Plaats een reactie

Je mail wordt niet openbaar getoond. Het wordt enkel gebruik voor contact of notificatie vanuit het beheer.

🗨️ Wat vind jij? Stel direct je vraag of geef je mening – zonder registratie. Je reactie zet het topic weer bovenaan bij 'Laatste posts' en trekt snel nieuwe reacties aan🔥. Mocht je als vaste bezoeker willen reageren, dan kun je je ook registreren.

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vragen te beantwoorden.

Noor heeft 10 knikkers. Ze verliest er 4 in het gras. Hoeveel heeft ze er nog?

Antwoord: (vul een getal in)

Er zitten 5 vogels op een hek. Twee vliegen weg. Hoeveel blijven er zitten?

Antwoord: (vul een getal in)

Weergave uitklappen Voorafgaande berichten: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door jkien » wo 15 apr 2026, 13:55

Wat d2-d1 is staat voor mij niet goed uitgelegd. Een schetsje zou helpen.
Zie de foto in het startbericht en de onderstaande foto. Het display van de laserafstandsmeter vertoont de schijnbare afstand tot het reflecterende object, volgens de sensor. d1 is de (juiste) afstand, zonder perspexblokje in de lichtbaan. d2 is de (onjuiste) afstand, met het perspexblokje in de lichtbaan. Het verschil (d2-d1) is 42 mm. De lengte (s) van het perspexblokje is 81 mm. Dus brekingsindex n = (d2-d1)/s + 1 = 1,52.

laser

De golflengte van de laser is 650 nm.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door jkien » wo 15 apr 2026, 11:51

HansH schreef: wo 15 apr 2026, 10:02 als het apparaatje een tijdsverschil delta_t meet mbt een gegeven afstand d (die je zelf kunt opmeten) dan meet hij toch feitelijk de lichtsnelheid c=d/delta_t ?
Ik vermoed dat mijn goedkope laserafstandsmeter gebruikt maakt van een VL53L0X-achtige sensor (een Arduino sensor). Die rekent de gemeten reistijd van de laserpuls automatisch om in de afstand tot de reflector, op basis van de lichtsnelheid in vacuum. Als ik het goed heb begrepen kun je helaas alleen de door de sensor berekende afstand d uitlezen, niet de reistijd. Je kunt met zo een sensor dus niet de lichtsnelheid bepalen, maar wel n = (d2-d1)/s + 1.

jadatis schreef: wo 15 apr 2026, 10:56 Maar topicstarter heeft dat niet gedaan, maak ik op uit zijn beschrijving.
Toch wel. De formule n = (d2-d1)/s + 1 hangt alleen af van de reisafstand door het perspex, de extra reisafstand door de lucht maakt niet uit, die valt weg in het verschil (d2-d1).

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door HansH » wo 15 apr 2026, 11:43

jadatis schreef: wo 15 apr 2026, 10:56

Maar topicstarter heeft dat niet gedaan, maak ik op uit zijn beschrijving.
Wat d2-d1 is staat voor mij niet goed uitgelegd. Een schetsje zou helpen.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door wnvl1 » wo 15 apr 2026, 11:36

Op de foto lijkt het rood zichtbaar licht, dus 635 – 650 nm.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door jadatis » wo 15 apr 2026, 11:01

Welke golflengte/kleur/frequentie licht gebruikt het metertje, dat kan ook de anders berekende brekingsindex verklaren.
Zou dan infrarood zijn, want lagere brekingsindex dan voor water wordt opgegeven .

Dat het met het perspex blokje dan juist hoger berekent, kan dan komen door de pakweg 5 cm lucht, waar die ook doorheen gaat.

Zal weer even in mijn geheugen spitten, dacht dat die verschillense brekingsindex per kleur dispersie heette. Kom ik op terug.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door jadatis » wo 15 apr 2026, 10:56

HansH schreef: di 14 apr 2026, 22:11
jadatis schreef: di 14 apr 2026, 18:22 Bij de meting door perspecsblokje gaat er op je plaatje ook een gedeelte door lucht.
De afstand van laserafstandsmeter tot blokje en afstand blokje tot reflectievlak.
Denk bijna 5 cm door lucht met vrijwel brekinfmsindex 1.
Dat een deel door lucht gaat kun je toch gewoon meenemen in de berekening?
Maar topicstarter heeft dat niet gedaan, maak ik op uit zijn beschrijving.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door HansH » wo 15 apr 2026, 10:02

jkien schreef: za 27 dec 2025, 23:47 Hij zendt een laserpuls uit en hij meet de tijdsduur t tot de terugkeer van de reflectie ("time of flight", ToF).

