§1: Lichtbreking
Een dunne lichtbundel - een lichtstraal - beweegt langs een rechte lijn totdat die een grensvlak tegenkomt. 0p het grensvlak verandert de lichtstraal van richting (lichtbreking).
De normaal: gestippelde lijn, loodrecht op het grensvlak. De hoek tussen de invallende lichtstraal en de normaal is de hoek van inval (∟i). De hoek tussen de uittredende lichtstraal en de normaal is de hoek van breking (∟r).
- Bij de overgang van lucht naar perspex breekt de lichtstraal naar de normaal toe: is ∟r dan kleiner dan ∟i.
- Bij de overgang van perspex naar lucht breekt de lichtstraal van de normaal vandaan: ∟r is groter dan ∟i.
- Lichtstralen die loodrecht op het perspex vallen, veranderen niet van richting.
Het verband tussen ∟i en ∟r kun je onderzoeken met een halfronde perspexschijf. Een lichtstraal wordt door zo’n schijf gebroken. De breking bij de overgang van lucht naar perspex kun je meten door de hoek van inval te veranderen en telkens ∟i en ∟r af te lezen. Aan de ronde kant van het perspex is ∟i = 0⁰ en wordt de lichtstraal dus niet gebroken.
Je de lichtstraal ook eerst op de ronde kant van de perspex schijf baten vallen. Dan meet je de breking bij de overgang van perspex naar lucht. Het resultaat van de metingen staan in een tabel. Let erop dat de waarden van ∟i en ∟r in de tabel ‘omgewisseld’ lijken te zijn. Er is een belangrijk verschil: in de tabel stopt de rij meetresultaten een hoek 90⁰.
Als één van de hoeken groter is dan 90⁰, wordt de lichtstraal niet meer gebroken maar volledig teruggekaatst. In dat geval geldt de spiegelwet:
∟i = ∟t
De hoek van inval waarbij de hoek van breking gelijk is aan 90⁰, heet de grenshoek. Als de hoek van inval kleiner is dan of is aan de grenshoek, dan wordt de lichtstraal gebroken. Als de hoek van inval groter is dan de grenshoek, dan wordt die lichtstraal aan het grensvlak teruggekaatst en gaat terug het glas in.
Je kunt met een lens een evenwijdige bundel zonlicht concentreren in één punt. Voor de lens lopen de lichtstralen evenwijdig aan de hoofdas. Dat is de lijn die door het midden van de lens loopt, loodrecht op de lens. Na de lens bewegen de lichtstralen naar elkaar to en komen samen in één punt: het brandpunt.
Het brandpunt wordt aangegeven met de letter F (van focus, het Latijnse woord voor ‘haard, vuur, gloed'). De afstand tussen het midden van de lens en het brandpunt F heet de brandpuntsafstand f. De brandpuntsafstand n belangrijke eigenschap van een lens. Hoe kleiner de brandpuntsafstand, des te sterker breekt de lens het licht.
Een lens is vereenvoudigd tot twee prisma's (driehoekige stukken glas) en één rechthoek. De prisma's breken een lichtstraal twee keer: de eerste keer naar de normaal toe, de tweede keer bij de normaal vandaan. Daardoor wordt de lichtstraal naar de hoofdas toe afgebogen. De lichtstraal die op het middelste deel van de 'lens valt, rechtdoor. Verderop komen de drie getekende lichtstralen samen in brandpunt.
Wet van Snellius :
n = Sin i/ sin r
Sin r = sin I/n
Sin I = n x sin r
i = inval
r = breking
n = brekingsindex
Hoe groter n, hoe sterker het licht wordt gebroken.
§2: Lenzen
Positieve of bolle lenzen zijn in het midden dikker dan aan de rand. Een positieve lens maakt van een evenwijdige bundel licht een convergente bundel. De lens buigt de lichtstralen naar de hoofdas toe en werkt dus convergerend (van het Latijnse com = ‘samen’ en vergere = neigen). Hoe boller de lens, des te sterker is de convergerende werking.
Negatieve of holle lenzen zijn in het midden dunner dan aan de rand. Een negatieve lens buigt de lichtstralen af naar buiten en werkt divergerend (dis betekent in het Latijn ‘uiteen'). Een evenwijdige bundel zonlicht voor de lens wordt een divergente bundel na de lens.
In de bioscoop maakt de lens van de filmprojector een afbeelding van de film op het scherm. Een lens in de camera beeldt de wereld voor de lens verkleind af op een lichtgevoelige beeldchip. En de lens in je oog maakt een afbeelding op je netvlies.
Met een positieve lens kun je dus een vergroot of verkleind beeld van een voorwerp maken. Als je een foto neemt, valt er licht van het voorwerp op de lens. De lens zorgt ervoor dat het licht uit een punt L van het voorwerp ook weer in één punt B van het beeld bij elkaar komt. Die punten noem je het voorwerpspunt L en het beeldpunt B. Een foto bestaat uit miljoenen van zulke beeldpunten. Een foto is scherp als de beeldpunten heel klein zijn en elkaar niet overlappen. Bij een onscherpe foto is elk beeldpunt een cirkeltje en overlappen die cirkeltjes elkaar gedeeltelijk.
Met een tekening op schaal kun je uitzoeken waar het beeld achter de lens ontstaat. Dat noem je: het beeld construeren. Je gebruikt daarvoor constructiestralen waarvan je precies weet hoe ze lopen. Deze stralen beginnen in een handig gekozen punt van het voorwerp (waar in werkelijkheid miljoenen lichtstralen vandaan komen):
- Constructiestraal 1 loopt vóór de lens evenwijdig aan de hoofdas en gaat na de lens door het brandpunt F.
- Constructiestraal 2 gaat door het midden van de lens en verandert dus niet van richting.
De samenvatting gaat verder na deze boodschap.
Verder lezen
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden
V.
V.
Hoi, het is een goede samenvatting, wel heel lang. Thanks!!
7 jaar geleden
Antwoorden..
..
heel goed en handig sammenvatting, alleen wat spellingsfouten
7 jaar geleden
Antwoorden