Springen naar inhoud

De invloed van zout/suiker op de lichtintensiteit(verklaring gezocht)



  • Log in om te kunnen reageren

#1

thedjdoorn

    thedjdoorn


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 mei 2013 - 08:30

Ik doe een onderzoek waarbij ik een lazer door een bak met water laat schijnen en kijk wat er gebeurt met de lichtintensiteit als je een bepaalde hoeveelheid zout of suiker toevoegt.
Mijn resultaten laten het volgende zien:
-De lichtintensiteit neemt toe naarmate de hoeveelheid zout (massaprocent) toeneemt, tot ongeveer 3 procent, daarna neemt de lichtintensiteit gigantisch snel af. Het water word ook zichtbaar troebel.

-Bij suiker blijft de lichtintensiteit redelijk constant, stijgt zelfs een klein beetje. Ondanks dat het water zichtbaar troebel wordt.

Zie de bijlage voor de metingen.

Heeft iemand hier een verklaring voor?

Bijgevoegde Bestanden

Veranderd door thedjdoorn, 27 mei 2013 - 08:32

Ik zal er maar meteen van uitgaan dat ik slimmer ben dan jij. Ik weet best wel dat dat niet zo is, maar dat maakt mij niet uit.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 mei 2013 - 10:29

Voor je een verklaring gaat zoeken voor een eventuele toename zul je eerst moeten vaststellen dat er daadwerkelijk een toename is.

Kijk nog eens goed naar de getallen die je ziet. Je hebt kennelijk steeds 3 metingen gedaan, dat is hartstikke goed, want je kunt dan een gemiddelde berekenen en dat is veel betrouwbaarder dan een enkele meting.

Maar je kunt aan die 3 metingen ook nog iets anders zien, namelijk (ongeveer) hoe nauwkeurig je meetmethode is.

Laten we eerst even naar de suikermetingen kijken. Je zegt dat die constant blijven, maar volgens mij laten die juist eerder een toename zien dan de zoutmetingen.

Kijk je naar de suikermetingen bij 1%, dan is de lichtintensiteit daar 219.5, 220 en 219.3
Afhankelijk van je meting kan er dus al 0.7 verschil in zitten. Maar de toename die je in de lichtintensiteit ziet is maar (ongeveer) 1. Ongeveer net zoveel dus als de meetfout die je maakt.

Je kunt dus niet concluderen dat de toename "echt" is, of dat het gewoon een gevolg is van de meetonnauwkeurigheid. In wetenschappelijke termen: Er is geen significante toename.

Blijft over de vraag waarom de lichtintensiteit die je meet constant blijft, terwijl je met je ogen ziet dat het water troebel wordt. Heb je zelf al een verklaring bedacht waarom dit zo zou kunnen zijn?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#3

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 mei 2013 - 11:58

Met de mogelijkheid dat het binnen de meetfout valt ben ik het wel eens - en ergens ligt het ook wel in de lijn der verwachting dat geen verschil maakt, oplossingen van suiker en zout zijn bijvoorbeeld kleurloos. Nu kan iets wel licht absorberen op alle golflengtes waardoor de intensiteit zou dalen zonder dat je direct kleuring ziet, maar dat is relatief zeldzaam.

Waarom je geen afname ziet bij vertroebeling is echter wel interessant. Heb je een diagram of foto van je meetopstelling gemaakt?
Victory through technology

#4

thedjdoorn

    thedjdoorn


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 mei 2013 - 12:33

Ik maak altijd tekeningen. Aan de meetfout heb ik ook al gedacht, maar zonder bak met water was de intensiteit ook al rond de 215 lux. Als oorzaak had ik bedacht dat er een aantal eigenschappen van zout en suiker waren die ervoor zorgden dat het licht feller werd.
Ik zal er maar meteen van uitgaan dat ik slimmer ben dan jij. Ik weet best wel dat dat niet zo is, maar dat maakt mij niet uit.

#5

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 mei 2013 - 12:48

Op zich is dat wel een aardige hypothese - water houdt tenslotte wel een beetje licht tegen (zeker aan de rode kant van het sprectrum), en als je een deel van dat water vervangt door suiker of zout, dan zou er wellicht meer licht overblijven.

In de praktijk heb je overigens wel een heel lange cuvet nodig om te zien dat water daadwerkelijk blauw is (dwz meer rood licht dan groen of blauw licht absorbeert), maar meetbaar is het fenomeen zeker wel.
Victory through technology

#6

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 mei 2013 - 14:27

Ik maak altijd tekeningen. Aan de meetfout heb ik ook al gedacht, maar zonder bak met water was de intensiteit ook al rond de 215 lux.