De kleinste afstand die hij kan meten is 50 mm, en de meetnauwkeurigheid is 2 mm. Daaruit concludeer ik dat de pulsduur kleiner is dan 2∙0,050/c ≈ 300 picoseconde,
De methode berekent uiteindelijk dus niet echt de lichtsnelheid in perspex, maar wel de brekingsindex.
als het apparaatje een tijdsverschil delta_t meet mbt een gegeven afstand d (die je zelf kunt opmeten) dan meet hij toch feitelijk de lichtsnelheid c=d/delta_t ?

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door jadatis » di 14 apr 2026, 23:31

Als licht afgebogen wordt door een zwaar hemellichaam als de zon, dan zou je dit door kunnen trekken naar in een dichter medium de atomen, op veel kleinere schaal.
Door welke krachten is dan weer een ander verhaal.
De brekingsindex is verschillend per kleur/ frequentie/ golflengte.

Dan heb ik gelezen, dat transparantie van een medium ( zoals glas of perspecs), komt door de zeer regelmatige stuktuur.

Dan zou een foton om de atomen een gebochelde weg afleggen, maar binnen het medium rechtdoor gaan.

Dan zou er een maximum brekingsindex zijn, waarbij het licht nog door het medium gaat.

Diamant brekingsindex 2,4.
Maar misschien zijn er materialen met een hogere brekingindex, waardoor het licht aan de rand weer teruggekaatst wordt, en mogelijk aleen voor bepaalde kleuren. Daardoor zou dan de kleur van een materiaal ontstaan.

Dat is dus mijn theorie.

Zou dus dan ook langer duren om de zelfde weg door het medium af te leggen, dus die virtueel grotere afstand die de meter aangeeft ontkracht nog niet mijn theorie. De fotonen blijven dan binnen het optisch dichter medium de volle lichtsnelheid houden maar leggen een lagere gebochelde weg af.

Las vandaag op dit forum, de vraag waarom een bepaald materiaal licht doorlaat, maar UV licht terug kaatst.
De brekingsindex van UV is hoger dan rood tot groen, waardoor UV dan het hele rondje maakt om de atomen aan de rand van het optisch dichter medium, en dus terugkaatst.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door wnvl1 » di 14 apr 2026, 23:06

jkien schreef: di 14 apr 2026, 22:56 Het is me niet duidelijk welke gebochelde weg je precies bedoelt. Misschien de bochels van de sinusvormige transversale golf? De fotonen volgen een rechte weg, geen bochels.
Ik denk dat je dat wel een beetje moet verfijnen om correct te zijn. Het padformalisme leert dat een deeltje niet één enkel, vast traject volgt, maar dat je rekening moet houden met alle mogelijke trajecten tegelijk tussen een beginpunt en een eindpunt.

In plaats van te zeggen dat een foton één welbepaald pad aflegt, zegt het padformalisme dat elk denkbaar pad een bijdrage levert aan de kans dat het deeltje van A naar B gaat. Aan elk van die paden wordt een bepaalde fase toegekend, die afhangt van de actie van dat pad. Die actie is een grootheid die de dynamiek van het systeem samenvat.

Het belangrijke punt is dat al die bijdragen niet gewoon worden opgeteld als gewone kansen, maar als complexe amplitudes. Daardoor kunnen ze elkaar versterken of juist uitdoven.Paden waarvoor de fasen netjes op elkaar aansluiten versterken elkaar, terwijl paden met sterk wisselende fasen elkaar grotendeels opheffen.

Daardoor gebeurt er iets opvallends: hoewel in principe alle paden bijdragen, blijven in de praktijk vooral de paden over die in de buurt liggen van het klassieke traject. Dat klassieke traject is dus niet “het enige echte pad”, maar wel het resultaat van een optelsom waarbij alle andere paden elkaar grotendeels weginterfereren.

