Hoofdstuk 3, paragraaf 2 t/m 6

§3.2

Een spectrum is de verzameling van alle kleuren licht, die een lichtbron uitzendt. Behalve de kleuren van rood tot en met violet bevat een spectrum ook de voor ons onzichtbare UV-straling en IR-straling.

Licht is het zichtbare deel van straling en wordt door de meeste voorwerpen in alle richtingen teruggekaatst = diffuse reflectie en kan in ons oog terechtkomen zodat wij het voorwerp kunnen zien.

Een voorwerp heeft een bepaalde kleur als het enkele kleuren licht uit het spectrum weerkaatst en andere absorbeert. Een filter is een voorwerp dat maar één kleur licht doorlaat.

Licht kan worden tegengehouden door een ondoorzichtig voorwerp. Het gebied achter dat voorwerp bevindt zich in de schaduw. Het gebied waar helemaal geen licht komt is de kernschaduw. En waar wel wat licht komt, heet de halfschaduw.

§3.3

Een lens heeft meestal een cirkelvormige omtrek en daarom dus ook een diameter (de hoogte van de lens). De lens heeft ook een middelpunt, namelijk het optisch midden O. Loodrecht op de lens en door O loopt de hoofdas van de lens.

Een beeld is een scherpe afbeelding van een voorwerp. De afstand tussen het voorwerp en de lens heet de voorwerpsafstand v. En de afstand tussen de lens en het beeld heet de beeldafstand b.

Een divergente bundel, afkomstig van één punt van een voorwerp, wordt door een bolle lens, door de convergerende werking samengebracht in één punt: een beeldpunt. Alle beeldpunten samen vormen het beeld. Een lichtstraal die door het optisch midden O gaat wordt niet gebroken.

Vergelijk je een voorwerp vóór de lens met zijn beeld erachter, dan zie je dat:
- de kleuren hetzelfde zijn
- onder & boven en links & rechts verwisseld zijn
- de grootte meestal anders is dan de grootte van het voorwerp

§3.4

Als je met een bolle lens een beeld maakt, geldt:
- bij een grote v hoort een kleine b en een kleine vergroting (een klein beeld)
- bij een kleine v hoort een grote b en een grote vergroting (een groot beeld)
- bij een andere lens hoort bij een bepaalde v een andere b en een andere vergroting
- bij gelijke v en b is de vergroting precies 1.

Je kunt met een bolle lens geen scherp beeld krijgen als het voorwerp te dichtbij de lens staat. De lens kan dan de divergente lichtbundel niet voldoende convergeren om een beeldpunt te krijgen. De divergente bundel is achter de lens wel minder divergent dan ervoor.

Je kunt de grootte van het beeld en de grootte van het voorwerp met elkaar vergelijken. Om de vergroting (N) uit te rekenen, geldt de volgende formule:

grootte van het beeld
N = grootte van het voorwerp

De vergroting zelf heeft geen eenheid. Maar let erop dat je in de formule boven en onder de deelstreep wel dezelfde eenheid invult.

§3.5

Bij de overgang van water, of een andere doorzichtige stof, naar lucht worden de lichtstralen van richting veranderd: er treedt breking op. Onze ogen trekken daarna onbewust de lichtstralen door als rechte lijnen. Daarom zien we bijvoorbeeld een vis onder water op een iets andere plaats dan hij echt is.

Ook richtingsverandering van het licht bij lenzen, komt door breking. Deze treedt twee keer op: bij de overgang van de lucht naar de lens en bij de overgang van de lens naar de lucht. De lichtstraal breekt bij een bolle lens altijd af naar de hoofdas.

Bij een spiegelend oppervlak kaatst de lichtstraal terug. Dat gebeurt onder dezelfde hoek als waarmee hij invalt. Loodrecht op het spiegelende oppervlak zetten we een hulplijn: de normaal. De hoek tussen de normaal en de invallende lichtstraal noemen we de hoek van inval (i) en de hoek tussen de normaal en de teruggekaatste lichtstraal noemen we de hoek van terugkaatsing (t). De hoek tussen de normaal en de gebroken lichtstraal noemen we de hoek van breking (r).
Het spiegelbeeld van een voorwerp ligt even ver achter de spiegel als het voorwerp ervoor. Voorwerp en spiegelbeeld zijn even groot. Links en rechts zijn verwisseld.

§3.6

Om lenzen eerlijk te vergelijken kijk je waar een evenwijdige lichtbundel door een lens wordt samengeknepen tot één punt. Dit punt op de hoofdas wordt het brandpunt F (focus) van de lens genoemd. De afstand van het optisch midden van de lens tot dit brandpunt heet de brandpuntsafstand (f). Aan beide kanten van de lens ligt een brandpunt op dezelfde afstand.
Bij een lens die sterker convergeert, licht het brandpunt dichter bij de lens. Ook het beeld dat van een voorwerp wordt gevormd, ligt dan dichter bij de lens.

Hoe boller de lens, des te:
- sterker is de lens
- kleiner is de brandpuntsafstand
- dichter ligt het beeld bij de lens.

De sterkte van een lens kan worden aangegeven door een eigen grootheid: de lenssterkte S. Daarmee geef je aan hoeveel keer de brandpuntsafstand past in één meter. De bijbehorende eenheid is de dioptrie (dpt). Een grotere sterkte betekent een kleinere brandpuntsafstand. De formule die het verband geeft tussen f en S is:
1
S = f

Met S: de lenssterkte in dpt
f: de brandpuntsafstand in meters