Een magnetron en de lichtsnelheid

Het meten van de lichtsnelheid klinkt misschien als een lastige klus, maar wist je dat je dit met wat huis, tuin en vooral keuken apparatuur gewoon thuis kunt doen? Een magnetron verwarmt namelijk voedsel met microgolven, een vorm van elektromagnetische straling — net als licht. Deze microgolven hebben, net als geluidsgolven en licht, een bepaalde golflengte (λ), frequentie (f) en snelheid (v). Microgolven bewegen zich voort met de lichtsnelheid c (ongeveer 3·108 m/s).

In de magnetron vormen deze microgolven een staande golf. Dit houdt in dat de amplitude van de golf op sommige plaatsen altijd nul is, zoals te zien is in onderstaand plaatje. Die plaatsen noemen we knopen. Op deze plaatsen warmt de magnetron je voedsel dus niet op. Omdat het nogal vervelend zou zijn als je pannenkoek op één plek nog koud was, terwijl die op een ander plek al was aangebrand, heeft de fabrikant zo’n mooie ronddraaiende schijf in de magnetron gebouwd waar je je shizzle op kunt zetten. Op die manier wordt je pannenkoek overal mooi warm.

Staande golf

Wat je op bovenstaand plaatje ook kunt zien, is dat de afstand tussen twee knopen (d) gelijk is aan de helft van de golflengte. Omdat voor alle soorten golven geldt dat hun snelheid het product is van hun golflengte en frequentie, v = λf, zou je dus de snelheid van de microgolven in de magnetron kunnen bepalen als je de golflengte zou weten; de frequentie kun je vinden op de achterkant van de magnetron. Mocht je de frequentie van jouw magnetron niet kunnen vinden, dan is 2,45 GHz een goede schatting.

En nu komt de grote truc: verwijder de draaischijf uit de magnetron en zet iets in de magnetron dat gemakkelijk smelt en een groot oppervlak heeft. Goede suggesties zijn grote plakken kaas (eventueel gecombineerd met een pannenkoek), boterhammen met een flinke laag boter, een plak chocolade of een bord hagelslag. Zet de magnetron aan totdat je lokaal smeltplekken ziet. De afstand tussen de smeltplekken is gelijk aan de halve golflengte en daarmee kun je de lichtsnelheid uitrekenen: v = λ·f = 2d·f.

Zie ook dit filmpje van YouTube, waarbij opgemerkt moet worden dat boterhammen smeren en filmpjes monteren een hele kunst is.

Tot slot wil ik, om te voorkomen dat ik gelyncht word door de imaginaire natuurkundekerels, nog vermelden dat bovenstaande berekening eigenlijk totale onzin is. De lichtsnelheid is namelijk een afgesproken constante, die exact gelijk is aan c = 299 792 458 m/s. Uit de lichtsnelheid wordt de meter weer bepaald, dus in feite ben je niet de lichtsnelheid aan het meten, maar je liniaal aan het ijken.

5 gedachten over “Een magnetron en de lichtsnelheid”

Geef een reactie



Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *