Ik heb wat testjes gedaan met 3 stukken glas die ik hier had liggen. Deze heb ik tussen wat houten latjes gekleefd met behulp van een lijmpistool. Je ziet heel goed hoe de laserstraal reflecteert op de verschillende glasplaten en puntjes zet op de voorste glasplaat. De afstanden tussen de puntjes geven je de dikte van het glas en de spouw tussen de glasplaten. 3hoeksmeetkunde.
Ik heb het ook even getekend op een stuk papier met dik glas van 25mm en spouwen van 25mm (was iets makkelijker dan 5mm glasdikte)
De laser schijnt onder een hoek van 45 graden op de eerste glasplaat en gaat van lucht naar glas. Het licht wordt in 2 delen gebroken, 1 deel, op de voorkant van de eerste glasplaat, reflecteert onder een hoek van 45 graden terug. Het andere deel reflecteert op de achterkant van de eerste glaspaat en er gaat een deel van het licht door de eerste spouw naar de tweede glasplaat, enz,enz...
Als het licht door de eerste glasplaat gaat is dat door een medium met grotere dichtheid, het licht volgt een andere hoek. Weerkaatst op de achterzijde onder dezelfde hoek en keert terug naar de voorkant van de glasplaat. Daar gaat het over naar een minder dicht medium (lucht), een de hoek wijzigt weer.
De glasplaten en de spouwen zijn parallel aan elkaar (hopen we, anders zal de wereld er door het venster er wreed raar uitzien), er is geen 'buiging' van het licht enkel een laterale verplaatsing.
De glasplaten creeren driehoeken, alsook de spouwen. De schuine zijden van een driehoek zijn gelijk, uitgaande hoek = inkomende hoek.
De twee meest rechtse (dichts bij het invallende licht van de laser) puntjes geven de maat van de basis van de driehoek in de eerste glas plaat, de volgende twee puntjes van de 2de glasplaat...
N1 sin(hoek in) = N2 sin(hoek uit) N1 en N2 zijn de brekingsindex van de twee media (lucht = 1, glas = 1,5)
45° in lucht = 28,1255° in glas
40° = 25,3740°
35° = 22,4814°
30° = 19,4712°
25° = 16,3644°
20° = 13,1801°
Hiermee kan je de dikte van de glasplaat uitrekenen. Onder een invalshoek van de laser van 45 graden en aangenomen dat de brekingsindex van vensterglas 1.5 is, is de hoek in het glas 28.1255 graden. Als de 2 puntjes 26.8mm uit elkaar liggen (basis van de eerste driehoek) dan is de dikte van de glasplaat 25.06mm (1/2 basis / tan(28.1255))
Voor de eerste spouw meet je de afstand tussen de backreflectie van de eerste glasplaat en de frontreflectie van de tweede glasplaat, in dit geval 50mm. Dit is de basis van de driehoek in de spouw. De hoek in de spouw is 45 graden, de spouw is in dit geval 25mm (1/2 basis / tan(45))
Zo kan je alle diktes meten, glasplaten en spouwen. Deze diktes opgeteld moeten dan gelijk zijn aan de volledige dikte van het venster. Dat kan je meten zoals reeds is aangegeven door @GD met een aangepaste schuifmaat.
Enkele problemen stellen zich:
1) het zal heel moeilijk zijn om de exacte afstanden tussen de puntjes te meten, een kleine afwijking in de meting van de basis van de driehoek zal zich wreken in een veel te grote/kleine berekende dikte van het glas/spouw.
2) Je zal de invalshoek van het laserlicht heel exact moeten meten, zie 1
3) Ik ga er van uit dat vensterglas een brekingsindex heeft van 1.5, maar dit zou wel eens meer kunnen zijn als er folies en/of reflectiecoatings op het glas zijn aangebracht.
4) Je zal een heel dunne laserstraal moeten gebruiken, door allerlei reflecties in en op het glas krijg je wat uitgesmeerde puntjes.
Je zou een extra lens kunnen gebruiken om een fijnere straal te maken, maar die ga je dan wat moeten vooruit/achteruit zetten om de verschillende lagen 'in focus' te krijgen.
5) Laserlicht is verblindend, zelfs een kleine laserpointer heeft teveel vermogen om zomaar direct in te kijken. 1 of 2 polarisatiefilters die je kan verdraaien kunnen hierbij een hulp zijn. (Een soort mechanische dimmer)
6) Je zal meerdere metingen moeten doen onder verschillende invalshoeken van de laser en de uitkomsten aan elkaar afwegen.
Theoretisch klinkt dit allemaal goed, maar dit in de praktijk uitvoeren vraagt wat geduld en scherpe ogen.
En het elektronisch maken...?
Groetjes,
eSe