- Scholieren.com

Natuurkunde hoofdstuk 4:
Paragraaf 1:









Licht word geproduceerd in een lichtbron en door die lichtbron uitgezonden.
Valt er licht op een voorwerp dan weerkaatst het een deel van het licht. Valt dat licht in je
oog dan zie je het voorwerp.
Licht dan zich alleen voortplanten in een doorzichtige stof en een luchtledige ruimte.
In een luchtledige ruimte bedraagt de lichtsnelheid zo’n 300.000 km/s, in lucht is deze
vrijwel gelijk. In andere doorzichtige stoffen is de lichtsnelheid veel kleiner.
Het ontstaan van schaduwen is een gevolg van de rechtlijnige voortplanting van licht.
Een puntvormige lichtbron heeft een scherp begrensd schaduwbeeld.
Een 'lichtstraal' is een lijn die eigenlijk een uiterst smalle evenwijdige lichtbundel voorstelt.
Een 'lichtbundel' is een verzameling lichtstralen.
In een tekening wordt de richting van een lichtstraal met een pijltje in de lichtstraal
aangegeven.
Er zijn drie soorten lichtbundels:
o Divergent: de lichtstralen lijken uit één punt te komen.
o Convergent: de lichtstralen lijken naar één punt te gaan.
o Evenwijdig: de lichtstralen lopen evenwijdig aan elkaar
Paragraaf 2:








Als licht op een voorwerp valt, kunnen er drie dingen gebeuren; Het licht word
geabsorbeerd, teruggekaatst of doorgelaten.
Absorptie: Er is een energieomzetting van stralingsenergie in warmte. De temperatuur van
het oppervlak, waar het licht op valt, stijgt. Als al het licht word geabsorbeerd, wordt er niets
teruggekaatst: het voorwerp is zwart.
Terugkaatsing en doorlating: Als licht op een wit voorwerp valt word er niets geabsorbeerd,
bijna al het licht wordt teruggekaatst.
Een voorwerp is niet volkomen glad, als er licht op valt worden de lichtstralen in allerlei
richtingen teruggekaatst = Diffuse terugkaatsing.
Een voorwerp spiegelt als zijn oppervlak volkomen glad is. Een evenwijdige lichtbundel word
dan in één richting teruggekaatst = Spiegelende terugkaatsing.
Als het teruggekaatste licht onze ogen bereikt, zien we het voorwerp dat het licht heeft
teruggekaatst. Voorwerpen die zelf geen licht uitzenden, zien we dus dankzij diffuse
terugkaatsing.
Door een lamp op het plafond te richten word het licht diffuus teruggekaatst = Indirecte
verlichting.
Vaak treden absorptie, terugkaatsing en doorlating tegelijk op. Welke de overhand heeft,
hangt af van de aard van het voorwerp en hoe het licht invalt.
Paragraaf 3:









Normaal (n) = Lijn loodrecht op een oppervlak.
Invallende lichtstraal = Een lichtstraal die op een oppervlak invalt.
Hoek van inval (i) = De hoek tussen de invallende lichtstraal en de normaal (n).
Hoek van terugkaatsing (t) = De hoek tussen de teruggekaatste lichtstraal en de normaal.
De terugkaatsingswet: Hoek van inval = hoek van terugkaatsing
Als een divergerende lichtbundel op de spiegel valt, is de teruggekaatste lichtbundel ook
divergerend. Dit geld voor elke lichtstraal uit de bundel.
Lichtstralen die vanuit een punt (L) op een spiegel vallen, lijken na terugkaatsing uit een punt
(B) achter de spiegel te komen. De afstanden van B en L tot het spiegelende oppervlak zijn
gelijk. De teruggekaatste lichtstralen snijden elkaar niet echt, maar denkbeeldig als je ze
verlengt achter de spiegel. B word het (spiegel)beeld van L genoemd. Je kunt dit beeld niet
op een scherm opvangen = virtueel beeld.
Valt een convergerende lichtbundel op een spiegel, dan snijden de teruggekaatste
lichtstralen elkaar wel echt in punt B. Zet je in B een scherm dan zie je een lichtpuntje op het
scherm = reëel beeld.
In een vlakke spiegel kun je een deel van de ruimte naast en achter je zien. Wat je dan ziet
heet het gezichtsveld.
Paragraaf 4:






Een beeld is een scherpe afbeelding van een voorwerp.
De plaats waar het beeld ontstaat, hangt af van de afstand tussen het voorwerp en de lens,
en van de brandpuntafstand van de lens.
De plaats van het beeld is te bepalen met een beeldconstructie.
Begrippen:
o Lensvlak: Gaat door het midden van de lens.
o Hoofdas: Staat loodrecht midden op het lensvlak.
o Optisch middelpunt O: Het snijpunt van de hoofdas.
o Brandpunten F: Liggen op gelijke afstanden van O.
Bij een holle lens staat bij het lensvlak een - en bij een bolle lens een +.
Bij een beeldconstructie gaan we uit van drie bijzondere lichtstralen, die een punt van een
voorwerp uitzendt. We noemen ze constructiestralen:
o Vanuit het voorwerpspunt door het optisch middelpunt O.
o Vanuit het voorwerpspunt evenwijdig aan de hoofdas naar het lensvlak. Na breking
door naar het brandpunt F achter de lens.
o Vanuit het voorwerpspunt eerst door het brandpunt F voor de lens. Na breking loopt
deze straal evenwijdig aan de hoofdas.










Na breking gaan de drie constructiestralen vanuit voorwerpspunt L door één punt, dat is het
beeldpunt B.
Van elk lichtpunt wordt maar één beeldpunt gevormd. In principe heb je voor deze
beeldconstructie aan twee van de drie constructiestralen genoeg. Het is beter om de
overblijvende straal toch te tekenen en te gebruiken als controle.
De lichtstralen zijn doorgetrokken na punt B, ze stoppen dus niet in punt B.
Als je een beeldconstructie maakt van een voorwerp, maak je deze niet uitsluitend van één
punt. Je gaat ervan uit dat een voorwerp is opgebouwd uit een heleboel voorwerpspunten
en dat een beeld is opgebouwd uit een heleboel beeldpunten.
Als alle voorwerpspunten op gelijke afstand van de lens liggen, liggen ook alle beeldpunten
op gelijke afstand van de lens. Een voorwerpspunt dat dichter bij de hoofdas ligt, geeft een
beeldpunt dat ook dichter bij de hoofdas ligt.
Een bolle lens vormt een beeld dat op zijn kop staat.
De lijnen met dubbele pijlpunt beschrijven de grenzen van de lichtbundel die vanuit het
voorwerp door de lens gaat en het beeld vormt.
F = Brandpunt
f = Brandpuntsafstand
Bij het gebruik van een bolle lens kun je met een variërende voorwerpsafstand (v = de
afstand van voorwerp tot lens) te maken krijgen. Er zijn vier situaties:
o v > 2f
Het voorwerp bevindt zich meer dan twee keer zo ver van de lens als F. Er ontstaat
op een scherm een omgekeerd reëel beeld dat kleiner is dan het voorwerp.
o v = 2f
Het voorwerp bevindt zich precies twee keer zo ver van de lens als F. Er ontstaat op
een scherm een omgekeerd reëel beeld dat even groot is als het voorwerp.
o 2f > v > f
Het voorwerp bevindt zich tussen het brandpunt en een punt dat twee keer zo ver
van de lens (het lensvlak) ligt. Er ontstaat op een scherm een omgekeerd reëel beeld
dat groter is dan het voorwerp. (het punt ligt tussen 2 x f en f in)
o v=f
Het voorwerp bevindt zich in het brandpunt. De constructiestralen lopen na breking
door de lens evenwijdig aan elkaar. Ze snijden elkaar niet en er wordt geen beeld
gevormd. Wil je een evenwijdige lichtbundel maken, dan kun je dat bijvoorbeeld
doen door een puntvormige lichtbron te plaatsen in het brandpunt van een bolle
lens.
Paragraaf 5:








Je kunt de plaats en grootte van het beeld bepalen met een beeldconstructie en formules.
Als je wilt onderzoeken welk verband er is tussen de plaats van het voorwerp, de plaats van
de lens en de plaats van het (scherpe) beeld, heb je te maken met drie grootheden:
o Voorwerpsafstand v = De afstand van het voorwerp tot de lens;
o Brandpuntsafstand f = De afstand van het brandpunt tot de lens;
o Beeld(punts)afstand b = De afstand van het beeld tot de lens.
Hoe groter v wordt, hoe kleiner b dan is (en omgekeerd.
De lenzenformule:
1/f = 1/v + 1/b
1/b = 1/f – 1/v
1/v = 1/f – 1/b
Let op: Je moet er wel voor zorgen dat alle eenheden hetzelfde zijn (bv. cm).
De plaats en grootte van het beeld zijn afhankelijk van de afstand tussen voorwerp en lens.
Hoe kleiner de afstand, hoe verder het beeld achter de lens ligt en des te groter zijn dan de
afmetingen van het beeld.
Vergrotingsformules:
1. N= Lengte beeld : Lengte voorwerp
2. N = b/v (brandpuntafstand (rechts) / voorwerpsafstand (links))
Uitkomsten:
o N = 1 (beeld is even groot als voorwerp)
o N > 1 (beeld is groter dan voorwerp)
o N < 1 (beeld is kleiner dan voorwerp)
Paragraaf 6:









Zien is alleen mogelijk als er licht in je ogen komt. Als je een puntvormige lichtbron voor je
ogen neerzet, wordt er op het netvlies een beeldpunt B gevormd.
Als je kijkt zie je eigenlijk altijd alles op zijn kop, maar je hersenen zorgen ervoor dat je toch
alles rechtop ziet.
In een oog worden voorwerpen altijd scherp afgebeeld. De ooglens heeft dus de eigenschap
dat voorwerpen op verschillende afstanden scherp op het netvlies worden afgebeeld.
In het oog is de afstand tussen ooglens en netvlies (b) vast.
Hoe groter de voorwerpsafstand v, des te kleiner is de beeld(punts)afstand b (en
omgekeerd).
Toch moeten in het oog alle voorwerpen scherp op het netvlies worden afgebeeld. De plaats
van het beeld moet samenvallen met de plaats van het netvlies.
Als de afstand tussen ooglens en het netvlies (b) niet kan veranderen, maar v verandert wel,
is er maar één andere oplossing: f moet veranderen. Dit kan door de ooglens boller of minder
bol te maken.
Om je ooglens zit een kringspier. De ooglens is vlak als deze kringspier ontspannen is. Als de
kringspier samentrekt wordt de ooglens boller.
Het meer of minder bol maken van de ooglens is accommodatie.












