Werkblad 2 - “practicum licht”

Werkblad 2 - “practicum licht”
Niveau Basis
Inleiding
Als je een animatie wilt maken gaat het over licht. Je moet dan wel wat eigenschappen weten over
hoe licht zich gedraagt. De bedoeling is dat je daar na dit practicum een betere kijk op hebt.
In elk experiment heb je een stukje theorie en daarna pas deze theorie toe.
Opdracht:
Je gaat in groepjes van maximaal 4 leerlingen een aantal experimenten uitvoeren. De uitkomst van
deze experimenten moet je verwerken in een animatie (de eindopdracht). In het stukje
onderbouwing waarom je de animatie zo gemaakt hebt als je gaat doen wordt ook verwacht dat je
de resultaten van je practicum noemt. Zorg dus dat je aantekeningen of foto’s maakt.
Omdat je de eindopdracht maximaal met zijn tweeën mag uitvoeren moet je er voor zorgen dat je de
resultaten goed met elkaar deelt.
Experimenten
Experiment 1 (Werken met een lichtbron)
Benodigdheden:
Je hebt nodig een spanningsbron met aansluitsnoer en 2 losse snoertjes. Verder
heb je nodig een potlood en het kastje zoals staat afbeeld in figuur 1. Als laatste
heb je nodig een spiegeltje (ligt op de kar) en een rechthoekig licht doorlatend
voorwerp.
Theorie: Volgens de theorie zijn er 3 soorten lichtbundels. Deze staan hieronder afgebeeld.
Deze 3 bundels hebben een aparte naam:
a. De 1ste bundel noemen we convergent.
b. De 2de bundel noemen we divergent
c. De 3de bundel noemen we evenwijdig.
Neem het lichtkastje uit figuur 1 en sluit het aan op de spanningsbron (12 V).
(Maak foto’s en notities van wat je ziet)
2. Bekijk wat voor soort lichtbundel uit het kastje komt als er geen plaatje voor zit.
3. Kijk eens of je met het kastje een evenwijdig lichtbundel kunt maken door gebruik te maken van
de plaatjes die aan de kant zitten waar het licht uit komt.
Uit de plaatjes boven de eerste opdrachten zie je dat we er vanuit gaan dat licht altijd in een rechte
lijn beweegt. (De stralen aan de buitenkant zijn namelijk recht).
Om dit verder te bekijken ga je nu een voorwerp in de lichtbundel plaatsen.
4.
Plaats een voorwerp in de lichtbundel, (bijvoorbeeld een potlood of gum) en kijk wat voor vorm
de schaduw heeft.
a. Doe dit eerst bij een bundel waarbij de bundel divergent is.
b. Doe dit vervolgens bij een bundel waarbij we een evenwijdige bundel licht hebben.
c. Noteer wat je ziet en of er verschillen zijn.
d. Houdt het voorwerp ook eens scheef in de bundel en kijk hoe dat eruit ziet.
Door te kijken naar de vorm van de schaduw kun je achterhalen wat voor soort lichtbron je gebruikt
hebt. De schaduw die we nu gemaakt hebben noemen we een kernschaduw.
Als voorwerp hebben we nu een niet licht doorlatend voorwerp genomen. We kunnen nu ook kijken
wat er gebeurd bij andere voorwerpen.
5. Plaats de spiegel in de lichtbundel en kijk wat er gebeurd.
a. Kijk of de bundel nu verandert van vorm, (divergent, convergent of evenwijdig).
b. Kijk hoe je de bundel van richting kunt veranderen.
6. Plaats nu het rechthoekig licht doorlatend voorwerp in de bundel.
a. Kijk weer of de bundel verandert van vorm.
b. Kijk hoe je de bundel van richting kunt veranderen.
c. Kijk ook of de rechthoek de lichtbundel spiegelt.
Je hebt gezien dat de spiegel en de rechthoek als een spiegel werken. Het licht wordt onder een
rechte hoe terug gekaatst.
7. Plaats je potlood nog eens in een smalle evenwijdige lichtbundel en kijk of ook bij dat potlood er
terugkaatsing plaatsvindt.
De weerkaatsing van het potlood noemen we een diffuse weerkaatsing. Het licht gaat alle kanten op.
Je hebt nu gezien dat als je een voorwerp in een lichtbundel zet dat hierdoor het licht: of weerkaats
kan worden (diffuus en spiegelend), of dat er schaduw kan ontstaan, of dat het licht gebroken kan
worden. Soms gebeuren er meerdere dingen tegelijkertijd.