Wat de waarde was voor of na de meting maakte niet uit. Je hebt een variatie in je meetresultaten, en die variatie is van dezelfde ordegrootte als de verandering die je erin zou kunnen zien. Dat betekent simpelweg dat je op basis van deze metingen niets over een toename kunt concluderen, en dus ook: dat je daar geen verklaring voor moet gaan zoeken.

Als oorzaak had ik bedacht dat er een aantal eigenschappen van zout en suiker waren die ervoor zorgden dat het licht feller werd.


Met een dergelijke verklaring maak je het jezelf overigens te makkelijk. Als je een grotere of kleinere lichtintensiteit ziet, dan zijn er dus inderdaad kennelijl eigenschappen aanwezig in de oplossing die daarvoor zorgen. Maar dat is geen verklaring, het is in feite in iets andere woorden wat je hebt gemeten.

Maar, nog even terug: Ik gaf al aan dat je geen verklaring moet gaan zoeken voor het minieme verschil dat je bij lage percentages hebt gemeten. Waar je wél een verklaring voor kunt zoeken is het verschil tussen de afname die je met je ogen waarneemt en de afname die je met de lichtmeter meet, bij de suikeroplossingen.

Op zich geeft Ben een antwoord al bijna weg. Maar misschien kun je zelf nog een paar stappen zetten.

Hoe zou het kunnen dat er een verschil is tussen wat je ogen zien en wat de lichtmeter meet? Misschien nog een kleine hint: De lichtmeter meet de intensiteit van .... Als je een effect meet, is dat dus het effect van zout (of suiker) op het licht dat afkomstig is van ....?

En vervolgens dezelfde vraag m.b.t. je ogen.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#7

thedjdoorn

    thedjdoorn


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 mei 2013 - 16:00

Als ik er zo over nadenk zou het eigenlijk heel logisch zijn als er een meetfout is.
Een aantal docenten bij ons op school die niets te doen hadden dachten dat het wel leuk zou zijn om even een aantal 4vwo'ers te pesten door hun onderzoeken af te kraken. Op ons onderzoek hadden ze het volgende aan te merken:
-De lucht tussen de bak en de laser en de lucht tussen de bak en de sensor, is die constant?
-De sensor kaatst een gedeelte van het licht terug, heeft dat invloed op de metingen?

Daar kon ik heel kort op reageren:
-De sensor is niet precies genoeg om dat verschil te meten.
-Als de hoeveelheid licht die wordt weerkaatst hetzelfde blijft, dan is dat net zoiets als met precies dezelfde sensor meten, want al is deze niet helemaal goed geijkt, het is van toepassing op alle metingen, dus het zou niet veel moeten uitmaken.

Wat ik mij wel afvraag, is wat de brekingsindex van licht voor invloed zou kunnen hebben, immers, de sensor lag op een stapel papiertjes, en het toevoegen van zout zou invloed kunnen hebben op de lichtval. Dit betekent dat de intensiteit dan gelijk zou kunnen blijven ondanks de veranderende hoeveelheid zout omdat het licht valt op een gevoeliger gedeelte van de sensor.

Veranderd door thedjdoorn, 27 mei 2013 - 16:00

Ik zal er maar meteen van uitgaan dat ik slimmer ben dan jij. Ik weet best wel dat dat niet zo is, maar dat maakt mij niet uit.

#8

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 mei 2013 - 17:27

Als de lichtstraal niet loodrecht door de cuvet ging dan zou dan inderdaad wel kunnen - een zout/suiker oplossing heeft een andere brekingsindex dan zuiver water. Dat principe wordt zelfs praktisch gebruikt om de concentratie van suiker in water te meten.

Post eens een diagram van hoe je de metingen hebt gedaan!
Victory through technology

#9

thedjdoorn

    thedjdoorn


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 mei 2013 - 18:27

Ik heb een vrij eenvoudige tekening van de opstelling gemaakt, maar docenten zijn hier altijd gek op! :)
Is dit wat je bedoelde?
EDIT: Ik bedenk me net dat het bakje zelf wellicht niet transparant was, maar blauw. Heeft dat invloed ondanks dat je alle metingen met hetzelfde bakje doet?

Bijgevoegde miniaturen

  • Snap 2013-05-27 at 19.25.06.png

Veranderd door thedjdoorn, 27 mei 2013 - 18:41

Ik zal er maar meteen van uitgaan dat ik slimmer ben dan jij. Ik weet best wel dat dat niet zo is, maar dat maakt mij niet uit.

#10

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 mei 2013 - 18:58

Als ik er zo over nadenk zou het eigenlijk heel logisch zijn als er een meetfout is.


