Categorie: natuurkunde

De Large Hadron Collider, 'grote hadronen-botser' (afgekort tot LHC), is een ondergrondse deeltjesversneller gebouwd op de Frans-Zwitserse grens in de buurt van Genève.
De LHC, die zich op een diepte van 50 tot 175 meter bevindt, is het grootste door mensen gemaakte apparaat en wordt gebruikt om natuurkundig onderzoek aan elementaire deeltjes te doen.
De LHC is gebouwd door CERN en is op 10 september 2008 voor het eerst in gebruik genomen.

De LHC is voorlopig de krachtigste versneller, maar er liggen nog zwaardere en krachtiger machines op de tekentafel, zoals de ILC (International Linear Collider), waarvan de bouw ergens tussen 2015 en 2020 van start moet gaan.

Met de LHC worden protonen versneld tot 99,999 996 4% van de lichtsnelheid, waarna een botsing volgt.
Uit die botsing proberen wetenschappers allerlei informatie te halen door middel van verschillende soorten detectors die om de buis aangebracht zijn.
Aanvankelijk zullen protonen worden versneld en tegen elkaar in op elkaar gebotst worden, vanuit beide richtingen met een energie van 3,5 TeV (3,5 biljoen elektronvolt), samen dus 7 TeV.
Later hoopt men ook zwaardere deeltjes zoals loodkernen te kunnen laten botsen, met energieën van meer dan 2 TeV (2 biljoen eV).
Het belangrijkste deeltje dat men zoekt is het Higgs-deeltje.
Dit boson moet de verklaring geven voor de massa van deeltjes en het fundament van het standaardmodel van de deeltjesfysica vormen.
Het standaardmodel voorspelt dat er bij de energieën die de LHC kan bereiken een mechanisme moet bestaan dat ervoor zorgt dat de energie van bepaalde deeltjes niet naar oneindig zal gaan.
Het standaardmodel zelf heeft hiervoor het Higgs-mechanisme.
De LHC zal moeten uitmaken of dit daadwerkelijk het mechanisme is of dat andere theorieën hun gelijk gaan krijgen.

Welke andere resultaten de LHC zal opleveren, valt moeilijk te voorspellen.
Mogelijk leidt de LHC tot (nu nog onverwachte) ontdekkingen, met name met betrekking tot de werking van de zwaartekracht en het bestaan van mogelijke onzichtbare dimensies.
Misschien kunnen er zelfs minuscule zwarte gaten mee gemaakt worden, die volgens de theorie van Stephen Hawking onmiddellijk weer zouden verdampen.
Dan zouden verschillende andere kosmologische theorieën, zoals diverse varianten van de snaartheorie, getest kunnen worden.

De LHC is de opvolger van de Large Electron-Positron Collider (LEP) en werd geconstrueerd in de tunnel waarin de LEP eerst stond, met een omtrek van 27 km.
De bouw heeft ongeveer 8 jaar geduurd en kostte 6 miljard euro.
Nederland is een van de lidstaten van het CERN en doet ook mee aan het project.
Het verzorgt 4,5% of 27.8 miljoen euro van het jaarlijkse inkomen van CERN.
Voor de detectie van de deeltjes die ontstaan en vervolgens vervallen bij de zeer energierijke botsingen van de versnelde protonen worden vijf grote detectoren gebouwd, twee voor algemene doeleinden (ATLAS en CMS) en drie voor meer specifieke experimenten.

De technologische eisen aan de nauwkeurigheid en de veiligheid van de apparatuur tijdens de experimenten zijn zeer hoog: de supergeleidende magneten bevatten als ze in werking zijn een grote hoeveelheid energie (10 gigajoule bij een magneetveld van 6,33 Tesla), evenals de bundel van de versnelde deeltjes (725 megajoule) - een enkel versneld proton zou een kinetische energie hebben vergelijkbaar met die van een vliegende mug, wat voor een sub-atomair deeltje haast onvoorstelbaar is.
De energie die vrijkomt bij het verlies van een tienmiljoenste van de energie van de bundel is voldoende om een magneet uit het supergeleidende temperatuurtraject te tillen waardoor de in de magneet opgeslagen energie explosief zou worden omgezet in warmte.
De kolossale, tonnenzware magneten worden dan ook met een precisie van om en nabij een millimeter geplaatst.