In de context van kwantumelektrodynamica breidt men dit idee uit naar fotonen en materievelden. Daar wordt niet alleen over paden van het foton gesommeerd, maar ook over alle mogelijke interacties met het elektromagnetische veld en de elektronen in het medium. Elke interactie verandert de fase van het foton een klein beetje.

Het effect daarvan is dat de effectieve voortplanting van licht in een materiaal niet meer overeenkomt met het eenvoudige beeld van een vrije rechte beweging. In plaats daarvan ontstaat een nieuwe effectieve golf, waarbij de som van alle mogelijke kwantumpaden leidt tot een vertraging en een gewijzigde voortplantingsrichting.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door jkien » di 14 apr 2026, 22:56

jadatis schreef: di 14 apr 2026, 18:22 Maar kun je deze meter ook onder water gebruiken?
Dan kun je in een 50 of 25 meter zwembad een veel grotere afstand meten, wat een hogere nauwkeurigheid geeft.
Leuk idee. Ik heb het net even geprobeerd, met het apparaat in een plastic zakje in een afwasteiltje. Met water in het teiltje is de gemeten afstand 430 mm, zonder water is het 348 mm. De berekende brekingsindex is dan 1,30, terwijl het volgens het tabellenboek 1,33 moet zijn. Het zal er niet gauw van komen dat ik naar het zwembad ga. Het was in dit topic ook niet mijn bedoeling om hoge nauwkeurigheid met een goedkoop apparaat te bereiken. Wellicht is er iemand anders dat eens wil doen.


jadatis schreef: di 14 apr 2026, 18:22 Zou bewijzen dat mijn stelling , dat licht door optisch medium niet lanzamer gaat, maar een gebochelde weg aflegt, ontkrachten.
Het is me niet duidelijk welke gebochelde weg je precies bedoelt. Misschien de bochels van de sinusvormige transversale golf? De fotonen volgen een rechte weg, geen bochels.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door HansH » di 14 apr 2026, 22:53

wnvl1 schreef: di 14 apr 2026, 22:26 Je kan gerust ook alleen de tekst tussen de formules lezen. De wiskunde is best complex. Lastiger dan ART, maar wel leuk om naar te kijken en bij weg te dromen.
de text tussen de formules omschrijft de formules en levert voor mij geen verder begrip op omdat het nog steeds niets zegt, bv
'de vrije propagator', 'polarisatietensor', golfvector, wat is dat?

'De fysische voortplanting van het licht wordt bepaald door de polen van de propagator wat leidt tot de gemodificeerde dispersierelatie', geen idee wat ik me daarbij moet voorstellen.

leuk om indruk te maken op anderen lijkt het maar niet om begrip te geven.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door wnvl1 » di 14 apr 2026, 22:26

Je kan gerust ook alleen de tekst tussen de formules lezen. De wiskunde is best complex. Lastiger dan ART, maar wel leuk om naar te kijken en bij weg te dromen.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door HansH » di 14 apr 2026, 22:15

wnvl1 schreef: di 14 apr 2026, 22:01 Waarom licht trager beweegt in een medium is redelijk goed begrepen. In QFT wordt de vertraging van licht in een materiaal niet geïnterpreteerd als een een gevolg van hun interactie met de geladen deeltjes in het medium. In vacuüm wordt de voortplanting van een foton beschreven door de vrije propagator
\[
D_0(k) = \frac{1}{k^2 + i\epsilon},
\]
wat leidt tot de dispersierelatie \( \omega = c |\mathbf{k}| \), zodat licht zich voortplant met de snelheid \( c \).

In een medium koppelt het elektromagnetisch veld echter aan de elektronen, wat leidt tot correcties op de propagator via de zogenaamde polarisatietensor \( \Pi_{\mu\nu}(k) \). De volledige, of gedresseerde, propagator krijgt dan de vorm
\[
D(k) = \frac{1}{k^2 - \Pi(k)}.
\]
Deze correctieterm \( \Pi(k) \) encodeert de effecten van processen waarbij een foton tijdelijk wordt geabsorbeerd en opnieuw uitgezonden door de materie, wat in Feynman-diagrammen overeenkomt met virtuele excitatieprocessen.

