H8.4Lichtbreking & H8.5 Straling

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 2

         H8.4Lichtbreking

Wat Hadden we gedaan in H8.3 kleuren?

Onthouden!  

Een lichtbron zendt naar alle kanten lichtgolven uit.  

Lichtgolven hebben geen tussenstof nodig.  

De bergen en dalen van een lichtgolf bewegen in alle richtingen.  

Een schaduw ontstaat waar het licht van een lichtbron niet kan komen.  

Eén lichtbron geeft één schaduw.  

De randstralen maken de rand van de schaduw.  

Een spiegel weerspiegelt de lichtstralen die erop vallen.  

Spiegel-schrift kun je lezen in de spiegel.  

Een spiegelbeeld teken je met behulp van beeldpunten.

Leerdoelen

1. Je kunt uitleggen wat er met de lichtstralen gebeurt die door een bolle lens gaan.
2. Je kunt uitleggen dat een lens aan beide kanten een brandpunt heeft.
3. Je kunt aangeven wat de brandpunt-afstand is.
4. Kun je een constructietekening maken. 
5. Kun je uitleggen welke onderdelen in het oog zitten. 

Bolle lens

Lenzen zijn er in verschillende soorten. De glazen van een bril zijn lenzen. Je kunt ook contact-lenzen dragen in plaats van een bril. De camera in je mobieltje heeft een lens. In een vergrootglas zit ook een lens. 

Een vergrootglas is een bolle lens. Een lens breekt de lichtstralen, zodat ze niet meer rechtdoor gaan (afbeelding 1). Alleen de lichtstraal precies in het midden blijft rechtdoor gaan. 

Bolle lens

Door een vergrootglas komen de lichtstralen van de zon samen in één punt. Dat punt is zó heet, dat je er papier mee kunt laten branden (afbeelding 2).

Beeld  

Een bolle lens is een rond stukje glas. De lens is in het midden dikker dan aan de buitenkant (afbeelding 3). Lenzen zitten bijvoorbeeld in: een bril, een verrekijker, een camera. Met een lens kun je een beeld maken van de werkelijkheid.

Door een bolle lens zie je de werkelijkheid, maar dan kleiner en op zijn kop. Dit zie je in afbeelding 4.

Een beeld scherpstellen

  In afbeelding 1 staat een lamp voor een lens. Er is één lichtpunt van de lamp getekend.

Vanuit het lichtpunt gaan de lichtstralen in alle richtingen. Sommige lichtstralen gaan door de lens. Aan de andere kant van de lens komen de lichtstralen bij elkaar in één punt. Dat punt noem je het beeldpunt. Als precies bij het beeldpunt een scherm neerzet, zie je het beeld van het lichtpunt. Je hebt dan een scherp beeld. 

Als je het scherm dichterbij zet, krijg je geen punt maar een vlek (afbeelding 2). Zet je het scherm nog dichterbij, dan wordt de vlek steeds groter. Het beeld wordt steeds minder scherp.

Zet je het scherm verder weg, voorbij het beeldpunt, dan krijg je ook een vlek (afbeelding 3). In het beeldpunt kruisen de lichtstralen elkaar. Daarna gaan de lichtstralen verder. Ze gaan steeds verder uit elkaar. Het beeld op het scherm is onscherp.

Alle lichtpunten van de lamp vormen een beeldpunt of een vlek. Voor een scherp beeld moet de afstand tussen de lens en het scherm precies goed zijn. Is de afstand niet goed, dan wordt ieder punt een vlek. Al die vlekken gaan over elkaar en je krijgt een onscherp beeld.  

 

In een camera werkt het ook op die manier. Je krijgt alleen een scherpe foto, als de afstand van de lens goed is ingesteld. Dat heet scherpstellen. In de meeste camera's gaat het scherpstellen vanzelf. In afbeelding 4 is het scherpstellen niet goed gedaan. De blaadjes zijn wel scherp, maar de bloem niet.

Brandpunt  

In afbeelding 1 zie je twee lichtstralen die door een bolle lens gaan. De lichtstralen die naar de lens gaan, zijn evenwijdig. Dat betekent dat de afstand tussen de lijnen steeds hetzelfde is. 

Aan de andere kant van de lens gaan de lichtstralen naar elkaar toe. Ze komen samen in één punt. Dit punt noem je het brandpunt. Als je de lens omdraait, zie je precies hetzelfde. De lens heeft dus aan beide kanten een brandpunt. De brandpunts-afstand is de afstand van de lens tot het brandpunt (afbeelding 2).  

 De lichtstraal die precies door het midden van de lens gaat, blijft rechtdoor gaan. Deze lichtstraal wordt niet gebroken. De lijn door het midden van de lens noem je de hoofdas.

Beeld tekenen positieve lens

1

2

3

Voorwerps-afstand

beeld-afstand

Menselijk oog

De lichtstraal gaat door de ooglens. De ooglens is een bolle lens. Achter de lens ligt het glasachtig lichaam. Dit is een doorzichtige bol. Tot slot komt de lichtstraal op het netvlies. Het netvlies ligt achter in je oog. Via de oogzenuw gaat er een signaal naar je hersenen. Je hersenen weten daardoor wat je ziet. 

In afbeelding 2 zie je wat er in je oog gebeurt. Het oog kijkt naar een witte P op een blauw bord. Op het netvlies is het beeld kleiner en het staat op zijn kop. Ook zijn links en rechts omgewisseld.

Licht en donker  

In het licht en in het donker moet je goed kunnen zien. Komt er te veel of te weinig licht in je oog, dan zie je niet goed. Je oog past dit zelf aan (zie afbeelding). Als het heel licht is, wordt je pupil klein. Er kan dan minder licht in je oog komen. Als het donker is, wordt je pupil groot. Zo kan er meer licht naar binnen.

Dichtbij en veraf  

Je wilt dingen dichtbij en ver weg goed kunnen zien. Je oog kan allebei, maar niet tegelijk. Dat komt omdat de lens in je oog van vorm kan veranderen. De ooglens kan meer of minder bol worden. Als je ooglens van vorm verandert, noem je dat accommoderen. Accommoderen betekent aanpassen.  

 

Als je ooglens minder bol is, kun je ver weg scherp zien (afbeelding 1).

Als je ooglens heel bol is, kun je dichtbij goed zien (afbeelding 2). 

Zelfstandig werken

Lees en maak digitaal alle opgaven van paragraaf H8.4 Beweging van licht.

Onthouden!  

Een bolle lens is in het midden dikker dan aan de buitenkant.  

Met een lens kun je een beeld maken van de werkelijkheid.  

Door het scherpstellen van een camera, zorg je voor een scherp beeld.  

Evenwijdig betekent dat de afstand tussen de lijnen hetzelfde blijft.  

In het brandpunt van een lens komen de lichtstralen samen.  

De afstand van het brandpunt tot de lens is de brandpunts-afstand.  

De afstand van een voorwerp tot de lens is de voorwerps-afstand.  

De afstand van het beeld tot de lens is de beeld-afstand.  

De hoofdas loopt midden door de lens.  

Construeren doe je als je de lichtstralen door een lens tekent.  

De onderdelen van je oog zijn: hoornvlies, pupil, iris, ooglens, glasachtig lichaam, netvlies, oogzenuw.  

De pupil kan zich aanpassen aan licht en donker, hij wordt kleiner of groter.  

Je ooglens kan bol of plat worden. Dat heet accommoderen.

8.5Straling

Infra-rood  

In het spectrum van zonlicht zitten de kleuren: rood, oranje, geel, groen, blauw en violet. In zonlicht zit ook straling die je niet kunt zien. 

De zon straalt licht en warmte uit. Het licht van de zon kun je zien. De warmte kun je niet zien, maar je kunt hem wel voelen. De warmte-straling van de zon noem je infra-rood-straling. In afbeelding 1 zie je het spectrum van de zon. Je ziet dat de warmte-straling voor het rode licht komt. 'Infra-rood' betekent 'voor het rood'.

Een infra-rood-lamp straalt rood licht uit en veel warmte-straling. Infra-rood-stralen zijn warmte-stralen. Een boer gebruikt een infra-rood-lamp om pasgeboren dieren warm te houden (afbeelding 2). Het rode licht zie je wel, de infra-rood-straling kun je niet zien. 

De afstands-bediening van de tv werkt ook met infra-rood-straling. Aan de voorkant van de afstands-bediening zit een led-lampje. Dit lampje zendt infra-rood-stralen uit.

Ultra-violet  

In zonlicht zit nog een soort straling die je niet kunt zien. Dat is ultra-violet-straling. Een korte naam hiervoor is uv-straling. Ultra-violet-straling zit voorbij het violet (afbeelding 1). 'Ultra-violet' betekent 'voorbij het violet'.

Onze huid is gevoelig voor uv-straling in het zonlicht. Van uv-straling word je bruin. Je kunt ook verbranden van uv-straling. Daar moet je voor oppassen, want verbranden is ongezond. Van te veel uv-straling kun je huidkanker krijgen. 

Het licht van een uv-lamp is violet (blauw-paars). In een winkel zie je wel eens een uv-lamp. Daarmee controleert de kassa-medewerker of het geld echt is. Met uv-licht zie je op het briefje van 20 euro letters en tekens die je met gewoon licht niet kunt zien (afbeelding 2). Als deze tekens aanwezig zijn, dan is het briefje echt. Zijn deze tekens niet aanwezig, dan is het briefje vals.

Röntgen-straling 

 Voorbij ultra-violet in het spectrum komt röntgen-straling. Deze straling is ontdekt door meneer Röntgen, een Duitse natuurkundige. Met röntgen-straling maken ze in het ziekenhuis een foto van je botten (afbeelding 1).

Van te veel röntgen-straling kun je kanker krijgen. Daarom dragen dokters in het ziekenhuis een schort van lood als ze een röntgen-foto maken (afbeelding 2). De röntgen-straling kan niet door het lood heen. Op deze manier is het lichaam beschermd tegen te veel straling.

Zelfstandig werken

Lees en maak digitaal alle opgaven van paragraaf H8.5 Beweging van licht.

Onthouden!  

Infra-rood-straling is warmte-straling.  

Infra-rood-straling ligt voor het rode licht in het spectrum.  

Ultra-violet-straling of uv-straling ligt na het violet in het spectrum.  

Van uv-licht word je bruin. Je kunt ook verbranden.  

Röntgen-straling gaat niet door lood heen.