2. Lichtbreking deel 2 SCHN

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

2. Lichtbreking deel 2

1.1

Je laat een lichtstraal onder een hoek op een perspex blokje vallen zoals hiernaast weergegeven. Neem de figuur (niet het grijze gedeelte) over in je schrift (gebruik ruitjes!) 

De lichtstraal komt van 2 hokjes/cm verticaal en 3 hokjes/cm horizontaal.
 

a. Teken de normaal op de plek waar de lichtstraal het blokje raakt. 

b. Meet de hoek van de invallende lichtstraal op.

c. Teken de teruggekaatste lichtstraal met dezelfde hoek.

d. Teken de gebroken lichtstraal met een hoek van 33°, totdat hij de onderrand van het blokje raakt.

e. Teken op deze plek weer een normaal.

f. Teken de gebroken lichtstraal met een hoek van 56°.

Deze lichtstraal gaat (ongeveer) door één van de roosterpunten a t/m i. 

g. Door welk roosterpunt gaat jouw lichtstraal het best?

Bespreken huiswerk vorige week

1.1

Je laat een lichtstraal onder een hoek op een perspex blokje vallen zoals hiernaast weergegeven. Neem de figuur (niet het grijze gedeelte) over in je schrift (gebruik ruitjes!) 

De lichtstraal komt van 2 hokjes/cm verticaal en 3 hokjes/cm horizontaal.
 

a. Teken de normaal op de plek waar de lichtstraal het blokje raakt. 

b. Meet de hoek van de invallende lichtstraal op. 56°

c. Teken de teruggekaatste lichtstraal met dezelfde hoek.

d. Teken de gebroken lichtstraal met een hoek van 33°, totdat hij de onderrand van het blokje raakt.

e. Teken op deze plek weer een normaal.

f. Teken de gebroken lichtstraal met een hoek van 56°.

Deze lichtstraal gaat (ongeveer) door één van de roosterpunten a t/m i. 

g. Door welk roosterpunt gaat jouw lichtstraal het best? e

Antwoorden huiswerk vorige week

1.2 Doe es normaal!

Neem de driehoek hiernaast nauwkeurig over.
De driehoek is 8 hokjes breed en 3 hokjes hoog. 

Teken ook de 3 gegeven lichtstralen op de plek zoals in de tekening. De linker lichtstraal ligt op 3/4 van een hokje. De onderste lichtstraal raak de driehoek op hoekje 3, en de richting is 2 opzij, 1 omhoog.

a.

Teken de normaal bij elke lichtstraal op de juiste plek en in de juiste richting.

Als je het netjes gedaan hebt, snijden de 3 normalen in de driehoek in één punt.

b. Noem dit punt P in je tekening.

Bespreken huiswerk vorige week

1.2 Doe es normaal!

Neem de driehoek hiernaast nauwkeurig over.
De driehoek is 8 hokjes breed en 3 hokjes hoog. 

Teken ook de 3 gegeven lichtstralen op de plek zoals in de tekening. De linker lichtstraal ligt op 3/4 van een hokje. De onderste lichtstraal raak de driehoek op hoekje 3, en de richting is 2 opzij, 1 omhoog.

a.

Teken de normaal bij elke lichtstraal op de juiste plek en in de juiste richting.

Als je het netjes gedaan hebt, snijden de 3 normalen in de driehoek in één punt.

b. Noem dit punt P in je tekening.

Antwoorden huiswerk vorige week

Herhaling: Lichtbreking van lucht naar een stof

1

met het grensvlak.

Herhaling: Lichtbreking van een stof naar lucht

1

met het grensvlak.

Brandpunt - F

1

Lichtbreking van perspex naar lucht

1

2

3

4

Voorbeeld 1: lichtbreking tekenen

1

2

Brekingswet van Snellius

1

2

4

3

Lichtbreking van lucht naar water?

Pak je rekenmachine!

Sinus op je rekenmachine

Van een getal naar aantal graden

Van aantal graden naar een getal

sin(30)=.....

sin(∠....)=0,5

* krijg je andere getallen in je rekenmachine. Dan zijn de instellingen fout.

druk 2x op 'mode' en dan op het cijfer 1

sin(30)=0,5

sin​−1​​(0,5)=30

Voorbeeld 2: Bereken en teken hoek i

1

2

Uitwerking voorbeeld 2

1

2

Voorbeeld 3: Bereken en teken hoek r

1

2

Uitwerking voorbeeld  3

1

2

Opdracht 4: Welke stof?

1

2

Uitwerking voorbeeld  4

1

2

20°

Voorbeeld 5: Bereken en teken hoek r

1

2

Uitwerking voorbeeld  5

1

2

Voorbeeld  6: Welke stof?

1

2

Uitwerking voorbeeld  6

1

2

Je kunt hier je foto's van de gemaakte voorbeelden inleveren.

Samenvattend

Iedere stof heeft een brekingsindex, dit is een stofeigenschap en is dus altijd constant bij die specifieke stof. 

De brekingsindex heeft het symbool n.

Het getal heeft geen eenheid

Dus bijvoorbeeld

Glas :   n = 1,51

* deze tabel hoef je niet uit je hoofd te leren

Samenvattend

Je kunt met behulp van de formule de hoeken berekenen.

Samenvattend

De formule moet je kunnen omschrijven om 1 van de onderdelen uit te rekenen.

n​1​​=​sin(i)​​n​2​​⋅sin(r)​​

n​2​​=​sin(r)​​n​1​​⋅sin(i)​​

i=sin(​n​1​​​​n​2​​⋅sin(r)​​)

−1

r=sin(​n​2​​​​n​1​​⋅sin(i)​​)

−1

Lever hier een foto van je aantekeningen / samenvatting van deze LessonUp in.

Verwerkingsopgaven 2. Lichtbreking deel 2

Rond je (eind)antwoord af op hele graden, tenzij anders vermeld. Rond brekingsindexen af op 2 decimalen.

Gebruik het stappenplan:
 

Uitwerkingen 

Verwerkingsvragen

Dit is Huiswerk

In SOM vind je wanneer je dit precies moet af hebben

De groene vragen zijn optioneel

2.1 Oefenen met de wet van Snellius

a. Een lichtstraal valt met een hoek van inval van 25° op een overgang van lucht naar glas. Bereken de hoek van breking.

b. Nadat een lichtstraal een overgang van diamant naar lucht heeft gemaakt, is de hoek van breking 67°. Bereken de hoek van inval.

c. Een lichtstraal breekt vanuit lucht naar een onbekende stof. De hoek van inval is 35°, de hoek van breking is 26 °. Naar welke stof is de lichtstraal gebroken?

d. Een lichtstraal breekt vanuit een onbekende stof naar kwartglas. De hoek van inval is 36°, de hoek van breking in het kwartsglas is 31°. Wat is de onbekende stof?

n​1​​sin(i)=n​2​​sin(r)

Gebruik de formules in je berekening

tip: schrijf eerst de gegevens netjes op

tip: bekijk de video nog eens

Beantwoord hier opdracht 2.1, schrijf in je schrift en maak een foto
Geef je berekening met formules

2.1 Antwoorden

a.

b.

c.

d.

formule

gegevens

n1 = 1 (lucht)

n2 = 1,51 (glas)

i = 25 °

berekening

r = sin-1 (0,27…) = 16°

resultaat

r =  16°

sin(r)=​n​2​​​​n​1​​⋅sin(i)​​

sin(r)=​1​​1,51⋅sin(25)​​=0,27

formule

gegevens

n1 = 2,42 (diamant)

n2 = 1 (lucht)

r = 67 °

berekening

i = sin-1 (0,38…) = 22°

resultaat

i = 22°

sin(i)=​n​1​​​​n​2​​⋅sin(r)​​

sin(i)=​2,42​​1⋅sin(67)​​=0,38

formule

gegevens

n1 = 1 (lucht)

i = 35 °

r = 26 °

berekening

resultaat

n2 = 1,31 dus de stof is ijs

n​2​​=​sin(r)​​n​1​​⋅sin(i)​​

n​2​​=​sin(26)​​1⋅sin(35)​​=1,31

formule

gegevens

n2 = 1,55

i = 36 °

r = 31 °

berekening

resultaat

n1 = 1,36 dus aceton of alcohol

n​1​​=​sin(i)​​n​2​​⋅sin(r)​​

n​1​​=​sin(36)​​1,55⋅sin(31)​​=1,36

2.2 Breking bij een driehoek

Een lichtstraal valt vanuit lucht op een driehoekig stuk ijs, waarbij de gebroken lichtstraal in het glas horizontaal loopt. Zie de tekening.

a. Neem de tekening nauwkeurig over (let op de coördinaten).
b. Teken de normaal aan de linker- en aan de rechterkant van de driehoek.

c. Meet de hoek van breking links. 

d. Bereken de hoek van inval links, en teken de invallende lichtstraal.

e. Meet de hoek van inval rechts (in het glas).

f. Bereken de hoek van breking rechts.

n​1​​sin(i)=n​2​​sin(r)

Beantwoord hier opdracht 2.2, schrijf in je schrift en maak een foto

2.2 Antwoorden

a. –

b. Zie tekening (stippellijnen)

c. Opmeten geeft r = 18 ° (+/- 2 °)

d. 

 e. Opmeten geeft i = 45 ° (+/- 2 °)

f.

formule

gegevens

n1 = 1 (lucht)

n2 = 1,31 (ijs)

r = 18 °

berekening

i = sin-1 (0,47…) = 24°

resultaat

i = 24°

getekend in de figuur

sin(i)=​n​1​​​​n​2​​⋅sin(r)​​

sin(i)=​1​​1,31⋅sin(18)​​=0,47

formule

gegevens

n1 = 1,31 (ijs)

n2 = 1 (lucht)

i = 45 °

berekening

r = sin-1 (0,93…) = 68°

resultaat

r =  68°

getekend in de figuur

sin(r)=​n​2​​​​n​1​​⋅sin(i)​​

sin(r)=​1​​1,31⋅sin(45)​​=0,93

2.3 Grenshoek

Wanneer er breking van de normaal af plaatsvindt, kan er iets speciaals gebeuren.

a. Bij welke overgang vindt er breking van de normaal af?

b. Hoe groot kan de hoek van breking maximaal worden (in het algemeen)?

c. Bereken de hoek van inval bij een overgang van glas naar lucht, wanneer de hoek van breking zijn maximale waarde (zie b.) heeft.

d. Wat zou er gebeuren als je de hoek van inval groter maakt?
Controleer eventueel met de applet.

e. Probeer de hoek van breking van lucht naar glas te berekenen met i = 50°.

f. De maximale hoek van inval noemen we de 'grenshoek'. Verklaar deze term.

Beantwoord hier opdracht 1.3, schrijf in je schrift en maak een foto