H6.2 B2HV Reflectie en verstrooiing

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 1

• Je schrift 
• Pen en potlood 
• Liniaal/geodriehoek

Pak alvast:

Wat gaan we deze les doen?

1. Uitleg: H6.2 Reflectie en verstrooiing
2. Demo - Diffuus laser
3. Demo - Direct en diffuus licht
4. Demo - Kern- en halfschaduw
5. Maak: opdracht 1 t/m 12

Je kunt lichtstralen tekenen & je kunt uitleggen wat de afstand tussen getekende lichtstralen betekent 

Lichtstralen

• Als een lamp brandt, straalt hij licht uit. Het licht beweegt vanaf de lamp alle kanten op. 
• Dat kun je aangeven door lichtstralen te tekenen. 
• Die lichtstralen zijn recht (want licht beweegt langs rechte lijnen)
• Je ziet de lamp als een deel van dit licht in je ogen terechtkomt.
• Hoe verder je bij de lamp vandaan gaat, des te zwakker wordt het licht. 
• Dat zie je ook aan de lichtstralen: die bewegen steeds verder uit elkaar.

Je kunt lichtstralen tekenen & je kunt uitleggen wat de afstand tussen getekende lichtstralen betekent 

Licht en schaduw

• Als een lamp brandt, straalt hij licht uit. Het licht beweegt vanaf de lamp alle kanten op. 
• Dat kun je aangeven door lichtstralen te tekenen. 
• Licht kan evenwijdig, convergent of divergent bewegen:
• Evenwijdig: zelfde kant op
• Convergent: naar elkaar toe
• Divergent: van elkaar af

Je kunt het verschil tussen direct, indirect en diffuus licht uitleggen

Direct, indirect en diffuus licht

• Direct licht: 

wil zeggen dat het licht rechtstreeks van de lichtbron naar het werkvlak beweegt.

• Indirect licht: 

bijvoorbeeld een lamp die op een muur schijnt. 

• Diffuus licht: 

bijvoorbeeld een lamp met doorschijnend papier eromheen. Het papier verstrooid het licht in alle richtingen.

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt het verschil tussen direct, indirect en diffuus licht uitleggen

Direct, indirect en diffuus licht

• Indirect licht: 

Ontstaat door reflectie

• Diffuus licht: 

Ontstaat door verstrooiing

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt het verschil tussen direct, indirect en diffuus licht uitleggen

Welke bron is het meest geschikt voor een werkblad waar je bijv. met gereedschap aan werkt?

Direct licht 

Indirect licht

Diffuus licht

Demo 4

Doel: laten zien hoe je een lichtbundel ‘zichtbaar’ kunt maken middels diffuse terugkaatsing.

Nodig: laser of diaprojector, sigaret of rookbuisje, (aquariumbak).

Uitvoering: 

Maak de lichtbundel van de laser of diaprojector ‘zichtbaar’ door er rook in te blazen (of door er een borstel met krijtstof in uit te kloppen).

Je kunt ook alleen rook in een afgesloten aquariumbak blazen. De bundel is dan alleen goed zichtbaar in de bak.

Maak de leerlingen duidelijk dat ze de laserstraal kunnen zien als de rookdeeltjes het licht diffuus naar hun ogen terugkaatsen

Je kunt het verschil tussen direct, indirect en diffuus licht uitleggen

Directe lichtbron

Meerdere lichtbronnen

Demo 5

Doel: laten zien dat

– direct licht scherpe schaduwen geeft;

– diffuus licht geen schaduwen geeft.

Nodig: felle zaklamp, stuk wit papier

Uitvoering: Verduister het lokaal en maak schaduwbeelden van enkele voorwerpen door met de zaklamp rechtstreeks op het voorwerp te schijnen. Beschijn de voorwerpen vervolgens via het vel papier.

Je kunt het verschil tussen direct, indirect en diffuus licht uitleggen

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt het verschil tussen direct, indirect en diffuus licht uitleggen

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt de schaduw van een voorwerp tekenen.

Schaduwbeelden maken

DEMO

• Als een voorwerp het licht van de lichtbron tegenhoudt, ontstaat er een schaduw. 
• Er is dan een gebied waar het licht niet rechtstreeks kan komen (figuur 4). 
• Omdat licht langs rechte lijnen beweegt, kun je op een eenvoudige manier de schaduw van een voorwerp tekenen (figuur 5):

 

1. Teken de lichtstralen die net niet door het voorwerp tegengehouden worden - de randstralen.
   
2. Arceer het gebied achter het voorwerp dat tussen de twee randstralen in ligt. Dit is het gebied waar het licht niet rechtstreeks kan komen: het schaduwgebied.

DEMO:

– Bevestig midden in het lokaal een halogeenlampje aan het plafond. Laat vanaf het lampje draden naar elke bank toelopen.

– Laat de leerlingen, terwijl het halogeenlampje niet brandt, met behulp van de draad voorspellen hoe het schaduwbeeld van een voorwerp (tas, boek, broodtrom-mel) eruit zal zien.

– Verduister het lokaal en doe het halogeenlampje aan. Laat de leerlingen controleren of hun voorspelling klopt.

Je kunt bepalen in welk gebied zich de halfschaduw en de kernschaduw bevinden.

Kernschaduw en halfschaduw

• Als een voorwerp door twee lampen wordt verlicht, ontstaan er twee schaduwbeelden.
  
• Op de plaats waar die beelden over elkaar heen vallen, is de schaduw het donkerst. 
• Dit noem je de kernschaduw. 
• Links en rechts van de kernschaduw zie je een lichtere halfschaduw. 
• Hier kan het licht van het ene lampje wel komen, maar dat van het andere lampje niet. 

Je kunt de schaduw van een voorwerp tekenen.

Schaduwbeelden maken

1. Teken de lichtstralen die net niet door het voorwerp tegengehouden worden - de randstralen.
   
2. Arceer het gebied achter het voorwerp dat tussen de twee randstralen in ligt. Dit is het gebied waar het licht niet rechtstreeks kan komen: het schaduwgebied.

Opdracht: teken de schaduw van de tafel

DEMO:

– Bevestig midden in het lokaal een halogeenlampje aan het plafond. Laat vanaf het lampje draden naar elke bank toelopen.

– Laat de leerlingen, terwijl het halogeenlampje niet brandt, met behulp van de draad voorspellen hoe het schaduwbeeld van een voorwerp (tas, boek, broodtrom-mel) eruit zal zien.

– Verduister het lokaal en doe het halogeenlampje aan. Laat de leerlingen controleren of hun voorspelling klopt.

Je kunt de schaduw van een voorwerp tekenen.

Schaduwbeelden maken

DEMO:

– Bevestig midden in het lokaal een halogeenlampje aan het plafond. Laat vanaf het lampje draden naar elke bank toelopen.

– Laat de leerlingen, terwijl het halogeenlampje niet brandt, met behulp van de draad voorspellen hoe het schaduwbeeld van een voorwerp (tas, boek, broodtrom-mel) eruit zal zien.

– Verduister het lokaal en doe het halogeenlampje aan. Laat de leerlingen controleren of hun voorspelling klopt.

Je kunt bepalen in welk gebied zich de halfschaduw en de kernschaduw bevinden.

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt bepalen in welk gebied zich de halfschaduw en de kernschaduw bevinden.

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt bepalen in welk gebied zich de halfschaduw en de kernschaduw bevinden.

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt bepalen in welk gebied zich de halfschaduw en de kernschaduw bevinden.

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt uitleggen hoe de blauwe kleur van de hemel en de rode kleur van de ondergaande zon worden veroorzaakt

Hemelsblauw en avondrood

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt uitleggen wat reflectie en verstrooiing zijn

Reflectie en verstrooiing

• Indirect licht ontstaat door reflectie: het licht weerkaatst tegen een ondoorschijnend vlak, zoals een witte muur. 
• Diffuus licht ontstaat door verstrooiing: het licht verandert van richting als het door een doorschijnend materiaal beweegt, zoals papier, matglas of textiel (figuur 7b).
• Reflectie en verstrooiing bepalen ook hoe je het licht buiten ervaart. Zand en sneeuw reflecteren het zonlicht dat erop valt, zodat je je ogen ervoor moet dichtknijpen. 
• Wolken en mist verstrooien het zonlicht, zodat je een gedempt, diffuus licht krijgt en er vrijwel geen schaduwen zijn.

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt uitleggen hoe de blauwe kleur van de hemel en de rode kleur van de ondergaande zon worden veroorzaakt

Hemelsblauw en avondrood

• Blauw is een mengsel van verschillende spectraalkleuren. 
• Veel violet, nogal wat blauw, een beetje groen en bijna geen geel en rood; de mengkleur is hemelsblauw.
• Hemelsblauw wordt veroorzaakt doordat moleculen in de atmosfeer het zonlicht verstrooien (van richting laten veranderen). 
• In een dunne laag lucht merk je dat niet. Maar in de dikke atmosfeer wel. 
• De spectraalkleuren violet en blauw worden het sterkst verstrooid, de spectraalkleuren rood en oranje het minst. 
• Daardoor is het verstrooide licht hemelsblauw. 

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Je kunt uitleggen hoe de blauwe kleur van de hemel en de rode kleur van de ondergaande zon worden veroorzaakt

Hemelsblauw en avondrood

• Bij zonsondergang moet het zonlicht een lange weg door de atmosfeer afleggen. 
• Bijna al het violette en blauwe licht is dan al verstrooid. 
• Doordat het rode licht veel minder wordt verstrooid, overheerst dat in het licht dat overblijft. 

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Doel: het effect van licht van één kleur laten zien.

Nodig: een natriumlamp, vellen gekleurd papier. (Via de gemeente kun je waarschijnlijk wel aan een natriumlamp voor straatverlichting komen.)

Uitvoering: Zet de lamp op tijd aan (het duurt even voordat hij het gewenste felle gele licht geeft.) Verduister het lokaal. Doe het gewone licht uit als de lamp goed brandt. Laat de leerlingen raden welke kleur de vellen papier hebben. Doe nu het licht aan (natriumlamp laten branden) en laat ze zien wat de werkelijke kleur is.

Doe het licht weer uit. Laat een leerling met een veelkleurige trui of iets dergelijks bij de lamp komen staan. Bespreek met de leerlingen welk effect de lamp heeft.

N.B. Een natriumlamp geeft, behalve de bekende Na-lijn met een golflengte van 589 nm, ook nog zwak licht met andere golflengten. Dit komt doordat de lamp ook startgassen bevat.

Wat gaan we deze les doen?

1. Uitleg: H6.2 Direct, indirect en diffuus
2. Demo - Diffuus laser
3. Demo - Direct en diffuus licht
4. Demo - Kern- en halfschaduw
5. Maak: opdracht 1 t/m 11

Schrijf 3 dingen op die je deze les hebt geleerd.

Stel 1 vraag over iets dat je nog niet zo goed hebt begrepen.