KEUZE: Optica

Overal Natuurkunde 4 havo
Uitwerkingen oefenopgaven
Keuzehoofdstuk Optica
O.6 Afsluiting
Oefenopgaven
61
a blauw, groen, geel, rood
b Nee, want volgens het model bestaat licht uit fotonen. Fotonen hebben de lichtsnelheid en kunnen
dus geen massa hebben.
c rood, geel, groen, blauw
62
a Een bijziende heeft negatieve brillenglazen. Voor het maken van vuur heb je een positieve lens
nodig om de evenwijdige lichtbundels van de zon in één punt samen te brengen. Het is dus
onmogelijk.
b De jongen heeft dus een verteafstand van 10 cm:
S=
−1
−1
=
verteafstand
0,10
= −10 dpt
c Oude mensen hebben in het algemeen een grote nabijheidsafstand, vaak nog groter dan de
normale leesafstand van 25 cm. Ze zullen het kompas dus niet zo dicht bij hun ogen houden.
63
a De straal is in de tekening 4,2 cm, in werkelijkheid dus
4,2
5,0
= 0,84 cm.
b Bij 120 V geldt R = 7,0 mm. Bij R = 7,0 mm geldt S = 67 dpt
f=
1
𝑆
=
1
67
= 0,0149 m = 15 mm
c De gegevens zijn: b = 20 cm = 0,20 m en N = 17.
𝑏
𝑏
𝑣
1
𝑁
N = , dus v =
S=
𝑏
+
1
𝑣
=
1
0,20
=
+
0,20
17
1
= 0,0118 m
0,0118
= 90 dpt
d Ja, ook de lensspieren passen de lenssterkte van de ooglens aan.
e Ja, ook in het oog blijft de beeldafstand gelijk, want er verandert niets aan de afmetingen van het
oog.
© 2013 Noordhoff Uitgevers bv
UITWERKINGEN OEFENOPGAVEN 4 HAVO KEUZEHOOFDSTUK OPTICA
1
64
a
O.12
b De afstand tussen de lens en de chip (b) is in figuur O.65 van het leerboek gelijk aan 3,8 cm. De
tekening geeft de werkelijkheid dus
38
4,8
= 7,9 maal vergroot weer.
De afstand tussen tafelblad en lens (v) is in de tekening 5,0 cm, in werkelijkheid:
S=
c N=
1
𝑣
𝑏
𝑣
+
=
1
=
1
𝑏 0,0048
0,0048
0,0063
+
1
0,0063
50
7,9
= 6,3 mm.
= 3,7 ∙ 102 dpt
= 0,762
Het beeld is 0,762 × zo groot ofwel
1
= 1,3 × zo klein.
0,762
2,54 ∙ 10−2
d Eén vierhonderdste inch is gelijk aan:
400
= 6,35 ∙ 10−5 m.
Als de muis over deze afstand verschuift, verschuift het beeld:
6,35 ∙ 10−5
1,3
= 4,9 ∙ 10-5 m.
De lengte van de chip is dus gelijk aan: ℓ = 30 × 4,9 ∙ 10−5 = 1,5 ∙ 10−3 m = 1,5 mm.
© 2013 Noordhoff Uitgevers bv
UITWERKINGEN OEFENOPGAVEN 4 HAVO KEUZEHOOFDSTUK OPTICA
2
65
a De lichtbundel die op de lens valt, komt van de spleet en heeft een afstand afgelegd van 2,9 cm.
Er ontstaat een evenwijdige bundel, dus bevindt de spleet zich op brandpuntsafstand: f = 2,9 cm.
S=
1
𝑓
=
1
0,029
= 34 dpt
b Er vallen evenwijdige bundels op het oog. Die lijken voor het oog van veraf te komen. De ooglens
hoeft (voor een normaalziende) niet te accommoderen om veraf scherp te zien.
c
O.13
d Een prisma breekt de kleuren uit elkaar volgens het spectrum van wit licht. Violet bevindt zich aan
het uiterste van het spectrum aan de kant van het blauw. Het juiste antwoord is A.
66
a De nevel is uitgedijd over een afstand van:
s = 5,5 lichtjaar = 5,5 × 365,25 × 24 × 3600 × 2,998 ∙ 108 = 5,20 ∙ 1016 m
Dat heeft hij gedaan in t = 2008 − 1054 = 954 y = 954 × 365,25 × 24 × 3600 = 3,01 ∙ 1010 s.
𝑠
5,20 ∙ 1016
𝑡
3,01 ∙ 1010
De uitdijsnelheid is: v = =
b r=½d=
1,57 ∙ 10−3
2
= 1,7 ∙ 106 m/s.
= 7,85 ∙ 10−4 m
A = π ∙ r2 = π ∙ (7,85 ∙ 10−4)2 = 1,936 ∙ 10−6 m2
1,936 ∙ 10−6
Het aantal pixels is
5,48 ∙ 10−11
= 3,53 ∙ 104 pixels.
c Voor de diameter van het voorwerp geldt: Lv = 2 × 5,5 = 11 lichtjaar = 1,04 ∙ 1017 m.
N=
N=
𝐿b
=
1,57 ∙ 10−3
= 1,51 ∙ 10−20
𝐿v 1,04 ∙ 1017
𝑏 𝑓
𝑓
𝑣
= , dus v =
𝑣
𝑁
=
0,90
1,51 ∙ 10−20
= 6,0 ∙ 1019 m
Binas tabel 32 geeft een waarde van 0,066 ∙ 1021 m. Het scheelt dus ongeveer 10%.
d De afstand tot de Krabnevel is
6,0 ∙ 1019
365,25 × 24 × 3600 × 3,0 ∙ 108
= 6,3 ∙ 103 lichtjaar. Het licht dat bij de
explosie vrijkwam heeft er dus ongeveer 6300 jaar over gedaan om de aarde (in 1054) te bereiken.
De explosie heeft dus ruim (meer dan 5000 jaar) voor het begin van onze jaartelling
plaatsgevonden.
© 2013 Noordhoff Uitgevers bv
UITWERKINGEN OEFENOPGAVEN 4 HAVO KEUZEHOOFDSTUK OPTICA
3