Optica 1

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

CHECK-IN

licht gaat in rechte lijnen

week	les 1 (woensdag)	les 2 (vrijdag)
20	O1	O2
21	O3	O4
22	O5 + toets bespreken	PO
23	PO	TV Optica
24	Herh H5	Herh H6
25	TV	TV

Leerdoelen

Aan het eind van de les kun je:

• beschrijven wat rechtlijnige voortplanting van licht is;

• uitleggen wat het verschil is tussen diffuse en spiegelende weerkaatsing;

• beschrijven wat verstrooiing, absorptie, transmissie en breking van licht is;

• uitleggen wat diffuse weerkaatsing van een voorwerp te maken heeft met het zien ervan;

• uitleggen wat beeldvorming is en aan de hand van divergente en convergente lichtbundels

toelichten hoe beeldvorming in het oog plaatsvindt;

• uitleggen waar en wanneer een scherp beeld ontstaat.

Lichtbronnen

rIn de kindertekening van de zon (figuur O.1a) zie je rechtlijnige voortplanting van zonlicht

terug, maar de tekening bevat natuurkundig gezien ook ‘fouten’. Lichtstralen beginnen bij de

bron en lopen veel verder door dan ze zijn getekend. Bovendien lijken alle lichtstralen vanuit

het middelpunt te komen: het lijkt dus alsof de zon een puntvormige lichtbron is, maar is een uitgebreide lichtbron

Omdat de zon ver weg staat, komen de lichtstralen die uit één punt van de zon

vertrekken vrijwel evenwijdig op aarde aan (figuur O.2a). Daardoor lijkt je schaduw scherp. Als je nauwkeurig naar de randen van je schaduw kijkt, zie je dat dat niet waar is.

De lichtstralen vanaf de ene kant van de zonneschijf naar de aarde maken een hoek van ongeveer 0,5° met

de lichtstralen die vanaf de andere kant van de zonneschijf komen (figuur O.2b).

DE ZON

De zon is een  ............................ , niet  ............................

maar uitgebreid.

 

KIES UIT:

Lichtbron

Tussenstof

Puntvormig

Convergent

DE ZON (vervolg)

Zonlicht gaat via ............................ door de ruimte. In de ruimte heerst vacuüm, dus blijkbaar heeft licht geen ............................ nodig

KIES UIT:

Lichtbron

Tussenstof

Rechtlijnige voorplanting

Lucht

Het zonlicht valt op de wolken. Vanuit een vliegtuig is het hele wolkendek zichtbaar. Hierbij treedt dus ............................ op. Doordat de wolken een deel van het licht ............................, verdampt een deel van de waterdruppeltjes in de wolken.

Diffuse weerkaatsing 

Afbeelden

Selectieve weerkaatsing

Absorberen

een voorwerp dat diffuus weerkaatst, kun je van alle kanten zien.

Vraag

Waarom is het op een bewolkte dag donkerder aan het oppervlak?

Een deel van het licht dat vanaf de zon op de wolken valt, weerkaatst de ruimte in en bereikt daardoor niet de aarde. Een ander deel dringt de wolk binnen en verstrooit daar: door weerkaatsing tegen kleine waterdruppeltjes gaat ook daarvan een deel naar boven en dus niet naar het aardoppervlak.

Tot slot absorberen de waterdruppeltjes een deel van het licht: ook dat deel bereikt het aardoppervlak niet.

in tegenstelling tot een spiegel die licht slechts in 1 richting reflecteert

Het lijkt alsof de kerk onder plas zit.

De meeste voorwerpen weerkaatsen licht deels diffuus en deels spiegelend

1. links is diffuse weerkaatsing en rechts spiegelend
2. rechts is diffuse weerkaatsing en links spiegelend
3. beide zijn diffuus
4. beide zijn spiegelend

Bij diffuse weerkaatsing (figuur links) wordt licht in alle richtingen gereflecteerd, bij spiegelende weerkaatsing slechts in één richting (figuur rechts).

Opdracht 

Maak een zelfportret waarbij je  voor een muur staat. Aan de muur hangt een spiegel. 

Construeer de spiegel zodat je jezelf van top tot teen kunt zien.

licht komt in je oog, dus pijlen naar je oog.

je hebt het spiegelbeeld achter de spiegel nodig om te weten waar lichtstraal vandaan komt

Dichterbij spiegel staan, wat dan? maakt niet uit

hoe heet dit verschijnsel?

Breking

Als licht van de ene naar de andere stof gaat, kan het van richting veranderen.

Het ene materiaal

breekt het licht meer dan het andere: water breekt licht minder sterk dan glas en glas weer

minder sterk dan diamant. Breking is ook afhankelijk van de invalshoek.

bolle lens

holle lens

De ooglens breekt het licht van de divergente bundel tot een convergente bundel. De ooglens

kan de brekende werking daarbij zó aanpassen dat de convergente bundel precies samenkomt

in één punt op het netvlies. Dit is een op de achterkant van het oog gelegen laag met miljoenen

zintuigcellen. Eén punt op de wand komt dus overeen met één punt op het netvlies. Zie figuur

O.7. Het punt op de wand noem je het voorwerpspunt, het punt op het netvlies het beeldpunt.

De wand bestaat uit vele voorwerpspunten die licht diffuus weerkaatsen. Bij elk voorwerpspunt

hoort op het netvlies precies één beeldpunt. Op het netvlies ontstaat zo een

scherp beeld van het voorwerp. Je noemt dit beeldvorming. Een beeld is alleen scherp

als de lichtstralen precies op het netvlies bij elkaar komen. Is dat niet het geval, dan zie je

onscherp. Het beeld ligt dan niet op het netvlies, maar ervoor of erachter

Boven en onder zijn verwisseld. Zijn links en rechts ook verwisseld?

1. ja
2. nee

Vraag

Je kijkt eerst naar je schrift en daarna naar het bord.

Leg uit in welke situatie je ooglenzen de divergente bundels

het sterkst moeten breken. Maak eventueel gebruik van een

schets.

Als je naar het bord (B) kijkt, is het voorwerpspunt ver weg. Het kegelvormig lichtbundeltje is dan veel langer en de hoek tussen de lichtstralen kleiner dan in de situatie dat je naar je schrift (S) kijkt. In beide situaties ligt het beeldpunt even ver achter de lens, want aan de diameter van de oogbol verandert niets.

In de situatie van het schrift knikken de lichtstralen meer dan in de situatie van het bord. De ooglens moet bij het kijken in het schrift de lichtstralen dus het sterkst breken.

Fotocamera

Ook met een fotocamera (figuur O.8) kun

je een voorwerp afbeelden. Net als bij het

oog maakt de cameralens een omgekeerd

beeld. Dit beeld kun je vastleggen op een

beeldchip, die zich achter in de camera

bevindt; de beeldchip is te vergelijken met

het netvlies.

AHW

Maak opdracht 1, 3, 7, 8 en 9.

Afsluiting

Je kunt nu:

• beschrijven wat rechtlijnige voortplanting van licht is;

• uitleggen wat het verschil is tussen diffuse en spiegelende weerkaatsing;

• beschrijven wat verstrooiing, absorptie, transmissie en breking van licht is;

• uitleggen wat diffuse weerkaatsing van een voorwerp te maken heeft met het zien ervan;

• uitleggen wat beeldvorming is en aan de hand van divergente en convergente lichtbundels

toelichten hoe beeldvorming in het oog plaatsvindt;

• uitleggen waar en wanneer een scherp beeld ontstaat.

Huiswerk: opdracht 3, 7, 8 en 9