Hoofdstuk 6 Licht - Paragraaf 6.3 - Spiegelbeelden

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 2

6.3 Spiegelbeelden

Leerdoelen

6.3.1 Je kunt uitleggen wat een spiegelbeeld is.

6.3.2 Je kunt de spiegelwet beschrijven.

6.3.3 Je kunt op twee manieren een teruggekaatste lichtstraal tekenen.

6.3.4 Je kunt het spiegelbeeld tekenen van een voorwerp.

Introductie

Als zonlicht op een vel wit papier of op een spiegel valt, wordt het voor meer dan 90% teruggekaatst. Bij het vel wit papier is die terugkaatsing diffuus. Het weerkaatste zonlicht beweegt alle kanten op. Bij een spiegel wordt het licht juist heel gericht teruggekaatst. Daardoor kun je je gezicht wel zien in een spiegel, maar niet in een vel wit papier.

Spiegels

Een spiegel bestaat uit een glasplaat, waartegen een dun laagje aluminium of zilver is aangebracht. Licht passeert het glas, en wordt vervolgens teruggekaatst door het laagje metaal daaronder. Doordat het metaaloppervlak heel glad en vlak is, is de terugkaatsing spiegelend: het licht wordt gericht teruggekaatst en niet alle kanten op, zoals bij diffuse terugkaatsing (figuur 1).

Wat is het verschil tussen spiegelende terugkaatsing en diffuse terugkaatsing?

Als je in een vlakke spiegel kijkt, zie 

je je spiegelbeeld achter de spiegel (

figuur 2). Het spiegelbeeld heeft zelfs 

diepte: het lijkt echt achter de spiegel 

te liggen. Kijk maar eens naar je hand, 

als je een spiegel vasthoudt en dan 

naar het beeld van je gezicht. Je voelt 

dat je ogen zich steeds anders moeten

 instellen. Het spiegelbeeld is verder 

weg dan je hand. 

Er is een opvallend verschil tussen de ‘spiegelwereld’ en de wereld voor de spiegel: voor en achter zijn omgedraaid. Dat merk je als je een woord bekijkt via een spiegel. Je ziet het woord dan in spiegelschrift, omdat je het woord eigenlijk vanaf de achterkant probeert te lezen. Dit is hetzelfde als wanneer je het vel papier tegen het licht houdt en dan de tekst vanaf de achterkant probeert te lezen. Omgekeerd werkt het ook: als je een tekst in spiegelschrift via een spiegel bekijkt, zien de letters er weer normaal uit.

Is de bewering juist of onjuist?
Ron zegt: "Bij een spiegel worden links en rechts omgekeerd."

1. juist
2. onjuist

De spiegelwet

In de tekening van figuur 3 zie je hoe een vlakke spiegel een evenwijdige smalle lichtbundel terugkaatst. Omdat je zo’n lichtbundel kunt tekenen als één lichtstraal, zeg je in plaats van ‘evenwijdige, smalle lichtbundel’ meestal kortweg ‘lichtstraal’.

Op de plaats waar de lichtstraal de spiegel raakt, is een lijn getekend die loodrecht op de spiegel staat: de normaal (of loodlijn). De hoek tussen de invallende lichtstraal en de normaal heet de hoek van inval (∠ i). De hoek tussen de teruggekaatste lichtstraal en de normaal heet de hoek van terugkaatsing (∠ t).

Is de bewering juist of onjuist?
Bashar zegt: "Als zonlicht op een spiegel valt, wordt het licht in één richting teruggekaatst.

1. juist
2. onjuist

Bij terugkaatsing door een spiegel geldt altijd:

hoek van inval = hoek van terugkaatsing

of in symbolen:

∠ i = ∠ t

Hierin is:

∠ i de hoek van inval in graden (°);

∠ t de hoek van terugkaatsing in graden (°).

Deze regel wordt de spiegelwet genoemd.

Met de spiegelwet kun je tekenen hoe een lichtstraal door de spiegel teruggekaatst wordt (figuur 4):

1 Leg je geodriehoek zoals in de tekening.

2 Teken de normaal. De normaal staat altijd loodrecht op het vlak van inval (de spiegel).

3 Lees de hoek van inval af.

4 Leg je geodriehoek nu langs de andere kant van de normaal.

5 Pas de spiegelwet toe en zet de hoek van terugkaatsing uit.

6 Teken de teruggekaatste lichtstraal.

Het spiegelbeeld tekenen

In figuur 5 is een lampje getekend dat voor een spiegel staat. De teruggekaatste lichtstralen lijken uit een punt te komen dat achter de spiegel ligt. Als je in de spiegel kijkt, zie je daar het spiegelbeeld van het lampje.

Het spiegelbeeld bevindt zich even ver achter de spiegel als het voorwerp ervoor. Je kunt als volgt de plaats van het spiegelbeeld vinden (figuur 6):

1 Kies een willekeurig punt L van het voorwerp.

2 Leg je geodriehoek neer zoals in de tekening.

3 Teken het beeldpunt B zo dat B even ver achter de spiegel ligt als L ervoor.

Op deze manier kun je het spiegelbeeld van elk punt van het voorwerp bepalen. Nummer de punten van het voorwerp: L1, L2, L3, enzovoort. Nummer de punten van het beeld: B1, B2, B3 enzovoort. Als een punt niet recht voor de spiegel ligt, mag je de spiegel in je tekening verlengen om het beeldpunt te kunnen vinden.

In de afbeelding zie je hoe een spiegel een lichtstraal gericht terugkaatst.
Welke hoek is de hoek van terugkaatsing?

1. hoek A
2. hoek B
3. hoek C
4. hoek D

De teruggekaatste lichtstraal tekenen

Als je wilt tekenen hoe een spiegel het licht van een lichtbron L terugkaatst, hoef je niet de spiegelwet te gebruiken. Meestal is het eenvoudiger om eerst het beeldpunt B van de lichtbron te tekenen. Daarna kun je gebruikmaken van het feit dat de teruggekaatste lichtstralen uit het punt B lijken te komen.

In figuur 7 zie je een tekening waarin een willekeurige lichtstraal door een spiegel wordt teruggekaatst. Om zo’n tekening te maken, teken je eerst het beeldpunt van L. Dit is het punt B. Daarna trek je vanuit B de lijn l: eerst onderbroken achter de spiegel, daarna als doorgetrokken lijn voor de spiegel. Het doorgetrokken gedeelte voor de spiegel is de teruggekaatste lichtstraal.

home.kpn.nl

Opdrachten maken

Wat: lees paragraaf 6.3

Hoe: helemaal stil! muziek mag in! 

Hulp: Geen 

Tijd:  ???? minuten lang 

Huiswerk: opgave 1 tm 10 van paragraaf 6.3

Klaar?: ga bezig met een ander vak!