H6.1 B2TH Licht en schaduw

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

• Je schrift 
• Pen en potlood
• Liniaal/geodriehoek 

Pak alvast:

Wat gaan we deze les doen?

1. Introductie: Licht
2. Uitleg: H6.1 Licht en schaduw
3. Demo - schaduw
4. Maak: opdracht 1 t/m 13
   

Deze les

• Natuurlijke en kunstmatig lichtbronnen
• Lichtstralen tekenen
• Diffuus licht
• Kernschaduw en halfschaduw tekenen
• Direct en indirect licht

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 voorbeelden noemen van een natuurlijke en een kunstmatige lichtbron.

Lichtbronnen

• Natuurlijke lichtbronnen: de zon en de sterren
• Kunstmatige lichtbronnen: door de mens gemaakt

Doel: demonstreren wat een spectrum is.

Nodig: overheadprojector, scherm, rechtziend prisma, statief, masker (stuk karton waarin een smalle spleet gesneden is: 25 cm lang en 1 cm breed), kleurenfilters.

Uitvoering: Leg het masker op de projector. Beeld de spleet zo scherp mogelijk op het scherm af. Plaats met behulp van het statief een rechtziend prisma vlak onder de lens. Op het scherm is nu een redelijk lichtsterk spectrum te zien.

Leg achtereenvolgens een rood, groen, blauw en geel filter op de spleet in het masker. Vraag de leerlingen wat ze zien. Bespreek ten slotte wat deze proef precies aantoont.

Je kunt lichtstralen schematisch tekenen

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 (figuur 2). 
• 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 uitleggen wat er gebeurt als licht diffuus teruggekaatst wordt.

Voorwerpen zien die zelf geen licht geven

• De meeste dingen om je heen geven zelf geen licht. 
• Je kunt ze alleen zien wanneer ze verlicht worden. Het licht dat op het voorwerp valt, wordt dan diffuus (in alle richtingen) teruggekaatst (figuur 3). 
• Je ziet het voorwerp wanneer een deel van dit teruggekaatste licht in je ogen terechtkomt.
• De maan geeft zelf geen licht. 
• Je kunt de maan zien doordat die het licht van de zon weerkaatst.

Je kunt de schaduw van een voorwerp tekenen.

Schaduwbeelden maken

DEMO

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

• 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 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.

Kernschaduw en halfschaduw

• Als een voorwerp door één kleine lamp wordt verlicht, krijg je een duidelijk schaduwbeeld. 
• Als een voorwerp door twee lampjes 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. Het licht van de twee lampjes kan hier niet komen.
• 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. 

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 en indirect licht uitleggen. (EXTRA)

EXTRA Direct en indirect licht

• Direct licht wil zeggen dat het licht rechtstreeks van de lichtbron naar het werkvlak beweegt.
• Dit is geschikt voor werkvlakken die je goed moet zien.

• Direct licht is  ‘hard’ en te zakelijk. 

• Sfeerverlichting moet de hele ruimte ‘zacht’ verlichten, zonder felle lichtplekken en diepe schaduwen. Dat kun je bereiken door indirect licht te gebruiken.

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.

Aan de slag

1. Introductie: Licht
2. Uitleg: H6.1 Licht en schaduw
3. Demo - schaduw
4. Maak: opdracht 1 t/m 12 -> maak eerst opdracht 6 t/m 9!

Schrijf 3 dingen op die je deze les hebt geleerd.

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