Meetfout is niet helemaal het goede woord. Want zelfs als je alles goed doet, kunnen er kleine variaties in de gemeten data zijn. Spreek liever van de meetonnauwkeurigheid.
Een onnauwkeurigheid die ik overigens niet eens zo groot vind; minder dan 0.5% van de gemeten waarde! Er zijn veel metingen, ook bij "echt" wetenschappelijk onderzoek, die een stuk minder nauwkeurig zijn.
Waar het vooral op neerkomt is dat het verschil dat je ziet óók heel klein is.

Een aantal docenten bij ons op school die niets te doen hadden dachten dat het wel leuk zou zijn om even een aantal 4vwo'ers te pesten door hun onderzoeken af te kraken. Op ons onderzoek hadden ze het volgende aan te merken:


Kritiek leveren is natuurlijk niet hetzelfde als pesten. Laten we er maar zo naar kijken: door die kritiek ben je nóg meer gaan nadenken over het practicum en het principe. Dat kan alleen maar goed zijn...
Met je antwoorden kan ik het overigens van harte eens zijn.

Maar nou weet ik nog steeds niet waarom je bij suiker wel een troebeling zag maar geen verschil in lichtintensiteit, en waarom dat bij zout samenviel?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#11

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 mei 2013 - 00:35

EDIT: Ik bedenk me net dat het bakje zelf wellicht niet transparant was, maar blauw. Heeft dat invloed ondanks dat je alle metingen met hetzelfde bakje doet?


An sich niet. Als je een nulmeting had gedaan met alleen water kun je dat als referentie gebruiken, de invloed van het bakje is gelijk ongeacht wat je erin stopt om te meten - mits je het maar exact hetzelfde plaatst etcetera.

Bij spectrofotometers voor wetenschappelijk gebruik wordt ook op die manier gewerkt: je doet een nulmeting met de cuvet (het 'bakje') met daarin water, of welk oplossmiddel je ook gaat gebruiken voor de rest van de metingen. Dit kun je als referentiepunt gebruiken. Uiteraard gaat dat wel verkeerd als je halverwege zou overstappen op een andere cuvet (die dingen vallen wel eens stuk...).
Victory through technology

#12

thedjdoorn

    thedjdoorn


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 mei 2013 - 20:32

Het bakje was toch transparant.
We hebben trouwens enkele keren mensen moeten uitschelden omdat ze tegen de tafel stootten. Gelukkig wisten we dan weer waar we ongeveer moesten zitten wat de metingen betreft. Misschien dat we nu juist de conclusie moeten trekken dat er geen invloed is.
Ik zal er maar meteen van uitgaan dat ik slimmer ben dan jij. Ik weet best wel dat dat niet zo is, maar dat maakt mij niet uit.

#13

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 mei 2013 - 23:50

Wat bedoel je met "geen invloed"? Geen invloed van wat?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#14

thedjdoorn

    thedjdoorn


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 mei 2013 - 07:34

Dat suiker geen invloed heeft op de lichtintensiteit maar zout wel. Het zou kunnen dat er een soort omslagpunt is, vooral omdat ie ineens zo daalt. Er is een maximale hoeveelheid zout die je kan oplossen in water, dat geldt ook voor suiker. Naarmate je dichter bij dat maximum komt, lost het zout/de suiker moeilijker op. Dit is wat ik vond op Wikipedia:
D-Glucose (C6H12O6): 83 gram/100 ml
Sucrose (C12H22O11): 201,9 gram/100 ml
Natriumchloride (NaCl): 35,9 gram/100 ml
Da's nogal een verschil. Waarschijnlijk heeft suiker wel degelijk een invloed op de lichtintensiteit, maar moet je veel meer oplossen om bij dat omslagpunt te komen.
Ik zal er maar meteen van uitgaan dat ik slimmer ben dan jij. Ik weet best wel dat dat niet zo is, maar dat maakt mij niet uit.

#15

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 mei 2013 - 10:27

Maar nog even terug: Je metingen waren dat de lichtintensiteit gelijk bleef. Je ogen vertelden je dat de oplossing "troebel" werd.
Wat je in feite zegt is dat in dit concentratiebereik (tot 7%) de suiker-concentratie geen invloed heeft op de gemeten lichtintensiteit.
Dat lijkt me een prima samenvatting van je meetresultaten. Je conclusie dat dat komt omdat het suiker bij deze concentratie nog prima oplost lijkt me ook juist.

Blijft over de vraag waarom het water dan troebel leek. Als het suiker is opgelost zou het water toch eigenlijk niet troebel moeten zijn?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum







Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures