Licht en Schaduw - Freudenthal Instituut

WERKBOEKJE
“Licht en Schaduw”
Bij de Workshop “Licht en Schaduw”
(onderdeel van het project “Met het oog op …”)
1
VOORWOORD
Waarom worden schaduwen ’s avonds langer?
Zijn lampschaduwen en zonneschaduwen wel hetzelfde?
Waarom verandert de maan van vorm?
Wat doet het menselijk oog met licht?
Hoe werkt een optisch systeem?
Waaruit ontstaat een regenboog?
Hoe komt een foto tot stand?
En wat als je slecht tot helemaal niet kunt zien?
Eenvoudig vragen over alledaagse verschijnselen van licht en schaduw. Wie naar
antwoorden op zoek gaat krabbelt al gauw wat lijnen op papier om het verschijnsel te
onderzoeken of googled op internet op zoek naar informatie en vooral ook tekeningen en
plaatjes over het verschijnsel. Want de meeste van deze vragen leiden tot het te pakken
krijgen van een stukje ruimtelijk inzicht!
Voor dat we ons gaan verdiepen in Licht en Schaduw kijken we eerst naar een video over
“Kijken en Tekenen”. De twee activiteiten die we gaan inzetten om Licht en Schaduw
nader te onderzoeken. In de video wordt ons onderwerp eerst wat breder onder de
aandacht gebracht. De video duurt ongeveer 10 minuten. Daarna gaan we aan de slag
met de opdrachten uit dit werkboek.
2
ALLERLEI SCHADUWEN
Opdracht 1.
Zonder licht zie je niets. Van welke kant valt het licht in op deze foto? Waar zie je dat
eigenlijk aan?
Opdracht 2.
Controleer alle schaduwen op de foto eens. Misschien met er wel iets bijgetekend worden
of weggehaald.
Opdracht 3.
Kijk eens naar de plaat op het voorblad van dit werkboekje. Waarom zijn sommige
schaduwen zo groot en andere zo klein?
Opdracht 4.
Kijk bij zonnig weer eens goed naar je eigen schaduw.
Waar zitten je schaduwvoeten aan vast?
Kan je schaduw langer zijn dan jijzelf? Wanneer?
Hoe moet je gaan staan om een zo slank mogelijke schaduw te hebben?
Welk deel van je schaduw is het duidelijkst?
Welk deel is veel vager?
Steek je hand zó uit, dat je schaduwvinger hebt. Wat moet je doen om de schaduw mooi
duidelijk te krijgen?
3
SCHADUWBEELDEN OP DE MUUR
Met een sterke lamp, bijvoorbeeld een beamer, kun je allerlei schaduwbeelden met je
handen op de muur toveren. Hier is een voorbeeld.
Opdracht 5.
Hoe wordt het oog van de eekhoorn gemaakt?
Welke vingers vormen de staart?
En de oren, hoe ontstaan die?
Opdracht 6.
In de workshop krijg je een voorbeeld van een schaduwbeeld van een dier uitgereikt.
Oefen deze. Aan het eind worden aan enkelen gevraagd hun schaduwbeeld te tonen.
Probeer ook zelf een schaduwbeeld te maken. Schrijf op wat voor beeld je gemaakt hebt.
4
RICHTING
Opdracht 7.
Hier is het bovenaanzicht van een plein getekend. De noord-richting is aangegeven.
Teken nu ook in de hoeken van het plein pijlen die naar het noorden wijzen.
Opdracht 8.
Stel de zon schijnt vanuit het zuidwesten. Teken nu in de vier hoeken rode pijltjes die
naar de zon wijzen.
Opdracht 9.
Maak de donkere kant van de bomen, banken enz. nu eens met een potlood zwart.
Opdracht 10.
Stel je voor: je loopt buiten en de zon staat aan je linkerkant.
Waar is dan je schaduw? En als je naar de zon toeloopt?
Opdracht 11.
En nu in het algemeen: waar is de schaduw altijd ten opzichte van de lichtbron te
vinden?
5
ANDERE SCHADUWEN
Opdracht 12.
Als je naar het voetballen op TV kijkt zie je soms bij elke speler vier schaduwen. Kun je
bedenken hoe dat komt?
Opdracht 13.
Bij wat voor weer zie je buiten geen schaduw van jezelf?
2 keer dezelfde vallei
Opdracht 14.
Twee foto’s van dezelfde vallei. Wel met verschillen, let maar op de donkere plekken.
Geef met kruisjes aan waar de twee foto’s van elkaar afwijken.
Die donkere plekken zijn schaduwen. Maar waarom staan ze niet steeds op dezelfde
plek?
En waar zijn dat schaduwen van?
Opdracht 15.
De nacht is een schaduw. Leg dat eens uit!
Opdracht 16.
Vertel nu zelf wat schaduw precies is.
6
SCHADUW VANGEN
Je moet nu zelf dingen gaan uitproberen met Licht en Schaduw. Het zou leuk zijn als de
zon daarbij scheen, maar bij slecht weer moet je je maar behelpen met een sterke lamp
(beamer) die scherpe schaduwen geeft.
Neem om te beginnen eens een kijkje op de volgende site:
http://mediatheek.thinkquest.nl/~klb040/kunst/pagina (of via het webportaal van het
Amadeus onder WISKUNDE).
Opdracht 17.
Knip een papieren rondje uit. Ongeveer zo groot:
Maak het rondje met een plakbandje op de ruit vast (als de zon niet schijnt moet iemand
het rondje vasthouden, een paar meter voor de lamp).
Vang zo gauw mogelijk de schaduw van het rondje dicht bij de ruit in je handpalm op.
Leg de schaduw heel voorzichtig op de grond; pas goed op dat de schaduw niet van je
hand af rolt!
Hoe ziet de figuur eruit die je hand door de lucht heeft afgelegd?
Opdracht 18.
Maak een tekening waarop je goed kunt zien hoe je je hand bewoog. Teken er ook de
zon (of de lamp) bij.
Opdracht 19.
Houd je hand in het licht en kijk naar de schaduw op de muur. Als je hand beweegt glijdt
de schaduw langs de muur. Tenminste, meestal, want je kunt je hand ook zó bewegen
dat steeds hetzelfde stuk muur bedekt blijft. Hoe?
Opdracht 20.
En als je zo je hand steeds maar verder van de stilstaande schaduw af beweegt, waar
zou je dan uiteindelijk uitkomen?
7
SCHADUW OP STRAAT
Opdracht 21.
Lantaarn, vogeltje, rat, muurtje en straat. Alles in zijaanzicht.
De rat loopt van het muurtje af. Is hij bij A al in het licht van de lantaarn?
En bij B ?
Geef precies aan waar de rat het eerst in het licht komt. Teken de lichtstraal die de rat
tegenkomt.
Opdracht 22.
Het vogeltje vliegt langs de stippellijn. Geef heel precies de stukken aan waar het in de
schaduw vliegt.
8
Opdracht 23.
Zo’n beetje achter deze boom staat een lantaarn. Het onderstuk kun je juist zien.
Het paaltje heeft een schaduw, want de lantaarn is aan.
Weet jij hoe hoog die lantaarn is?
Laat in de tekening zien hoe je dat gevonden hebt.
Opdracht 24.
Een zijaanzicht van een lantaarn en een rij paaltjes. De lantaarn is aan. Teken op de
grondlijn met blauw de schaduw van de paaltjes.
9
Opdracht 25.
Je loopt in het donker in de straat. Je schaduw komt achter je aan. Bij de straatlantaarn
haalt hij je in en gaat voor je uit. Dan verdwijnt je schaduw. Maar bij de volgende
lantaarn haalt hij je weer in.
Als je een lantaarn nadert wordt je schaduw dan groter of kleiner?
En als je van de lantaarn af loopt?
Hoe komt het dat je schaduw sneller gaat dan jijzelf?
Opdracht 26.
Hier zijn twee paaltjes met hun schaduw getekend. Vind precies de plaats van de lamp.
10
Opdracht 27.
Bijna hetzelfde. Maar werk nu heel nauwkeurig met lange linealen.
Je merkt vast een verschil met opgave 26. Waar zou het licht in dìt geval vandaan
komen?
Opdracht 28.
Dezelfde tekening als zoëven. Maar nu schijnt de zon. Eén schaduw is al getekend. Doe
de rest ook. Teken ook de schaduw van de lantaarnpaal.
Opdracht 29.
Je loopt in de zon aan het strand. Wie gaat er nu sneller. Jij of je schaduw?
11
PAALTJES IN HET ROND
Opdracht 30.
Nu een lantaarnpaal met paaltjes in bovenaanzicht. De lamp is aan. Eén schaduw is al
getekend. Teken de andere schaduwen ook. Doe het heel precies!
12
Opdracht 31.
Hetzelfde, alleen is nu de lamp uit en schijnt de zon. Teken de andere schaduwen er
weer bij.
13
TWEE MUURTJES
Opgave 32.
Bovenaanzicht van een lantaarn-verlicht muurtje van één meter hoog.
Maak de schaduw verder af.
Opdracht 33.
Hetzelfde, maar nu is de lantaarn weer uit en schijnt de zon.
Teken vanaf het kruisje ( X ) een pijl in de richting van de zon. Maak nu de schaduw
van het muurtje weer verder af.
X
14
GAATJES IN DE TAFEL
Opdracht 34.
Boven de tafel hangt een lamp. In de tafel zitten drie gaten. Het licht schijnt daar door.
Waar komen de lichtvlekjes op de grond?
Opdracht 35.
Wat doen de lichtvlekjes als de lamp omhoog gaat?
Maak er een tekening bij.
15
AFSTANDEN
Opdracht 36.
Hier is een knopentouw getekend en een lamp. De knopen zitten op gelijke afstanden.
Teken de schaduw van de knopen op de getekende vloer.
Zijn de schaduwknopen ook op gelijke afstand van elkaar?
16
Opdracht 37.
Nu zijn de schaduwen van de knopen al getekend. Knip het knopentouw van de rand van
de bladzijde af en probeer het zó te leggen dat het de getekende schaduwen oplevert.
Hoe moet het knopentouw gehouden worden om gelijke schaduwafstanden te krijgen?
17
Opdracht 38.
Dezelfde tekening als bij opdracht 36, alleen is er geen lamp. Wel is de richting van de
zon aangegeven. Die is 150 miljoen km ver en past dus niet in dit werkboekje.
Teken nu óók de schaduwen van de knopen. Wat is het verschil met de schaduwen op bij
opdracht 36.
18
ALLERLEI VORMEN MET EEN VIERKANT
Opdracht 39.
Maak een vierkant met een zijde van 6 cm van karton. Probeer wat voor verschillende
schaduwen je er op de grond mee kunt maken. Teken de vormen die je ontdekt.
Opdracht 40.
Hoe moet je het vierkantje ten opzichte van de grond houden om een vierkante schaduw
op de grond te krijgen?
Schrijf dat op of maak een tekening hoe je dat doet.
EN MET EEN KUBUS
Opdracht 41.
Neem nu een kubus of maak er een.
Wat voor schaduwen kun je daarmee maken?
Opdracht 42.
Kun je met je kubus ook een vierkante schaduw maken op een vel papier?
Denk er aan dat je het vel papier onder allerlei hoeken en standen kunt vasthouden!
Hoe moet je papier en kubus ten opzichte van de zon (of de lamp) houden?
Laat het weer met een tekening zien.
Opdracht 43.
Probeer of deze figuur ook de schaduw van een kubus kan zijn
Welke lijn van de kubus moet dan naar de zon (of de lamp) wijzen?