In de loop van 2008 werden er uitgebreide testen gedaan, terwijl het systeem geleidelijk werd afgekoeld naar 1,9 K (-271,4 °C).
Uiteindelijk werd de LHC op 10 september 2008 in gebruik genomen, met een protonstraal die de gehele ring rondging.
In oktober 2008 zouden de eerste proeven met botsingen van deeltjes aanvangen.

Door een fout in een tweetal lassen van de elektrische verbindingen ontstond er een lek in de met vloeibaar helium gekoelde magneten.
Hierdoor moesten 53 magneten worden vervangen.
De start van de LHC liep hierdoor een vertraging op van ongeveer een jaar.

Eind september 2008 ontstond er door een ondeugdelijke elektrische verbinding tussen twee magneten een storing, waarbij een elektrische vlamboog ontstond die een heliumleiding doorboorde.
Hierbij gingen duizenden liters vloeibaar helium verloren.
Om reparaties uit te kunnen voeren en de defecte magneten te kunnen vervangen, moesten alle magneten langzaam worden opgewarmd, en daarna, om de machine weer in gebruik te kunnen nemen, langzaam worden afgekoeld.
Om niet te zeer achter te raken op schema, overwoog men de testfase bij 5 TeV over te slaan, en begin 2009 direct op 7 TeV te gaan draaien.
In juli 2009 ontstond echter opnieuw vertraging doordat twee lekken werden ontdekt.
De herstart werd opnieuw uitgesteld, nu tot medio november 2009.

Op 20 november 2009 werd de LHC opnieuw opgestart en werden er deeltjes geïnjecteerd die tot een energieniveau van 3,5 tera-elektronvolt zullen worden versneld.
Op dinsdag 30 maart 2010 om 13:06 uur onze tijd zijn de eerste testen uitgevoerd door de protonen op elkaar te laten botsen.
Twee protonenbundels werden versneld tot elk 3,5 tera-elektronenvolt, en botsten met elkaar.
Nog niet eerder zijn protonen met zo'n hoge energie opgewekt.
Een nieuw record dus. "We gaan een nieuw natuurkundig tijdperk binnen", zo luidde het commentaar binnen CERN.

De Large Hadron Collider functioneert sinds 2010 optimaal.
Via een zeer snel netwerk worden de peta bits aan data die de detectors iedere dag genereren gedistribueerd naar de diverse researchgroepen verspreid over de wereld.
De verwachte operatietijd van de LHC wordt geschat op 20 jaar maar er zullen in die tijd ook periodieke 'upgrades' plaatsvinden.

Op 30 maart 2010 is het voor het eerst gelukt om twee stralen protonen op elkaar te laten botsen met een totale energie van 7 TeV (7 biljoen elektronvolt).
Later dat jaar, op 8 november, werden loodionen met elkaar in botsing gebracht.
Daarbij ontstonden temperaturen boven de 10.000 miljard graden.
De dichtheid en de temperatuur waren de hoogste die ooit met een experiment bereikt werden.

Op 22 september 2011 maakte het CERN bekend dat meerdere hoog-energetische muon-neutrino's, die vanuit Genève op een 730 kilometer verder gelegen laboratorium in Gran Sasso Italië werden afgevuurd, volgens de metingen 60 nanoseconden sneller gereisd zouden hebben dan massaloze deeltjes zouden hebben gedaan, die zich met de lichtsnelheid voortbewegen.
Wetenschappers wilden in andere deeltjesversnellers, zoals in Amerika en Japan, het experiment herhalen om te zien of hoog-energetische muon-neutrino's zich inderdaad een fractie sneller dan de lichtsnelheid voortbewegen.
Wanneer dat het geval zou zijn, moesten enkele belangrijke natuurkundige theorieën, waaronder Einsteins relativiteitstheorie, deels tegen het licht worden gehouden.
In het voorjaar van 2012 kwam er bewijs dat een defecte glasvezelkabel verantwoordelijk was voor de, achteraf gezien foute, meetgegevens.

Een lichte controverse deed zich voor toen beweerd werd dat het - in theorie - mogelijk is dat de enorme energieën van de LHC subatomaire zwarte gaten, en ook wel "vreemde materie" zou kunnen scheppen, die theoretisch grote schade zouden kunnen aanrichten.

De risico's van deze niet eerder gedane experimenten zijn echter door meerdere partijen onderzocht, waaronder een groep van onafhankelijke wetenschappers en een onderzoek in opdracht van CERN zelf.
Men heeft geconcludeerd dat de kans op feitelijke incidenten van dit soort als verwaarloosbaar beschouwd kan worden en dat de botsingen van de deeltjes geen aannemelijk gevaar opleveren.

Elk doemscenario in de LHC is uitgesloten omdat de natuurkundige voorwaarden en gebeurtenissen die in de LHC worden geschapen ook op natuurlijke wijze voorkomen in het universum, en dan meestal met astronomisch grote energie onbereikbaar voor elk menselijk instrument, zonder gevaarlijke gevolgen.
Zo heeft de kosmische straling, die meestal een grotere energie heeft dan met de LHC kan worden opgewekt, die dagelijks de buitenste lagen van de atmosfeer treft in het hele bestaan van de aarde nog niet tot een ramp geleid.

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Lat.: "De wiskundige beginselen van de natuurfilosofie", kortweg de Principia) is een werk van Isaac Newton gepubliceerd op 5 juli 1687.
Bekend is dat Newton het werk van ruim 500 pagina's schreef tussen mei 1684 en april 1686 (maar twee jaar dus) naar aanleiding van een bezoek dat Edmond Halley aan hem bracht.
Het is echter zeer waarschijnlijk dat hij zijn ideeën erover al eerder ontwikkelde omdat hij tegenover Halley gewag maakte van zijn oplossing voor het probleem van de banen van de planeten (de reden voor Halley's bezoek) en hij hem al in november 1684 een zeer uitgewerkte versie van die theorie kon toezenden.
Volgens ooggetuigen werkte hij bijna dag en nacht aan het boek. Het werk is een van de invloedrijkste publicaties ooit verschenen in de exacte wetenschappen.

In de Principia voerde Newton onder meer de grondslag voor de moderne mechanica in, namelijk de drie wetten van Newton met de wetten voor behoud van impuls en behoud van impulsmoment.
Aan de hand van onder meer de empirische wetten van Kepler leidde hij de universele zwaartekrachtswet af.

Tijdens het formuleren van zijn natuurkundige theorieën, ontwikkelde Newton een gebied binnen de wiskunde dat bekendstaat als calculus (differentiaalrekening en integraalrekening samen).
Maar in de Principia gebruikt Newton vrijwel uitsluitend meetkundige bewijzen in de stijl van Euclides en Archimedes en laat hij de calculus buiten beschouwing.

In de Principia staat Newtons beroemde credo Hypotheses non fingo ("Ik verzin geen hypothesen"). In vertaling:

Zijn wij nog niet in staat geweest om een reden te ontdekken voor deze eigenschappen van dit verschijnsel zwaartekracht? Ik verzin geen hypothesen. Alles wat niet is afgeleid uit de waarneming wordt gedefinieerd als een hypothese. Of ze nu metafysisch of fysisch zijn of gebaseerd op verborgen kwaliteiten, of op mechanica, ze hebben geen plaats in proefondervindelijke filosofie (=experimentele natuurwetenschap, vertaler). Binnen deze filosofie worden bijzondere begrippen afgeleid uit het verschijnsel en door inductie algemeen gemaakt.

Aan de hand van de wetten gepubliceerd in de Principia werden de bewegingen van de hemellichamen, zoals de planeten en kometen, verklaard.

De zomer is een van de vier seizoenen, door de meteorologie gedefinieerd als de maanden juni, juli en augustus op het noordelijk halfrond, en december, januari en februari op het zuidelijk halfrond.

Het astronomisch bepaalde begin van de zomer is de zomerzonnewende (rond 21 juni op het noordelijk halfrond en rond 21 december op het zuidelijk halfrond).
De zon gaat dan door het zomerpunt, de zon bereikt die dag de hoogste stand boven de horizon en de dag duurt het langst.
De zomer eindigt met de herfst-equinox (rond 23 september op het noordelijk halfrond en 20 maart op het zuidelijk halfrond).

De oorsprong van de naam is niet bekend.
Wel is hij afgeleid van het Middelnederlands somer en verwant aan het Oudsaksisch, Oudhoogduits en Oudnoors sumar.

Om praktische redenen begint de meteorologische zomer eerder, op 1 juni op het noordelijk halfrond en op 1 december op het zuidelijk halfrond.
Deze duurt dan tot 1 september respectievelijk 1 maart.

De zomer kenmerkt zich op het noordelijk halfrond door relatief hoge temperaturen, langer daglicht en het zo nu en dan voorkomen van onweer.
Verder is er in het eerste deel van de zomer veel bloeiende natuur.
De zomer is ook het seizoen met de voor de meeste mensen langste vakantie van het jaar: de zomervakantie.
Op het zuidelijk halfrond valt op hetzelfde moment een tegenovergesteld beeld waar te nemen.

Drijfzand is een gel van korrelig materiaal zoals zand of klei en water.
Drijfzand is zowel vloeibaar als een vaste stof.
De viscositeit kan plotseling veranderen onder druk.

Desalniettemin geldt de wet van Archimedes; aangezien de dichtheid van drijfzand groter is dan van het menselijk lichaam, zullen mensen drijven in of op drijfzand.
Wel is het, eenmaal terechtgekomen in drijfzand, erg lastig om er uit te komen.
Zo helpt het niet om te proberen jezelf eruit te trekken door te "stampen" met de voeten.
Dit resulteert enkel in het dieper zakken (tot zover als bepaald door de wet van Archimedes).
Wel is het aan te raden om, indien mogelijk, plat op de rug te gaan liggen zodat de borstkas minder diep ligt, waardoor de druk lager is en ademhalen mogelijk blijft.

Drijfzand is in principe niet gevaarlijk, maar iemand die erin vast komt te zitten wordt kwetsbaar voor andere gevaren, bijvoorbeeld verhongering, overmatige blootstelling aan de zon, onderkoeling of op het strand verdrinking door de opkomende vloed.

Dit drijfvermogen geldt echter niet voor droog drijfzand.
Droog drijfzand is een mengsel van lucht en fijn zand.
Daardoor is de dichtheid te klein om mensen en dieren te kunnen dragen en kan men erin omkomen door verstikking, zoals bij verdrinking.
In de woestijn komt droog drijfzand veel voor.

Het KNMI werd bij Koninklijk Besluit van koning Willem III opgericht op 31 januari 1854 onder de naam Koninklijk Meteorologisch Observatorium.
Professor C.H.D Buys Ballot (1817-1890), de eerste hoofddirecteur, koos in Utrecht als locatie het bastion "Sonnenborgh" omdat de bouwvallige Smeetoren, waar reeds sterren- en weerkunde werd bedreven, gesloopt ging worden.
In 1897 verhuisde het KNMI naar De Bilt.

Het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (of KNMI) is een Nederlands instituut dat onder andere de dagelijkse weersverwachtingen verzorgt.
Het KNMI is een agentschap van het Ministerie van Infrastructuur en Milieu.

In totaal werkten er in 2010 bij het KNMI 457 mensen.

De wet van Buys Ballot, over het verband tussen wind en luchtdruk, maakte de weersverwachting mogelijk.
Het KNMI was een van de eerste in de wereld met stormwaarschuwingen en weerkaarten.
Buys Ballot ergerde zich aan kranten die weinig belangstelling hadden voor "wetenschappelijke" weerkaarten en de volksweerkunde hoogtij lieten vieren.
De betekenis van de meteorologie voor de weersvoorspelling drong steeds meer door tot de samenleving.

In de jaren twintig van de 20e eeuw begon de luchtvaart er gebruik van te maken.
In 1938 opende het KNMI een filiaal op de luchthaven Schiphol, waarna andere luchthavens volgden.
Na de Tweede Wereldoorlog braken gouden tijden aan: nieuwe weerstations, weerschepen, weerboeien, weerballonnen, radar, kunstmanen en computers gaven de meteorologie nieuwe impulsen.
Door internationale samenwerkingsverbanden kon de hele meteorologische wereld de vruchten plukken.
De onderzoekers krijgen steeds meer vat op de ingewikkelde fysische processen en het klimaatsysteem.
Als klimaatinstituut speelt het KNMI vanaf het begin een leidende rol, zeker sinds klimaatproblematiek hoog op de politieke agenda staat.

De naamsbekendheid dankt het KNMI vooral aan de dagelijkse berichtgeving over het weer.
Al in 1924 zond De Bilt via een eigen zender weerberichten de ether in en vanaf 1936 zit het weer in de nieuwsdienst en waren er ook rubrieken met weerpraatjes.
Ook bij de start van de TV was het KNMI van de partij en introduceerde de weerman op de beeldbuis.
In de jaren tachtig van de 20e eeuw ging de commercie in de meteorologie een rol spelen.
Het KNMI is als agentschap van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat een volledig publiek instituut dat de gewenste gegevens aan onder meer de private sector levert.
De taken zijn in de Wet op KNMI vastgelegd.
Een van de hoofdactiviteiten van het publieke KNMI is het uitgeven van waarschuwingen met het oog op veiligheid, een doelstelling ook bij de oprichting in 1854.
Wanneer zwaar weer op komst is, dat kan leiden tot problemen of overlast wordt een weeralarm uitgegeven.
In 2000 opende koningin Beatrix het nieuwbouwcomplex van het KNMI in De Bilt, waar de meeste van de circa 500 medewerkers werkzaam zijn.

Het KNMI richt zich als het nationale kennisinstituut op het gebied van weer, klimaat en seismologie volledig op zijn publieke taken.
Daartoe horen het opstellen van algemene weersverwachtingen en waarschuwingen voor gevaarlijke weersomstandigheden, de monitoring van het klimaat, het inwinnen van meteorologische data, het beheren van de infrastructuur die daarvoor nodig is, modelontwikkeling, luchtvaartmeteorologie en wetenschappelijk onderzoek op het gebied van weer, klimaat en seismologie.

Wereldwijd werkt het KNMI intensief samen met andere instituten en onderzoeksinstellingen.
Het instituut neemt deel in het Europees Centrum voor Weersverwachtingen op Middellange Termijn (ECMWF) in Engeland en vertegenwoordigt Nederland in tal van andere internationale organisaties, zoals de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO), het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) en het Europees meteorologische satellietnetwerk Eumetsat.
Ook neemt het KNMI deel in het Network of European Meteorological Services (EUMETNET), waarin 24 Europese landen zich hebben verenigd met als doel om basisdoelstellingen van de diensten zo efficiënt en effectief mogelijk te laten zijn.

Op 16 maart 2012 nam het KNMI een nieuwe supercomputer in gebruik, om daar berekeningen aan het weer en het klimaat mee uit te kunnen voeren.

Het KNMI heeft zich in toenemende mate gepositioneerd als een autoriteit in het maatschappelijke debat over weers- en seizoensaangelegenheden.
Sinds 2001 is het Instituut verantwoordelijk voor het afgeven van een zogenaamd weeralarm: dat is een toestand waarin weersomstandigheden aanleiding geven om het publiek te waarschuwen.

Het mineraal brookiet is een titanium-oxide met de chemische formule TiO₂.

Het is genoemd naar Henry James Brooke (1771-1857), een Britse mineraloog en wol handelaar.

Het kristalstelsel van brookiet is orthorhombisch.
Het is een oranje tot bruin mineraal met een Mohs-hardheid van 5,5 tot 6½ en een gemiddelde dichtheid van 4,11.
Brookiet is dubbel brekend, zoals alle orthorhombische mineralen en is biaxiale brekingsindices zeer hoog.

Brookiet is een bros mineraal, heeft een subconchoidale onregelmatige breuk en slechte splitsing in een richting evenwijdig aan de c-as en sporen van splitsing in een richting loodrecht op zowel de a-en de b kristal-assen.

Het is niet radioactief.

Bij temperaturen boven de 750°C, zal brookiet terugkeren naar de rutielstructuur.

Brookiet wordt onder andere gevonden in Hot Springs, Arkansas, VS.
Er zijn ook vindplaatsen in o.a. Pakistan, Wales en Siberië, maar ook in Frankrijk en Zwitserland werd er brookiet gevonden.

Andere TiO₂-mineralen zijn rutiel en anataas.

Het mineraal brochantiet is een koper-sulfaat met de chemische formule Cu₄(SO₄)(OH)₆

Het mineraal brochantiet is genoemd naar de Franse mineraloog A.J.M. Brochant de Villiers (1772 - 1840).

Het doorzichtig tot doorschijnend zwarte, maar typisch groen tot smaragdgroene brochantiet heeft een glas- tot parelglans, een vaalgroene streepkleur en de splijting is perfect volgens het kristalvlak [100].
Brochantiet heeft een gemiddelde dichtheid van 3,97 en de hardheid is 3,5 tot 4.
Het kristalstelsel is monoklien en het mineraal is niet radioactief.

Brochantiet is een mineraal dat secundair gevormd wordt in aride klimaten en in snel oxiderende koper-sulfide afzettingen.
De typelocatie is gelegen in Chuquicamata, Chili.
Het wordt ook gevonden in Lidwig, Lyon county, Nevada, Verenigde Staten en in Goulmina, Er Rachidia in Marokko.

Brochantiet lijkt soms erg veel op Malachiet (een carbonaat) maar bruist niet in zoutzuur

De brekingsindex van een medium is de verhouding tussen de fasesnelheid van het licht in vacuüm c en de fasesnelheid v van het licht in dat medium.
Verschillen in brekingsindex spelen een rol bij onder andere het verschijnsel breking.
Een lichtstraal die het grensvlak van twee media passeert, wordt, als de lichtsnelheden in de beide media verschillen, gebroken.
De index wordt gebruikt om de hoek van breking te berekenen.
• Omdat het een verhouding is tussen twee gelijksoortige grootheden is de brekingsindex dimensieloos en heeft dus geen eenheid.
• Omdat de lichtsnelheid in alle stoffen lager is dan de lichtsnelheid in het vacuüm, is de brekingsindex in principe altijd groter dan 1.

Er bestaan echter ook zogenaamde metamaterialen met een negatieve brekingsindex.

Wanneer een lichtbundel vanuit vacuüm een doorzichtig medium binnentreedt, is er volgens de Wet van Snellius een constante verhouding tussen de sinus van de hoek van inval θ₁ en de sinus van de brekingshoek θ₂.
Deze constante verhouding is gelijk aan de brekingsindex n van die stof.

Voor de brekingsindex geldt de betrekking:

waarin er de relatieve elektrische permittiviteit is, en µr de relatieve magnetische permeabiliteit is.

Voor de meeste materialen geldt dat µ_r bijna gelijk is aan 1, zodat n ongeveer gelijk is aan .

