: een parabool die om een as draait.
Voor de brandpuntsafstand met zo'n 'parabolische spiegel' kun je een formule afleiden met de wiskunde b van het vwo.
Lens of spiegel?
Zo'n lens slijpen lijkt me welhaast ondoenlijk in de tijd van een praktische opdracht. Op het internet vind je gemakkelijker cursussen om een spiegel voor een telescoop te maken. 'Cursus' betekent: dat doe je niet zelfstandig in een paar uur.
https://www.omroepflevoland.nl/nieuws/316297/astronomen-uit-binnen-en-buitenland-naar-almere-om-spiegels-te-slijpen
Jaren geleden heeft de heer Jean-Pierre Grootaerd zich bereidwillig en deskundig getoond toen mijn leerlingen voor hun profielwerkstuk een spiegeltelescoop bouwden. Je zou hem informatie kunnen vragen. Ongetwijfeld weet hij ook over lenzen maken.
https://www.vvs.be/subsite/sterren-schitteren-voor-iedereen/over-sterren-schitteren-voor-iedereen
Aan de slag?
Om min of meer het oppervlak van een omwentelingsparaboloïde te krijgen, zou je de methode kunnen proberen van de opgave 'Vloeibare spiegels' in het centraal examen natuurkunde vwo, 1996 tijdvak 2:
https://nvon.nl/examen/examen-1996-2-vwo-natuurkunde
In plaats van het giftige kwik gebruik je bij voorbeeld vloeibaar gips in een ronde bak die met een motor ronddraait tot het gips hard is. Vervolgens maak je een lens door kunsthars in de gips-mal te gieten. De lens heeft dan een vlakke zijde.
Of je vraagt de technisch onderwijsassistent om het gipsoppervlak te verzilveren met een zilverzoutoplossing. Zo krijg je een spiegel in plaats van een lens.
