Hoofdstuk 3 Licht en Beeld

Natuurkunde

3.1
Rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo & violet heten samen het spectrum. Met een prisma kun je dat gemakkelijk na maken.

Voordat rood komt heb je eerst infrarood (IR) en na violet heb je ultraviolet (UV) in het spectrum. IR is warmte, dus niet te zien. Met een IR camera heb je warme lichte plekken en koude donkere plekken. In een afstandsbediening en in een bewegingsmelder zit ook IR.

UV kun je niet zien en voelen. Je kunt er wel bruiner van worden. Door te veel UV kan je huid ook rood worden.

Voorwerpen kunnen licht doorlaten, terugkaatsen of opnemen. Een ruit laat door, een spiegel kaatst terug en een donkere broek neemt op. Opnemen noem je ook wel adsorberen. Het opgenomen licht wordt warmte.

Als er wit licht op een blauw shirt schijnt dan wordt het blauwe licht terug gekaatst. De overige kleuren worden geadsorbeerd. Alleen het blauwe licht zie je. Als er rood licht op geschenen word dan neemt het blauwe shirt het op. Het shirt lijkt donkerder.

Witte voorwerpen nemen geen warmte op. Ze kaatsen alles terug. Zwarte voorwerpen nemen veel warmte op. Ze kaatsen niets terug.

Bloemen hebben felle kleuren om insecten aan te trekken. Bijvoorbeeld paarden die zien maar 1 kleur, groen. Zo kunnen ze makkelijk hun eten vinden, zelfs op grote afstand. De juiste kleur maakt dingen aantrekkelijk.

3.2
Licht kan niet buigen. Lichtstralen volgen rechte lijnen. Een lichtbundel zijn meerdere lichtstralen samen. Lichtbundels kunnen divergerend, convergerend of evenwijdig zijn. Convergerend: De lichtstralen gaan naar elkaar toe. Divergerend: De lichtstralen gaan uitelkaar. Evenwijdig: De lichtstralen gaan recht vooruit. Schaduw ontstaat doordat iets het licht tegenhoud. Dat maakt de plek donker waar geen licht komt. Het licht wordt opgenomen of teruggekaatst. Je hebt ook een kernschaduw en een halfschaduw.

Een half schaduw kan ook ontstaan door een soort tl-buis.  Als de maan in de schaduw van de aarde komt dan is de maan helemaal donker. Dat noemen we ook wel een maansverduistering. De zon, aarde en de maan staan dan in 1 lijn. In de kernschaduw is een totale verduistering in de half schaduw is de maan nog wel zichtbaar. Vanaf de aarde staat de maan precies voor de zon. De schaduw van de maan valt op de aarde. Alleen een klein stukje maar. Zonsverduisteringen zijn heel zeldzaam.

3.3
Doorzichtige stoffen laten licht door. Op het grensvlak van 2 verschillende stoffen kan opeens de richting van de lichtstralen veranderen. Dat noem je lichtbreking. Dat kan alleen als de lichtstraal in een hoek of schuin gaat in de overgang.

Lenzen zijn holle of bolle stukjes glas. Bij de overgang van lucht naar glas komt lichtbreking. En anders om ook weer. Op die manier verandert de lens de richting van de lichtstralen.

Bolle lenzen zijn positieve lenzen. Die buigen lichtstralen af naar 1 punt aka het brandpunt (F). Bolle lenzen hebben een convergerende werking. Hoe boller de lens hoe kleiner de brandpuntafstand (f). Een lens met een met een kleine brandpuntafstand is sterker dan een lens met een grotere. De afstand tussen het voorwerp en de lens noem je voorwerpafstand (v). De afstand tussen het beeld op bijvoorbeeld tv noem je beeldafstand (b). Holle lenzen zijn negatieve lenzen. Die werken divergerend. Daarmee kun je geen beeld op een scherm projecteren.

Hoe construeer je het beeld bij een positieve lens?

1. Teken een horizontale lijn. De hoofdas
2. Teken een verticale lijn midden op de hoofdas, dit is de positieve lens. Zet er een + boven
3. Teken beide brandpunten aan weerzijden van de lens
4. Teken een voorwerp voor de lens
5. Teken de constructiestralen 1 en 2
6. Het snijpunt van de 2 lichtstralen is het beeldpunt. Op deze plaats is een scherp beeld te zien
7. Je tekent hier het hele beeld. In de tekening hiernaast is het beeld groter dan het voorwerp. Het beeld van een bolle lens staat op de kop.

Met een bolle lens kun je vergrote of verkleinde beelden maken. Vergroting geef je aan met N.

                         Grootte van het beeld 

Formule:  N=  Grootte van het voorwerp

Als N kleiner is dan 1, dan is het beeld een verkleining.

3.4
Het licht dat op je oog valt gaat door het hoornvlies en daarna door de ooglens. Daarna op het netvlies. Op het netvlies zitten lichtgevoelige cellen. Valt daar licht op, dan geven ze via de oogzenuw een signaal aan de hersenen. In de hersenen worden deze signalen samengevoegd tot 1 beeld.

De iris regelt de grootte van de pupil. Als er te veel licht is trekt de iris samen. De pupil wordt kleiner en er kan minder licht door. Als er weinig licht is ontspant de iris zich. De pupil wordt dan groter. Dan kunnen meer lichtstralen in je oog komen.

Om scherper beeld te krijgen verandert de ooglens van vorm. Als je naar iets in de verte kijkt dan wordt je ooglens platter. Als je kijkt naar iets dat dichterbij is dan wordt je ooglens boller. Het veranderen heet commoderen.

Bijziend betekent dat je dingen in de verte minder goed ziet. Dat komt als je ooglens te sterk convergeert. Dus de lens is te bol. Dan krijg je geen beeld op je netvlies, maar daarvoor. Een holle of negatieve lens kan dit verhelpen. Die hebben een divergerende werking. Als je verziend bent dan kan je voorwerpen en teksten van dichtbij niet lezen, maar alles van veraf wel. Dat komt doordat de lens dan niet bol genoeg is. Daartegen helpen bolle of positieve lenzen. Die hebben een convergerende werking.

Fresnellenzen zijn lenzen die in vuurtorens zitten. Die zijn niet te zwaar. Ze worden heel speciaal gemaakt. Het glas in de koplamp van de auto lijkt erop. Ze worden speciaal bol geslepen en daardoor wordt het licht naar de zijkanten en naar beneden gericht.