Brennweite?
Kann man irgendwie experimentell von Wassertropfen die Brennweite bestimmen?
3 Antworten
Was ist ein Wassertropfen? Das Wort suggeriert, dass er tropft.
Wenn es um ein irgendwo aufsitzenden Wassertropfen geht: Klar, ganz einfach. Dazu vlt. das Wasser auf eine sehr dünne Glasscheibe o. ä. setzen. Paralleles Licht auf den Wassertropfen leiten und dahinter einen Schirm verschieben, bis ich das Bild der Lichtquelle abgebildet habe, also im Fokus bin. Dann den Abstand von dem Wassertropfen bis zum Bild messen. (Für ganz genaue: Den Effekt der Glasscheibe wg. des zweifachen Phasenübergangs betrachten und herausrechnen. Ein möglichst "dünner Träger" sollte aber vernachlässigt werden dürfen.)
Herausfordernder wäre das bei fallenden Tropfen. Hier müsste von einer Pipette oder Spitze Wasser abtropfen. Die erste Herausforderung wäre, das so einzustellen, dass es einen stetigen Tropfstrom, aber keinen Wasserfaden gibt. Dabei wirst Du feststellen, dass unterschiedlich große Tropfen erzeugt werden können. Du musst also auch noch die richtige Größe erzeugen und sie später angeben. Dann ist es "fast wie immer": Paralleles Licht auf eine Stelle des Tropfkanals lenken und den Schirm dahinter so lange verschieben, bis … usw. Fokus! Die Herausforderung hier, ist im Vorbeifallen das Bild zu erkennen. Keine Ahnung, ob eine iPhone-Kamera hierfür schnell genug wäre, aber eine schnelle Kamera mit vielen schnellen Einzelbildern und viel, viel Geduld könnte hilfreich sein. Ansonsten etwas üben, das Auge/das Gehirn wird schaffen, das richtige Bild auf dem Schirm neben all den anderen Schatten herauszurechnen.
Ruhende Wassertropfen verschiedener Größe könnte man z.B. auf ein Stück straff gespannter Frischaltefolie auftragen . Darüber eine punktförmige Lichtquelle ähnlich abstrahlungshomogen der Sonne , und unter der Folie auf einem Hilfsgestell einen glatten Streifen weißes Papier exakt waagerecht auf einer Labor-Hubplatte .
Zur Abstandsbestimmung zwischen Folie und Kontrollpapier dann einen Meßschieber oder eine Messuhr .
Rechnerich geht es auf jeden Fall weil ja der Brechungsindex der Flüssigkeit bekannt ist.