Heeft deze vorm iets te maken met hoe je een kubus kunt doorsnijden?
Onderzoek met behulp van de applet DOORZIEN(versie 3) welke doorsneden je kunt
maken van een kubus.
Deze applet is te vinden via internet op de site van het Freudenthal Instituut
(http://www.fi.uu.nl/). Kies achtereenvolgens: NL > Voortgezet Onderwijs > Wisweb >
Applets > Doorzien (versie 3).
Opdracht 44.
Probeer of je ook een regelmatige vijfhoek als schaduw van een kubus kunt krijgen. Zou
het lukken? Leg het uit.
Opdracht 45.
Houd de kubus in de zon. Houd hem stil en tel hoeveel vlakken tegelijk verlicht zijn.
En hoeveel vlakken kun je tegelijk zien?
19
KAT EN MUIS
Opdracht 46.
Zoals je weet zijn katten dol op muizen. En niet andersom.
Hier zie je in bovenaanzicht wat muurtjes van een ruïne. De kat zit op de loer. Kleur met
rood de stukken grond waar de muizen zich beter niet kunnen vertonen.
EVEN NAAR DE ZON
Opdracht 47.
Trek een asbest pak aan, drink nog gauw een glas koud water en ga naar de zon. Vanaf
de zon kijk je naar de aarde met een erg sterke verrekijker. Zou je dan ergens een
plekje schaduw kunnen zien?
Leg het uit.
20
TEGENLICHT
Opdracht 48.
Is deze foto met-het-licht-mee of juist tegen-het-licht-in genomen?
Opdracht 49.
Nog een tegenlicht-opname. Die is gemaakt op de maan in 1967. Wat is eigenlijk de
lichtbron?
21
Opdracht 50.
We beschijnen een voetbal met een sterke lamp (beamer). De lamp staat een flink eind
weg, links van de bal. De bal stelt de maan voor, de lamp de zon.
Beamer
Bal
Opdracht 51.
Hoeveel procent van de bal wordt door de beamer belicht?
Opdracht 52.
Teken vanaf je eigen plaats zo precies mogelijk de maan (lees: bal). Let vooral goed op
de grens tussen licht en donker.
Zou iedereen nu dezelfde tekening hebben? Leg het uit.
Opdracht 53.
Waarvandaan ziet de bal er zó uit?
Opdracht 54.
En waarvandaan zó?
Opdracht 55.
Op de volgende bladzijde kijk je van bovenaf op de aarde. De korte pijltjes geven de
route aan die de maan elke 29 dagen aflegt.
Knip de acht maangezichten van de bladzijde daarna uit en vouw ze zoals het
tekeningetje aangeeft. Kijk vanaf de aarde naar de maan en zoek dan het juiste
maangezicht uit. Stel ze langs de maanbaan op. Zoek de goede plaats voor alle acht.
Plak ze dan vast.
Heeft dit je interesse breng dan ook een bezoek aan museum SONNENBORGH. Dit
museum gaat over ons heelal en is gehuisvest in de sterrenwacht aan de Zonneburg te
Utrecht. Neem alvast een kijkje op de www.sonnenborgh.nl .
22
23
24
25
26
HOE WIT IS WIT LICHT
Wanneer de zon schijnt, dus er is veel wit licht, en het regent dan kun je soms een
prachtige regenboog waarnemen.
Hoe dit kan? De regendruppels ontleden het licht in letterlijk alle kleuren van de
regenboog. Van diep rood tot aan hel blauw. De twee uitersten die met ons oog kunnen
waarnemen.
Dit wordt “Dispersie” genoemd. Het ontleden van licht in alle kleur-componenten waar
het uit is opgebouwd.
Hoe dit werkt? Daarover gaat de volgende video.
Opdracht 56.
Ook kunnen we dit laten zien met behulp van een hele sterke lamp en een prisma van
glas.
