Hoofdstuk 3 Lichtbeelden Er zijn 2 soorten lichtbronnen: directe

Hoofdstuk 3 Lichtbeelden
Er zijn 2 soorten lichtbronnen:
 directe lichtbron: een voorwerp waarin licht ontstaat; zon, kaars, tv-scherm, ster, glimworm.
 indirecte lichtbron: een voorwerp dat licht terugkaatst; spiegel, fietsreflector.
Een lichtbron zendt een lichtbundel uit.
Lichtbundel: een verzameling van lichtstralen.
Er zijn 3 soorten lichtbundels:
 evenwijdig: de lichtstralen lopen evenwijdig aan elkaar
 divergent: lichtstralen die uit één punt komen
 convergent: lichtstralen die naar één punt komen
Er zijn 2 soorten terugkaatsing:
 diffuse: lichtstraal valt in op een ruw, dof oppervlak; het licht wordt terug gekaatst in alle richtingen (verstrooiing)
 spiegelende: lichtstraal valt in op een glad, spiegelend oppervlak; het licht kaatst slecht in één richting terug
Bij een spiegelende terugkaatsing is de terugkaatsinghoek (t) gelijk aan de invalshoek (i)
Terugkaatsinghoek: de hoek tussen de teruggekaatste lichtstraal en de normaal.
Invalshoek: de hoek tussen de invallende lichtstraal en de normaal.
Spiegeling
Er zijn 2 soorten manieren om te spiegelen:
1) gebruikmaken van spiegelbeeld
2) spiegelwet ∠ i = ∠ t
Een pijl staat voor een vlakke spiegel, er ontstaat een spiegelbeeld.
Het spiegelbeeld staat even ver achter de spiegel als het voorwerp ervoor.
Bij terugkaatsing geld ∠ i = ∠ t; i en t zijn de hoeken met de normaal.
Een lichtstraal uit de top van het voorwerp komt na terugkaatsing uit de top van het beeld.
Een lichtstraal uit de voet van het voorwerp komt na terugkaatsing uit de voet van het beeld
Kijk hoe je een lichtstraal van de top naar de voet tekent.
Breking
Bij overgang van lucht naar glas: breking naar de normaal toe.
Bij overgang van glas naar lucht: breking van de normaal af.
lucht
glas
∠ i = hoek van inval
∠ t = hoek van terugkaatsing
lucht
glas
glas
lucht
lucht
De wet van Snellius voor lucht naar glas:
i = hoek van inval
sin i  n
r = brekingshoek
sin r
n = brekingsindex (stofeigenschappen hangt af van de soort stof, te vinden in Binas)
De n van stoffen is altijd groter dan 1, heeft geen eenheid.
Er is altijd breking, er kan geen totale terugkaatsing optreden.
Een lichtstraal wordt wel altijd voor een klein deel gereflecteerd.
De wet van Snellius voor glas naar lucht:
g = grenshoek
sin i 1
1
sin r

n
en sin g 
n
Bij een invalshoek i > g is er totale reflectie.
Gekleurde voorwerpen zie je doordat er door diffuse terugkaatsing licht in je ogen komt.
Een wit voorwerp zal alle kleuren licht weerkaatsen en een zwart voorwerp absorbeert alle kleuren licht.
Wit licht bestaat uit verschillende kleuren: rood, oranje, geel, groen, blauw en violet.
Deze kleuren licht hebben allemaal een verschillende waarde voor de brekingsindex.
De brekingindex voor rood is het kleinst, en voor violet het grootst.
Daardoor splits wit licht zich bij breking op in de verschillende kleuren.
Dit verschijnsel heet kleurschifting of dispersie, er ontstaat een spectrum.
Een prisma kan worden gebruikt voor het ontwerpen van een spectrum doordat iedere
kleur een net iets andere brekingsindex heeft.
prisma wordt vaak gebruikt voor totale reflectie, zoals in een reflector en prismakijker.
Er is ook een omkeerprisma door totale reflectie tegen de onderkant.
3 constructiestralen:
1) een straal door het midden van de lens gaat rechtdoor
2) een straal evenwijdig aan de hoofdas breekt door F
3) een straal door F verlaat de lens evenwijdig aan de hoofdas
F = brandpunt
V = voorwerp
B = beeld
+
V
•
f = brandpuntafstand
v = voorwerpsafstand
b = beeldafstand
F
F
f
B
f
v
Van het voorwerp V wordt een beeld B gevormd.
Het beeld kan zijn:
 reëel of virtueel
 rechtop of omgekeerd
 vergroot of verkleind
b
_
+
V
F
F
B
V F
B
F
Positieve lens:
Hoe kleiner v, hoe groter Lb en hoe groter b.
Hoe sterker de lens, hoe kleiner b en hoe kleiner Lb
Je maakt een lens sterker, door f te verkleinen.
Lensformules:
eenheid: als alles maar dezelfde eenheid heeft.
1 + 1 = 1
v
b
f
Negatieve lens:
Hoe kleiner v, hoe kleiner b en hoe groter Lb.
Hoe sterkter de lens, hoe kleiner b en hoe kleiner Lb
Je maakt een lens sterker, door f te verkleinen.
eenheid: Lb, Lv, b, v in meters. N heeft geen eenheid
N = Lb = b
Lv
v
Eigenschappen van een positieve lens:
als……….dan is het beeld……. ……………en de toepassing is…….
v<f
v=f
f < v < 2f
v = 2f
v > 2f
virtueel
geen
reëel
reëel
reëel
rechtop
n.v.t.
omgekeerd
omgekeerd
omgekeerd
vergroot
n.v.t.
vergroot
1x
verkleind
loep
oculair
projector
kopie
camera
Brillen:
 bijziende, lens te sterk, ziet in de verte niet goed: negatieve bril
 verziende, lens te zwak, ziet dichtbij niet scherp: positieve bril
 oudziende, vaak zowel bijziend als verziend: multifocale bril
De sterkte van een lens (bril) wordt gegeven in dioptrie (D):
Hoe kleiner f, des te sterker de lens.
1
S  ; f in meter
f
Er zijn 2 manieren om een dia te bekijken: met een diaprojector en met een diaviewer.
Bij een diaprojector:
Bij een diaviewer
 beeld is reëel
- beeld is virtueel
 v is vrijwel gelijk aan f
- v<f
 beeld is omgekeerd
- beeld staat rechtop
Dia staat omgekeerd in de projector.
Dia staat rechtop in de projector.