Het meten van de brekingsindex vergt weinig tijd en ervaring.
Ook de apparatuur ervoor, refractometer genoemd, is niet echt duur.
In de organische chemie wordt de brekingsindex toegepast als goedkope en snelle methode om de identiteit van een verbinding vast te stellen.
In de suikerindustrie wordt de brekingsindex als concentratiemeting toegepast.
Deze laatste toepassing is zelfs zo belangrijk (geweest) dat de meeste refractometers met een speciale schaal voor de Brix-waarde zijn uitgerust waarmee de suikerconcentratie direct afgelezen kan worden.

Ook als licht uittreedt naar een optisch minder dichte stof (bijvoorbeeld van glas naar water, of van water naar lucht) geldt voor de verhouding van de sinussen van invalshoek en uittreedhoek:

Omdat de uittreedhoek θ₂ niet groter kan zijn dan 90°, is er een grens g aan de invalshoek θ₁.
Deze grenshoek wordt bepaald door:

waarin n1 en n2 de respectievelijke brekingsindices zijn.

Als de invalshoek groter is dan de grenshoek wordt de lichtstraal niet meer gebroken, maar totaal gereflecteerd.
Van deze totale interne reflectie wordt gebruik gemaakt in onder andere de prisma's van prismakijkers.
De schittering van geslepen edelstenen (met name diamant, met een brekingsindex van 2,4) wordt voor een belangrijk deel door totale reflectie veroorzaakt, net zoals de geleiding van licht door glasvezels en luchtspiegelingen.

De Fresnelvergelijkingen beschrijven hoe ook zonder totale reflectie afhankelijk van de beide brekingsindices een deel van de invallende intensiteit wordt gereflecteerd.
Hierbij blijken de twee lineaire polarisaties waarin een lichtgolf kan worden ontbonden, zich zeer verschillend te gedragen.

De brekingsindex van een materiaal is verschillend voor licht van verschillende golflengtes, dus met verschillende kleuren.
Dit verschijnsel wordt dispersie of kleurschifting genoemd.
Als gevolg van kleurschifting valt wit licht na breking uiteen in een spectrum van de samenstellende kleuren.
Als het licht door een vlakke plaat valt, bijvoorbeeld een glazen ruit, treedt het tweemaal gebroken licht weliswaar weer uit onder dezelfde hoek als waarmee het inviel, maar is toch iedere lichtstraal uiteengevallen.
De kleurschifting is daardoor maar gering en voornamelijk te zien aan de randen van voorwerpen.
Als het licht door een voorwerp straalt dat niet twee parallelle zijden heeft, zoals door een prisma, treden de verschillende kleuren door het verschil in brekingsindex onder verschillende hoeken uit en wordt het kleurenspectrum duidelijk zichtbaar.
Het verschil in brekingsindex is de oorzaak van chromatische aberratie, een bekende fout van lenzen, en ook de oorzaak van de regenboog, door de inwendige weerkaatsing en breking van het zonlicht in regendruppels.

Onderstaande waarden zijn voorbeelden van de brekingsindex voor een golflengte van 589,3 nanometer (licht van natriumlampen - de meest gebruikte meetgolflengte):

• vacuüm: 1 (per definitie)
• lucht: 1,00029
• water: 1,333
• glas: 1,5 tot 1,9
• diamant: 2,419

De brekingsindex n van een zuiver gas is afhankelijk van de dichtheid ? van het gas en wordt bij benadering gegeven door:

waarin k de constante van Gladstone-Dale is, genoemd naar de Engelse scheikundigen John Hall Gladstone (1827-1902) en T.P. Dale, die deze afhankelijkheid in 1858 formuleerden.

Voor helium en argon zijn deze constanten:

k_He = 2.10^-4 m³/kg
k_Ar = 1,6.10^-4 m³/kg

Voor een gasmengsel is de constante van Gladstone-Dale een gewogen som van de constanten van de samenstellende delen.

In 2001 beschreven wetenschappers van de Universiteit van Californië te San Diego een ongebruikelijk samengesteld materiaal met een negatieve brekingsindex, metamateriaal.
Bij dit soort materiaal bevinden de gebroken straal en de invallende straal zich aan dezelfde kant van de loodlijn op het oppervlak.

Dit materiaal bestond uit een mengsel van vezelglas en koperen ringetjes en draden die microgolven op een nieuwe manier geleiden.

In 2007 was een team onder leiding van Henri Lezec van het California Institute of Technology in Pasadena in staat om negatieve breking op te wekken bij zichtbaar licht.
Hiervoor bouwden ze een prisma dat bestond uit gelaagd metaal met daarin vele gaatjes op nanoschaal.

Brazzeïne' is een sterke zoetstof.
Het is een eiwit dat geïsoleerd kan worden uit de West-Afrikaanse plant Pentadiplandra brazzeana.

De plant groeit in Gabon en Kameroen.
De bessen van de plant smaken zeer zoet en wordt zowel door apen als de lokale bewoners gegeten.
Het wordt door de lokale bevolking "oubli" genoemd.

In 1994 werd de zoetstof geïsoleerd uit de vrucht door medewerkers van de universiteit van Wisconsin-Madison.

Brazzeïne is 500 tot 2000 maal zoeter dan suiker en is daarmee vergelijkbaar met kunstmatige zoetstoffen als aspartaam en sucralose.

Brazzeïne is niet de enige sterke natuurlijke zoetstof, andere sterke natuurlijke zoetstoffen zijn monelline en thaumatine.

Omdat de stof in de natuur voorkomt, het goed bestand is tegen verwarming in tegenstelling tot aspartaam, een smaak heeft die zeer dicht bij die van sacharose komt, zijn goede oplosbaarheid in water en zijn lage caloriegehalte is deze zoetstof interessant voor toepassing in de voedingsmiddelenindustrie.

Het Californische bedrijf Natur Research heeft het alleenrecht om deze zoetstof te produceren en zal het product waarschijnlijk in 2009 op de markt brengen met de naam Cweet.
Toestemming van de FDA op basis van een zelf gedeclareerde algemene veiligheidsverklaring is nog niet verkregen.

Het mineraal brazilianiet is een fosfaat dat typisch geel tot groen is.

De chemische formule is NaAl₃(PO₄)₂(OH))₄

De naam van het mineraal is afgeleid van het gebied waar het voor het eerst gevonden werd (Brazilië).

Het monokliene mineraal heeft een gemiddelde dichtheid van 2,98 kg/dm3, een hardheid van 5,5 en een witte streep.
Het mineraal is niet radioactief noch magnetisch.

Het wordt het vaakst gevonden in fosfaatrijke pegmatieten.
Het komt in pegmatieten voor in de vorm van perfecte kristallen.
De enige gekende vindplaats van brazilianiet is in de omgeving van Conselheiro Pena, in de deelstaat Minas Gerais in Brazilië.
De voorbije jaren heeft deze plaats mineralen van grote kwaliteit opgeleverd, met perfect gevormde kristallen van een ongewone grootte.

Sommige van deze mineralen zijn gevonden op muscoviet (met sterke zilverglans), ingegroeid in het moedergesteente.
Dergelijke specimina worden niet vermalen tot grondstof, maar vinden hun weg naar musea en privécollecties.

De meest exquisiete kristallen, donker groenachtig-geel tot olijfgroen, zijn soms tot 12 cm lang en 8 cm breed.
Kristallen met gelijkwaardige vorm en grootte zijn ontdekt op een andere plaats in Minas Gerais, nabij Mantena, maar deze hebben geen perfect gevormde kristallen.

Het mineraal is erg populair bij verzamelaars.

Brazilianiet versterkt je vaardigheden en je potentieel en is dus een goede steen om te dragen tijdens studie en werk.
Het bevordert intelligentie, concentratie, het geheugen en het vermogen om informatie op te nemen, wilskracht en creativiteit.
Het versterkt liefde en geeft inzicht in andere mensen en is dus een goede steen voor (verschillende soorten) relaties en voor samenwerking in groepen.
De steen helpt bij het loslaten van negatieve emoties zoals woede, wraakgevoelens en jaloezie.

Zonnevlechtchakra (3e) en Hartchakra (4e).