HET MENSELIJK OOG
Bestudeer de werking van het menselijk oog m.b.v. van de volgende site:
http://www.digischool.nl/bioplek/animaties/oog/oogonderbouw.html .
Opdracht 57.
Maak een tekening van een dwarsdoorsnede van het oog. Zet de volgende woorden op
de juiste plaats:
Oogkas, iris, lens, hoornvlies,pupil, netvlies, vaatvlies, harde oogvlies, glasachtig
lichaam, oogzenuw en oogspier.
Opdracht 58.
Beschrijf de werking van het oog, een ingenieus optisch-systeem.
Wat wordt bedoeld met elk oog heeft een Blinde Vlek?
Beantwoord de vragen in de bijlage!
CAMERA OBSCURA
Fotografie betekent letterlijk ‘schrijven met licht’. Om te kunnen schrijven met licht heb
je een camera nodig. Als je dat kunt, kun je overal een plaatje van maken.
Opdracht 58.
Onderzoek en beschrijf de werking van een Camera Obscura (Pinhole Camera).
Bezoek hiervoor het volgende internet-adres:
www.ja.nl/secties/nask/licht/cameraobscura/camera.htm (of ga naar het web-portaal
van het Amadeus en kijk onder Wiskunde).
Opdracht 59.
Ga na op internet wat er allemaal nodig is voor het bouwen van een Pinhole Camera. Zijn
er bouwtekeningen voor handen. Wat voor foto-papier heb je nodig?
Maak een bouwplan.
27
MET ANDERE OGEN
Slechts één op de vijf blinden kan helemaal niets zien, de meeste zien nog wel iets. Al is
het soms maar een klein stukje of heel vaag. Sommigen zien bijvoorbeeld nog wel het
verschil tussen dag en nacht. Maar het zal duidelijk zijn: als je blind bent (en je dus
minder dan 5% ziet van wat anderen zien), heb je al een probleem. Toch is dat probleem
minder groot dan je denkt. Blinden leren hun andere zintuigen goed te gebruiken en
hebben veel hulpmiddelen ter beschikking.
Opdracht 60.
Ga op zoek naar antwoorden op de volgende vragen:
- Wanneer ben je slechtziend? En wanneer blind?
- Welke hulpmiddelen zijn er als je niet goed ziet?
- Kan een blind kind naar een gewone school?
- Zijn er aangepaste spelletjes en sporten?
Succes!
28
BIJLAGE
Vul in de tabel hieronder de juiste woorden in. Ieder woord gebruik je één keer.
Vergelijk het resultaat met een ander tweetal en verbeter de fouten.
Met ons oog kunnen we dingen zien. Maar daarvoor is wel ………
nodig.
De zon en sterren zijn ……………… lichtbronnen.
pupil
Een heel dunne lichtbundel heet ………… .
bruin
Licht dat gaat van ………… naar water verandert van richting.
groot
In de iris zit de ……… waardoor het licht binnenkomt.
bolle
Het ………… van het oog bestaat uit miljoenen lichtgevoelige
cellen.
Als er weinig licht is, is de pupil ………… .
licht
In je oog zit een ………… lens.
accommoderen
De evenwijdige lichtstralen die door een lens gaan, snijden
elkaar achter de lens in het ………… .
Het platter maken van de ooglens heet ……… .
rood
Met een ………… kun je de kleuren zichtbaar maken waaruit wit
licht is samengesteld.
Een kleurenband noem je ook wel een ………… .
spectrum
Een rode appel weerkaatst de kleur ………… .
wit
Als een voorwerp alle kleuren absorbeert dan is het ………… .
lucht
Als je de kleuren blauw, rood en geel mengt met verf dan krijg
je ……… .
Als je rood, groen en blauw licht mengt, dan krijg je ……… .
infrarood
Twee onzichtbare kleuren licht zijn ultraviolet en ………… .
lichtstraal
Van ultraviolet licht wordt je ………… .
zwart
29
prisma
grijs
netvlies
brandpunt
natuurlijke
30