Samenvatting Overal Natuurkunde 1H Hoofdstuk 2

Overal Natuurkunde 4 havo
Samenvatting
Keuzehoofdstuk Optica
Eigenschappen van licht
Licht:
- plant zich in rechte lijnen voort en heeft geen tussenstof
nodig
- kan weerkaatsen:
spiegelend: (de spiegelwet) door gladde oppervlakken
diffuus: (in alle richtingen) door vrijwel alle voorwerpen
- kan worden verstrooid (door bv. wolken of mat glas)
- kan worden geabsorbeerd (bv. in glas of wolken)
- kan worden gebroken bij de overgang van de ene naar de
andere (doorzichtige) stof.
- kan selectief worden doorgelaten, gereflecteerd of
geabsorbeerd, waardoor kleurvorming optreedt.
Beeldvorming
Bij beeldvorming komt alle licht dat afkomstig is van een (meestal
diffuus weerkaatsend) voorwerpspunt na breking door een lens
samen in een beeldpunt. Er ontstaat een scherp beeld als de
beeldpunten precies op een scherm vallen, bv. je netvlies of de
beeldchip van een digitale camera. Het beeld is daarbij omgekeerd
ten opzichte van het voorwerp.
De voorwerpsafstand en de beeldafstand hangen met de sterkte en
de brandpuntsafstand van de lens samen volgens de lenzenwet.
Hoe groter de lenssterkte, hoe sterker de lens een evenwijdige
bundel samenbrengt op een kortere brandpuntsafstand.
De beeldgrootte verhoudt zich tot de voorwerpgrootte als de
beeldafstand tot de voorwerpsafstand. Deze verhouding heet de
lineaire vergroting.
Als een voorwerp op meer dan twee maal de brandpuntsafstand van
een lens staat, ontstaat een verkleind beeld (oog of fototoestel); als
het tussen de brandpuntsafstand en twee maal de
brandpuntsafstand staat, ontstaat een vergroot beeld
(projectieapparatuur). Staat het voorwerp op de brandpuntsafstand
dan ontstaat een evenwijdige bundel (vuurtoren).
i=t
S=1/f=1/v+1/b
N = Lb // Lv = b // v
Het oog
In het oog zorgt de iris (rond de pupil) voor de adaptatie: de
aanpassing aan de hoeveelheid licht.
De kristal- of ooglens kan door lensspieren boller gemaakt worden,
zodat de sterkte ervan past bij de voorwerpsafstand waarnaar je
kijkt. Dit heet accommoderen. De beeldafstand in het oog is steeds
gelijk aan de oogboldiameter (ca. 17 mm).
De lenssterkte van een normaalziend oog varieert tussen 59 dpt
(voor grote voorwerpsafstand) tot 65 à 70 dpt (voor kleine
voorwerpsafstand). De kleinste voorwerpsafstand waarop iemand
scherp kan zien heet de nabijheidsafstand.
Oogafwijkingen
Oudzienden zien in de verte goed, maar kunnen hun ooglenzen niet
meer sterk genoeg maken om op leesafstand scherp te zien. Om te
lezen hebben ze een bril met positieve lenzen nodig.
Bijzienden kunnen dichtbij goed zien. Hun ooglenzen zijn in
ongeaccommodeerde toestand te sterk om veraf goed te kunnen
zien. Daarom hebben ze daarbij een correctie nodig met negatieve
lenzen.
© Noordhoff Uitgevers Overal Natuurkunde 4 havo
Samenvatting Keuzehoofdstuk Optica
Een verziende heeft te zwakke ooglenzen en heeft een grotere
nabijheidsafstand dan normaal. Hij heeft een positieve correctie
nodig. Deze correctie voorkomt tevens hoofdpijn bij veraf zien.
Licht als golfverschijnsel
Licht heeft behalve een deeltjeskarakter ook een golfkarakter. Dat
blijkt onder andere uit het verschijnsel buiging: op kleine schaal buigt
licht om de hoeken van een smalle spleet, net zoals geluid om een
hoek hoorbaar is.
Een ander typisch golfverschijnsel is interferentie: als op een plek
licht van twee kanten bij elkaar komt, kan het licht daar feller zijn
(versterking) of juist zwakker (uitdoving).
De golflengte van licht varieert met de kleur, van 380 nm (voor violet)
tot 750 nm (voor rood).
Volgens de relativiteitstheorie plant licht zich voort met de
lichtsnelheid (precies 299 792 458 m/s), of het nu door een
stilstaande of door een bewegende bron is uitgezonden. Een lichtjaar
is de afstand die het licht in een jaar aflegt.
Met spectroscopie kun je bekijken welke golflengtes licht van een
bepaalde bron afkomstig zijn. Met behulp hiervan kun je de
temperatuur, de samenstelling en de snelheid van sterren bepalen.
Kleuren
Op je netvlies zitten lichtgevoelige cellen: staafjes en kegeltjes. Er
zijn drie soorten kegeltjes die ieder een andere gevoeligheid hebben
voor verschillende golflengtes van het licht. Een kleurwaarneming is
gekoppeld aan de verhouding waarin de drie typen kegeltjes prikkels
voelen.
Door het mengen van drie kleuren licht (additieve menging) kunnen
in het oog kleurindrukken ontstaan van spectrale of aspectrale
kleuren. De werking van kleurenbeeldschermen berust op dit
principe.
De kleurindruk die een voorwerp geeft, hoort bij de additieve
mengkleur van alle gereflecteerde kleuren. Hoe meer golflengten het
voorwerp reflecteert, hoe helderder het voorwerp overkomt. De
kleurindruk is ook afhankelijk van het contrast met de omgeving en
komt daarmee pas echt tot stand in de hersenen.
Als licht door twee kleurfilters gaat, blijven alleen de golflengten over
die beide filters doorlaten. Dit heeft subtractief mengen van kleuren.
Dit treedt ook op bij het mengen van verfstoffen.
In de kleurendriehoek kun je aflezen welke kleurindruk een
mengverhouding van primaire kleuren geeft. Aan de rand zitten de
verzadigde kleuren, meer naar het midden de onverzadigde. Twee
kleuren tegenover elkaar in de driehoek heten complementair en
contrasteren goed met elkaar.
naam
hoek van inval
hoek van terugkaatsing
voorwerpsafstand
beeldafstand
brandpuntafstand
lenssterkte
voorwerpsgrootte
beeldgrootte
lineaire vergroting
lichtsnelheid
golflengte
grootheid
symbool
i
t
v
b
f
S
Lv
Lb
N
c
λ
© Noordhoff Uitgevers Overal Natuurkunde 4 havo
c = 299 792 458 m/s
1 ly = 9,461 · 1015 m
Binas tabel 27 A2
Binas tabel 27 A5
eenheid
naam
graad
graad
meter
meter
meter
dioptrie
meter
meter
meter per seconde
meter
symbool
º
º
m
m
m
dpt = m-1
m
m
m/s
m
Samenvatting Keuzehoofdstuk Optica