Beim Stöbern im Internet bin ich auf folgendes spottbillige Angebot auf aliexpress gestoßen:

Gut, dachte ich mir, damit lässt sich schon etwas anfangen. Zum Beispiel die Bestimmung der Brechzahl von Wasser bzw. Zuckerwasser in Abhängigkeit von der Konzentration. Gesagt, getan…

Bildquelle: Wikipedia

Es gilt das Snelliussche Brechungsgesetz:

Durch die Verwendung eines Halbkreises kommt es zu keiner zweiten Brechung beim Austritt und der Brechungswinkel β kann einfach auf einer Skala abgelesen werden.

Der mitgelieferte Laserpointer hatte leider einen schiefen Strahl:

Daher musste ich eines meiner Lasermodule einbauen. Dies hatte auch den Vorteil, dass nun die Leistung/Helligkeit deutlich erhöht werden konnte…

Zunächst maß ich die Eintritts- und Austrittswinkel für normales Leitungswasser:

Danach löste ich 4 Zuckerwürfel mit der Masse von je 3.75 g in 14.48 g Wasser auf. Dies entspricht insgesamt 15 g Zucker auf 14.48 g Wasser, also einer Konzentration von c = 100 · 15 / ( 15 + 14.48) = 50.9 %.

Die gesammelten Messergebnisse:

Der Sollwert für den Brechungsindex von Wasser beträgt n = 1.333. Dieser konnte erst bei größeren Einfallswinkel α einigermaßen genau gemessen werden. Mit Zucker nahm der Brechungsindex aber doch recht deutlich auf einen Wert von ca. n = 1.420 zu. Demzufolge lautet meine Gleichung für den Brechungsindex n in Abhängigkeit von der Zuckerkonzentration c: n(c) = 1.320 + (0.1 / 50.9) · c = 1.320 + 0.00196 · c [in %].

Eine kurze Recherche im Internet und das Befragen von ChatGPT ergab folgende Sollgleichung: n(c) = 1.333 + 0.0017 · c [in %].

Quelle: https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/daten/s/saccharose-dichtetabelle.php

Angesichts des Preises für das Set von nur rund 15 Euro inkl. Versand bin ich von der geringen Abweichung meiner Messwerte von den beiden Sollwerten positiv überrascht. Man kann scheinbar auch für sehr wenig Geld richtige Physik betreiben 😉

Das Youtube-Video liefere ich natürlich nach…