Hoofdstuk 5 en 6

Samenvatting Natuurkunde H5 + H6

H5 Licht

Licht plant zich rechtlijnig voort (mits de tussenstof homogeen is).

Terugkaatsingswet:
1. Invallende lichtstraal en teruggekaatste lichtstraal liggen in 1 vlak.
2. De hoek van terugkaatsing is gelijk aan de hoek van inval: t = i
(Hierbij zijn i en t de hoeken met de normaal op het spiegelende oppervlak!)

Alle lichtstralen die vanuit 1 punt (L) op een vlakke spiegel vallen, worden teruggekaatst alsof ze vanuit 1 punt (B) achter de spiegel komen. Daarbij liggen B en L symmetrisch ten opzichte van de spiegel.

Bij de breking van licht geldt:

1. De invallende lichtstraal en de gebroken lichtstraal liggen in 1 vlak.
2. De verhouding tussen de sinus van de hoek van inval en van de hoek van breking is constant. (Brekingswet van Snellius.)
In formulevorm: sin i / sin r = n
Hierbij zijn i en r de hoeken met de normaal op het grensvlak. n = brekingsindex.

Voor het optreden van totale terugkaatsing moet voldaan zijn aan twee voorwaarden:
• Er moet sprake zijn van breking ‘van de normaal af’.
• De hoek van inval moet groter zijn dan de grenshoek.
De grenshoek is die hoek van inval waarbij de hoek van breking 90 graden is.
De grootte van de grenshoek volgt uit: sin g = 1/n
Hierin is n de brekingsindex van de stof die wordt beschouwd.

‘Wit’ licht bestaat uit licht van verschillende kleuren: de kleuren van het spectrum.
De brekingsindex van af van de kleur van het licht: bij breking naar de normaal toe is de brekingsindex voor rood licht het kleinst, voor violet licht het grootst.

Een bolle of positieve lens heeft een convergerende werking; een holle of negatieve lens heeft een divergerende werking.

Voor dunne lenzen geldt: een lichtstraal gericht op het optisch middelpunt, gaat ongebroken door.
Een positieve lens heeft twee hoofdbrandpunten. Deze liggen aan weerszijden van de lens op de hoofdas, op gelijke afstand (f) van het optisch middelpunt.
Een brandvlak is een vlak door een hoofdbrandpunt, loodrecht op de hoofdas.

Bij breking door een positieve lens geldt: Lichtstralen die van 1 punt uitgaan, gaan na breking door 1 punt, of lijken na breking uit 1 punt te komen.

Bij beeldvorming door een dunne sferische lens wordt het verband tussen voorwerpsafstand (v), beeldafstand (b) en brandpuntsafstand (f) gegeven door de lensformule:
De lensformule luidt: 1/v + 1/b = C = 1/f

Hierbij geld het volgende:
Bolle lens → f heeft een positieve waarde
Holle lens → f heeft een negatieve waarde
Reëel beeld → b heeft een positieve waarde
Virtueel beeld → b heeft een negatieve waarde

De lineaire vergroting geeft aan hoeveel maal een voorwerp door een lens in een bepaalde richting wordt vergroot.
De lineaire vergroting is gelijk aan de verhouding van beeldafstand en voorwerpsafstand.
N = |b/v| → vergroting schrijven we niet negatief op.

H6 De werking van het oog

Om een voorwerp scherp te kunnen zien, moet het oog sterker accommoderen als dat voorwerp zich dichter bij het oog bevindt.


Omdat bij kleinere brandpuntsafstand een lens sterker wordt genoemd, wordt de sterkte (S) van een lens als volgt gedefinieerd:
S = 1/f met f in meter

De eenheid van lenssterkte is dioptrie (dpt). Er geldt dus:
1 dpt = 1 m-1.

De sterkte van een lens geven we een positieve waarde als het een positieve lens betreft, en een negatieve waarde als het een negatieve lens betreft.

Elk oog ziet alleen scherp tussen zijn vertepunt V0 (zonder accommodatie) en zijn nabijheidspunt N0 (met maximale accommodatie).
Een oudziend oog heeft het nabijheidpunt te ver weg.
Een bijziende heeft alleen bij het zien op grote afstand een bril nodig.
Een verziende heeft zowel bij het zien op korte afstand als bij het zien op grote afstand een bril nodig.
Een oudziende heeft alleen bij het zien op korte afstand een bril nodig

Je ziet een voorwerp duidelijker als het dichter bij het oog staat. Je ziet het voorwerp dan onder een hoek: de gezichtshoek is dan groter. Daardoor is ook het netvliesbeeld groter.