Opgave - lkruise.nl

Opgave 3 Glasvezel (vwo – na1,2 – 2001 – tijdvak 1)
De KEMA heeft een meetsysteem ontwikkeld om de temperatuur in ondergrondse
hoogspanningskabels te meten. Daartoe bevindt zich over de hele lengte een glasvezel midden in de
kabel. Door de glasvezel laat men zeer korte pulsen infrarode straling lopen. Voorkomen moet worden
dat er een te sterke knik optreedt in de glasvezel. In figuur 1 is een knik over hoek  in een vezel
getekend. Daarin is ook een straal getekend die bij de knik aankomt. Door de sterke knik verlaat deze
straal de glasvezel bij A.
4p
3p
8
9
De brekingsindex van het glas is voor de infrarode straling gelijk aan 1,52.
Figuur 1 staat ook op de bijlage.
Teken in de figuur op de bijlage hoe de straal verder gaat na breking aan het grensvlak.
Vermeld de benodigde berekeningen op de aangegeven plaats op de bijlage.
Om geen onnodig verlies van intensiteit te krijgen, moet bij elke reflectie aan de rand van de vezel
volledige terugkaatsing optreden.
Bereken hoe groot hoek  dan maximaal mag zijn als de straal vóór de knik evenwijdig loopt aan de
as van de glasvezel, zoals getekend is in figuur 1.
Opgave 3 Duikbril(vwo – na1 – 2002 – tijdvak 1)
Onder water kun je niet scherp zien. Dat komt doordat het hoornvlies aan de voorkant van het
oog dan contact maakt met water in plaats van met lucht.
De lenswerking van het oog wordt
voornamelijk veroorzaakt door breking
van het licht aan het bolle hoornvlies.
In figuur 6 valt een blauwe lichtstraal op
een oog onder water. Voor de
brekingsindex n1,2 voor de overgang van
stof 1 naar stof 2 geldt:
n1, 2 
n2
n1
Hierin is n1 de brekingsindex van stof 1 en n2 die van stof 2.
Voor de overgang van lucht naar hoornvlies is de brekingsindex voor blauw licht 1,38.
Figuur 6 staat vergroot op de bijlage.
5p
7
Teken in de figuur op de bijlage hoe de invallende blauwe lichtstraal gebroken wordt als alléén bij het
hoornvlies breking plaatsvindt. Bereken daartoe eerst de brekingsindex voor blauw licht bij de
overgang van water naar hoornvlies.
In figuur 7 zie je een meisje dat een duikbril draagt. De duikbril
voorkomt dat het water in contact komt met de ogen. Hierdoor
kan het meisje nu onder water wel scherp zien.
In figuur 8A bekijkt het meisje een vis boven water. Deze
tekening is schematisch. Er wordt een scherp beeld van de vis op
het netvlies gevormd. Er is een lichtstraal getekend die de
hoofdas snijdt in punt O en die door het oog niet gebroken wordt.
Neem aan dat dit geldt voor alle stralen die door O gaan.
Figuur 8B schetst de situatie waarin het meisje dezelfde vis op
dezelfde afstand bekijkt, maar nu onder water en met duikbril.
Figuur 8B is vergroot op de bijlage weergegeven.
3p
8
Leg aan de hand van een schets in de figuur op de bijlage uit of het meisje de vis nu groter of kleiner
ziet dan in de situatie van figuur 8A.
Opgave 4 Brillenglas (vwo – na1 - 2006 – tijdvak 1)
Om goed te kunnen zien, heeft Sjaak een bril met negatieve lenzen nodig.
In figuur 8 is een dwarsdoorsnede van een
brillenglas getekend. Het lensoppervlak
van het brillenglas is aan één kant vlak en
aan één kant hol. Het holle oppervlak is
een deel van een bol met middelpunt M.
Loodrecht op de vlakke kant van het
brillenglas vallen twee evenwijdige
lichtstralen. Het glas heeft een
brekingsindex van 1,80.
Op de uitwerkbijlage is figuur 8 vergroot weergegeven.
4p
15 
Construeer in de figuur op de uitwerkbijlage met behulp van een berekening het verdere verloop van
de bovenste lichtstraal.
Bijlage bij vraag 15: