Lichtbreking

Lichtbreking Wat is lichtbreking? Lichtbreking is het verschijnsel waarbij een lichtbundel bij overgang van de ene homogene middenstof naar de andere van richting verandert. De wetten van lichtbreking 1. Er is geen lichtbreking bij loodrechte inval van de lichtstraal op het scheidingsoppervlak. 2. De invallende straal, de normaal en de gebroken straal liggen in eenzelfde vlak. 3. Gaat de lichtstraal van licht naar een andere middenstof, dan wordt hij naar de normaal toe gebroken. (d.w.z : de brekingshoek is steeds kleiner dan de invalshoek) 4. Bij lichtbreking is de stralengang omkeerbaar. BREKINGSINDEX (symbool = n) De brekingsindex is de verhouding van de lichtsnelheden in de 2 verschillende middenstoffen.
Optisch dichte en optisch ijle middenstoffen Stof A is optisch ijler dan stof B
als de snelheid van het licht in stof A groter is dan in stof B. (dan zal bij overgang van licht van stof A naar stof B de invalshoek groter zijn dan de brekingshoek of er is een breking naar de normaal toe) Stof B is optisch dichter dan stof A
als de snelheid van het licht is stof B kleiner is dan is stof A. (dan zal bij overgang van licht van stof B naar stof A de invalshoek kleiner zijn dan de brekingshoek of er is een breking van de normaal weg) vb. Glas is optisch dichter dan water (200 000 km/s < 225 000 km/s) Lucht is optisch ijler dan water (300 000 km/s > 225 000 km/s) Grenshoek en totale weerkaatsing De waarde van de invalshoek, overeenstemmend met een brekingshoek van 90° wordt grenshoek genoemd. Voorwaarden voor totale weerkaatsing - de lichtstraal wil overgaan van een optisch dichtere naar een optisch ijlere middenstof. - de invalshoek is groter dan de grenshoek. Lenzen
Beschrijving Sommige doorzichtige voorwerpen, die niet uitsluitend door evenwijdige grensvlakken begrensd zijn, laten licht door, maar door de breking veranderen de invallende bundels na uittreden van richting. Deze voorwerpen geven ons een idee van een lens. Een lens is een gedeelte van een doorzichtige middenstof (glas, plastic, water) begrensd door 2 bolkappen (gedeelten van boloppervlakken) ofwel door een bolkap en een deel van een plat vlak. Bolle of convexe lenzen: midden dikker dan randen
Holle of concave lenzen: midden dunner dan randen
Het optisch middelpunt Bij een lens bestaat er een bepaald vast punt, op de hoofdas gelegen, zodanig dat een lichtstraal, die door dit punt gaat, een evenwijdige verschuiving ondergaat: dit punt is het optisch middelpunt O. De bolle lens Bij een bolle lens bestaan er 2 symmetrisch ten opzichte van de lens gelegen punten, waarin alle onderling evenwijdige lichtstralen, na breking door de lens, samenkomen. In het geval, dat de invallende bundel evenwijdig met de hoofdas is, noemt men deze bijzondere punten de brandpunten, F1 en F2 van de lens. Bij een bolle lens zijn de 2 brandpuntafstanden reëel en symmetrisch ten opzichte van de lens gelegen. Een lichtstraal of een smalle lichtbundel die door het brandpunt van een bolle lens invalt, zal na breking evenwijdig met de hoofdas uittreden. Een bollere lens heeft een kleinere brandpuntafstand dan een minder bolle lens. - Een straal, die evenwijdig met de hoofdas op de lens invalt, zal na breking door het brandpunt gaan. - Een straal, die door het brandpunt invalt, zal, na breking, evenwijdig met de hoofdas uittreden. - Een straal, die door het optisch middelpunt invalt, ondergaat geen richtingsverandering. Parameterformule: Naargelang de plaats van het voorwerp verkrijgt men een reëel omgekeerd of een virtueel rechtopstaand beeld. Reële beelden kunnen groter of kleiner dan het voorwerp zijn; virtuele beelden zijn steeds groter dan het voorwerp. Voor dunne bolle lenzen geldt: 1/XV – 1/XB = 1/XF De holle lens Bij een holle lens bestaan er 2 symmetrisch ten opzichte van de lens gelegen punten, waaruit de verlengden van alle onderling evenwijdig lopende stralen, na breking door de lens schijnen te komen. In het geval, dat de invallende bundel evenwijdig met de hoofdas is, noemt men deze 2 bijzondere punten de brandpunten F1 en F2 van de lens. Bij een holle lens zijn de 2 brandpuntafstanden virtueel en symmetrisch ten opzichte van de lens gelegen. Een lichtstraal of een smalle lichtbundel, die invalt op een holle lens en waarvan het verlengde door het brandpunt gaat, zal na breking evenwijdig met de hoofdas uittreden. - Een straal, die evenwijdig met de hoofdas op de lens invalt, zal na breking uit het brandpunt schijnen te komen. - Een straal waarvan het verlengde door het brandpunt gaat, zal, na breking, evenwijdig met de hoofdas uittreden. - Een straal, die door het optisch middelpunt invalt, ondergaat geen richtingsverandering. Bij een holle lens zijn de beelden altijd virtueel, rechtopstaand, verkleind en aan dezelfde kant van de lens als het voorwerp gelegen. Sterkte van een lens p= 1/XF
Eenheid: [p] = m^-1 = dioptrie