Als je naar ver verwijderde voorwerpen kijkt is de kringspier ontspannen; het oog is
geaccommodeerd. In deze situatie valt het beeld samen met de netvlies. De afbeelding op
het netvlies is scherp.
Als het voorwerp dichterbij komt en de ooglens zou niet van vorm veranderen, dan zou het
beeld van het voorwerp achter het netvlies komen te liggen. Om het beeld weer op het
netvlies te krijgen, moet het oog accommoderen: de ooglens moet boller gemaakt worden.
Daardoor kan er weer een (scherp) beeld op het netvlies komen.
Hoe dichter het voorwerp bij het oog komt, des te boller moet de ooglens zijn om een scherp
beeld te krijgen. Maar er is een grens aan het accommodatievermogen van het oog, namelijk
als de kringspier niet verder samen te trekken is. Als de afstand tussen een voorwerp en je
ooglens te klein wordt, kun je het voorwerp niet meer scherp zien.
De afstand waarop je een voorwerp nog nét scherp kunt zien is de nabijheidsafstand.
Het punt waarop dat gebeurt is het nabijheidspunt (bij volwassen op 25cm van de ooglens).
De ooglens maakt een afbeelding van voorwerpen op je netvlies. In je netvlies zitten
zintuigcellen. Als twee punten van het voorwerp heel dicht bij elkaar liggen, zijn er twee
mogelijkheden:
1. Je ziet ze als twee aparte punten: de beelden van de punten komen op verschillende
zintuigcellen.
2. Je ziet ze als één punt: de beelden van de punten komen op dezelfde zintuigcel.
Zo kun je twee punten ie op 3mm afstand van elkaar liggen, afzonderlijk zien tot een afstand
van 10m. Boven de 10m lukt dat niet meer; je ziet ze als een punt. Je ziet dan minder scherp.
De zintuigcellen zijn niet gelijk verdeeld over je netvlies. In het centrum van je netvlies, de
gele vlek, liggen de zintuigcellen het dichtst bij elkaar. Als je een beeld van een voorwerp op
de gele vlek krijgt, zie je de meeste bijzonderheden aan het voorwerp.
Er is ook een plaats op je netvlies waar helemaal geen zintuigcellen zitten: de blinde vlek. Dat
is de plaats waar de gezichtzenuw je oog binnenkomt. Met dat deel van je oog zie je niks.
Oudziend:
Als je ouder wordt, wordt de ooglens minder elastisch en kan niet meer zo bol worden. Het
accommodatievermogen neemt af en het nabijheidspunt komt verder van het oog te liggen.
In de verte kan je wel goed zien. Er is een bolle lens nodig (positief).
Verziend (de lichtstralen willen verder dan het netvlies bij elkaar komen):
De ooglens is te zwak (of de diepte van het oog is wat te klein). We vergelijken twee
niet-geaccommodeerde ogen: een verziend oog en een normaal oog. Bij een verziend oog
worden verre voorwerpen niet, zoals bij een normaal oog, scherp op het netvlies afgebeeld.
Het beeld zou achter het netvlies komen te liggen en op het netvlies ontstaan dan geen
lichtpuntjes maar lichtvlekjes. Je ziet niet scherp maar vaag. Om een voorwerp op verre
afstand toch scherp te zien accommodeert een verziend oog een beetje, wat een normaal
oog niet hoeft te doen. Maar dan ligt ook het punt waar het oog maximaal accommodeert,
het nabijheidspunt, verder van het oog. Ook hier kan de (convergerende) werking van de
ooglens worden versterkt door een bril met positieve glazen. De glazen helpen ook voor
dicht(er)bij, omdat het nabijheidspunt dan weer dichterbij het oog komt.
Bijziend (de lichtstralen willen dichterbij dan het netvlies bij elkaar komen):
De ooglens is te sterk (of de diepte van het oog wat te groot). We vergelijken een bijziend
oog met een normaal oog. Beiden zijn niet geaccommodeerd. Ook bij een bijziend oog
worden verre voorwerpen niet scherp op het netvlies afgebeeld. Het beeld komt voor het

netvlies te liggen en op het netvlies ontstaan lichtvlekjes. Accommoderen heeft geen zin: dan
komt het beeld nog verder voor het netvlies te liggen. Het oog hoeft pas te gaan
accommoderen als voorwerpen dichterbij te komen liggen. Het nabijheidspunt ligt ook
dichter bij het oog. De werking van de ooglens moet verzwakt worden om ook verre
voorwerpen te kunnen zien. Met een holle lens kan dat. OM het oog te corrigeren wordt een
bril gebruikt met negatieve (holle) glazen.
De sterkte van een lens berekenen:
S = 1/f
S = sterkte van een lens in dioptrie (dpt).
1 = 1 meter.
f = Brandpuntafstand in meters.