Het 1ste experiment zit erop. Je kunt spiegel, rechthoek en lichtkastje terugbrengen als je de spullen
haalt voor experiment 2.
!!Denk alvast na hoe je deze gegevens kunt gebruiken in je animatie!!
Experiment 2 (werken met meerdere lichtbronnen)
Benodigdheden:
Je hebt nodig een spanningsbron met aansluitsnoer en 2 losse snoertjes.
Verder heb je nodig een het kastje uit figuur 2 en het potlood.
Theorie: Als je een voorwerp in het licht zet krijg je een schaduw. In
werkelijkheid zijn er altijd veel lichtbronnen in een ruimte. Dat heeft zijn
invloed op de schaduw die je ziet. Om dit te onderzoeken sluit het kastje
aan op de spanningsbron (12V) en zet je beide spiegels dicht.
8. Plaats het potlood voor de lamp en kijk naar de schaduw.
9. Zet nu één extra spiegel open en kijk weer naar de schaduw.
a. Let hierbij op vorm
b. Let hierbij op hoe donker de schaduw is.
10. Zet nu de volgende spiegel ook open en kijk weer naar de schaduw.
a. Let weer op vorm en let ook hoe donker de schaduwen nu zijn.
De schaduwen die je nu gemaakt hebt noemen, halfschaduwen, ze zijn niet zo donker als de
kernschaduw en meestal heb je er bij een voorwerp meerdere van.
11. Kijk eens rond in het lokaal en maak foto’s van plaatsen waar je halfschaduw ziet.
Bij het maken van realistische animatie is het belangrijk dat je het onderscheidt tussen kernschaduw
en halfschaduw weet te maken. Bekijk ook eens een stukje van deze film tussen 51ste en 52ste
minuut en kijk hoe hier schaduw is toegepast. Let daarbij ook op de plaatsing van de schaduw bij de
hand in relatie tot de lichtbron: https://www.youtube.com/watch?v=mEFkxRExzHc
Experiment 3 (kleuren mengen)
Je werkt verder met de spullen uit experiment 3. Verder heb je nodig de kleurfilters die in de dozen
zitten.
Theorie: Tot nog toe heb je je alleen bezig gehouden met licht en donker (schaduw). Belangrijk is het
te onthouden dat als het over licht gaat, zwart geen kleur is, maar dat er vanaf de plek die jij als
zwart ziet geen licht afkomt.
Als het gaat om plaatsen waar wel licht vanaf komt, dan kun je allerlei kleuren waarnemen. In dit
experiment gaat het erom hoe de kleuren ontstaan.
Wit licht dat we waarnemen blijkt bestaan uit allerlei kleuren.
Deze kleuren kun je tevoorschijn laten komen door het licht op
een prisma te laten vallen. Wat er dan gebeurd kun je zien in
figuur 3. Bij wit licht zitten alle kleuren door elkaar heen.
Wat je nu gaat doen is het omgekeerde. Van verschillende
kleuren licht, andere kleuren maken. (Voor de duidelijkheid we
mengen hier licht en geen verf).
figuur 3
12. Plaats de filters rood, blauw en groen op de plaatsen die daarvoor gemaakt zijn in het
lichtkastje.
a. Kijk eens welke kleuren je allemaal kunt maken door de spiegels open en dicht te zetten.
b. Welke kleuren heb je nodig om weer wit licht te maken.
De kleur licht die op een voorwerp valt kan grote invloed hebben voor de kleur waarin we het
voorwerp waarnemen.
13. Leg één van de filters die je nog niet gebruikt hebt in de verschillende kleuren die je gemaakt
hebt en let daarbij op de kleur die het voorwerp nu lijkt te hebben.
Waarom we het voorwerp in de verschillende kleuren ook anders waarnemen volgt uit de volgende
theorie: Een voorwerp kan alleen die kleur uitzenden die hij zelf heeft. Een rood voorwerp kan alleen
rood licht uitzenden, een blauw licht alleen blauw, enz. Zet je een rood voorwerp in blauw licht, dan
zendt hij dus niets uit. Het voorwerp nemen we zwart weer. (Hierbij ga je er vanuit dat het voorwerp
geen licht weerkaats, anders dan zie je de weerkaatsing. Dit is één van de redenen dat een voorwerp
er echt helemaal zwart uitziet. Daarnaast heb je voorwerpen die meerdere kleuren kunnen
uitzenden, daarom verandert dit voorwerp van kleur als je hem in een ander licht dan wit zet en
wordt het ook niet zwart).
Je bent nu klaar met het practicum. Ruim alle spullen op. Denk nu weer na hoe je de gevonden
resultaten verwerkt in je animatie.