De fysische voortplanting van het licht wordt bepaald door de polen van de propagator, wat leidt tot de gemodificeerde dispersierelatie
\[
k^2 - \Pi(k) = 0,
\]
of equivalent
\[
\omega^2 = c^2 |\mathbf{k}|^2 + \Pi(\omega, \mathbf{k}).
\]
Hieruit volgt dat de relatie tussen frequentie en golfvector verandert, wat zich macroscopisch manifesteert als een brekingsindex \( n(\omega) \neq 1 \). Men kan dit schrijven als
\[
\omega = \frac{c}{n(\omega)} |\mathbf{k}|,
\]
waarbij
\[
n(\omega) = \sqrt{1 + \frac{\Pi(\omega)}{\omega^2}}.
\]

De waargenomen vertraging van licht in een medium komt dus voort uit deze gewijzigde dispersierelatie. Tussen interacties door beweegt het foton nog steeds met de snelheid \( c \), maar de collectieve interacties met het medium veroorzaken faseverschuivingen en veranderen de groepssnelheid van de golf. Met andere woorden, de vertraging is een emergent effect van de interactie tussen het elektromagnetisch veld en de materie.
Is dit niet gewoon de essentie?
De effecten van processen waarbij een foton tijdelijk wordt geabsorbeerd en opnieuw uitgezonden door de materie. dat proces levert effectief gezien een vertraging op.

De rest is voor mij al niet meer te volgen.

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door HansH » di 14 apr 2026, 22:11

jadatis schreef: di 14 apr 2026, 18:22 Bij de meting door perspecsblokje gaat er op je plaatje ook een gedeelte door lucht.
De afstand van laserafstandsmeter tot blokje en afstand blokje tot reflectievlak.
Denk bijna 5 cm door lucht met vrijwel brekinfmsindex 1.
Dat een deel door lucht gaat kun je toch gewoon meenemen in de berekening?

Re: Thuis de lichtsnelheid in perspex bepalen met een laserafstandsmeter

door wnvl1 » di 14 apr 2026, 22:01

Waarom licht trager beweegt in een medium is redelijk goed begrepen. In QFT wordt de vertraging van licht in een materiaal niet geïnterpreteerd als een een gevolg van hun interactie met de geladen deeltjes in het medium. In vacuüm wordt de voortplanting van een foton beschreven door de vrije propagator
\[
D_0(k) = \frac{1}{k^2 + i\epsilon},
\]
wat leidt tot de dispersierelatie \( \omega = c |\mathbf{k}| \), zodat licht zich voortplant met de snelheid \( c \).

In een medium koppelt het elektromagnetisch veld echter aan de elektronen, wat leidt tot correcties op de propagator via de zogenaamde polarisatietensor \( \Pi_{\mu\nu}(k) \). De volledige, of gedresseerde, propagator krijgt dan de vorm
\[
D(k) = \frac{1}{k^2 - \Pi(k)}.
\]
Deze correctieterm \( \Pi(k) \) encodeert de effecten van processen waarbij een foton tijdelijk wordt geabsorbeerd en opnieuw uitgezonden door de materie, wat in Feynman-diagrammen overeenkomt met virtuele excitatieprocessen.

De fysische voortplanting van het licht wordt bepaald door de polen van de propagator, wat leidt tot de gemodificeerde dispersierelatie
\[
k^2 - \Pi(k) = 0,
\]
of equivalent
\[
\omega^2 = c^2 |\mathbf{k}|^2 + \Pi(\omega, \mathbf{k}).
\]
Hieruit volgt dat de relatie tussen frequentie en golfvector verandert, wat zich macroscopisch manifesteert als een brekingsindex \( n(\omega) \neq 1 \). Men kan dit schrijven als
\[
\omega = \frac{c}{n(\omega)} |\mathbf{k}|,
\]
waarbij
\[
n(\omega) = \sqrt{1 + \frac{\Pi(\omega)}{\omega^2}}.
\]

De waargenomen vertraging van licht in een medium komt dus voort uit deze gewijzigde dispersierelatie. Tussen interacties door beweegt het foton nog steeds met de snelheid \( c \), maar de collectieve interacties met het medium veroorzaken faseverschuivingen en veranderen de groepssnelheid van de golf. Met andere woorden, de vertraging is een emergent effect van de interactie tussen het elektromagnetisch veld en de materie.