1 Lichtbreking. 1 In figuur 1 is een stukje van de doorsnede van een glazen ruit getekend.

Transcriptie

1

2 BASISSTOF Hoofdstuk 2 Licht 1 Lichtreking 1 In figuur 1 is een stukje van de doorsnede van een glazen ruit getekend. a Teken op het werklad hoe lichtstraal 1 door de ruit heengaat. Schets ook hoe lichtstraal 2 wordt geroken als hij op de ruit valt. Je hoeft dus niet te rekenen. c Schets hoe lichtstraal 2 wordt geroken als hij de ruit weer verlaat. d Is er een verand tussen de richting van lichtstraal 2 vóór en achter de ruit?.& figuur 2 achter het net vissen? C B A 2 4 Een lichtstraal valt op een wateroppervlak (figuur 3). Bereken en teken op het werklad hoe de lichtstraal wordt geroken. lucht water.& figuur 1 Lichtstralen door een ruit.& figuur 3 geroken Licht 2 Als je door een dikke ruit kijkt, lijkt een voorwerp achter de ruit vaak een eetje verschoven te zijn. a Wanneer treedt deze verschuiving niet op? Hangt de verschuiving af van de hoek waaronder je kijkt? Licht je antwoord toe met een tekening. 5 Een lichtstraal valt op een doorzichtige stof en wordt geroken (figuur 4). Bereken de rekingsindex van deze stof. 3 Een reiger kijkt naar een vis die in het water zwemt (zie figuur 2). Van een lichtstraal die van de vis komt, is slechts het gedeelte oven water getekend. a Waar ziet de reiger de vis (in A, B of C)? Waar evindt de vis zich (in A, Bof C)? -30.& figuur 4 een onekende stof

3 6 Om een eeldje te kunnen verlichten dat aan de rand 9 van een vijver staat, is onder water een schijnwerper aangeracht (zie figuur 5). Teken op het werklad hoe de lichtstralen verdergaan. lucht water.ä. figuur 5 een schijnwerper in een vijver 7 In figuur 6 zie je het ovenaanzicht van een aquarium in Artis. e akken zijn van elkaar gescheiden door een stenen wand. Bij A zwemt een vis. Bij B staat een ezoeker. Laat door een erekening en constructie op het werklad zien of B de vis kan zien. Ao a c d Een regenoog ontstaat doordat wit licht van de zon op regendruppeltjes valt. e kleuren van de regenoog ontstaan doordat elke kleur zijn eigen rekingsindex heeft. é rekingsindex van een stof estaat dus eigenlijk niet. Voor water is de rekingsindex ij rood licht 1,33 en ij violet licht 1,34. e verschillende kleuren worden daardoor elk op een iets andere manier geroken. In figuur 7 zie je een ronde regendruppel waarop een lichtstraal valt. Hoe kun je eenvoudig de normaal tekenen in het punt waar de straal op de druppel valt? Teken (op het werklad) en ereken hoe een rode lichtstraal door de druppel gaat en er weer uitkomt. Ga ervan uit dat de invallende straal aan de 'achterkant' van de druppel wordt weerkaatst. Teken (in dezelfde cirkel als ij vraag a) en ereken hoe een violette lichtstraal door de druppel gaat en er weer uitkomt. Leg aan de hand van je tekening uit dat de ovenkant van een regenoog rood is en de onderkant violet. zonnestraal gang 08 regendruppel +.Ä. figuur 6 aquarium in Artis 8 Een duiker zwemt onder water met een duikril op. Wordt zijn gezichtsveld groter of kleiner als hij vervolgens oven water komt en rondkijkt? Licht je antwoord toe met een tekening..ä. figuur 7 Een lichtstraal valt op een waterdruppel. Plus e grenshoek 10 In je handoek staan in tael 1 en 2 twee experimenten waarmee je het verand tussen de hoek van inval en de hoek van reking kunt onderzoeken. a Teken de grafiek van dit verand. Zet langs de x-as zowel Li (lucht ~ perspex) als Lr (perspex ~ lucht) en laat deze lopen tot 90. Geruik de getallen uit de taellen. c d e Bepaal uit je grafiek de grenshoek. Controleer de gevonden grenshoek met een erekening. Teken ook de grafiek waarin niet de hoeken, maar de sinussen van de hoeken langs de assen staan. Bepaal met de grafiek van vraag d het hellingsgetal en controleer of dit getal klopt met de rekingsindex van perspex. -31

4 BASISSTOF Hoofdstuk 2 Licht 11 Van rekingsindex naar grenshoek en andersom: a e rekingsindex van water voor lauw Licht is 1,34. Bereken de grenshoek van water voor lauw Licht in drie cijfers nauwkeurig. e grenshoek van aceton is 47,4 voor geel Licht. Bereken de rekingsindex van deze stof voor geel Licht. 12 Op een driehoekig stuk glas valt een Lichtstraal (figuur 8). e grenshoek van glas is 42. a Schets en eredeneer hoe de Lichtstraal in de drie getekende situaties verdergaat tot hij weer het glas uitkomt. Je hoeft niet te rekenen, maar je moet wel meten en tekenen op je werklad met je geodriehoek. Leg uit waarom dit stuk glas als een prisma werkt en een undel wit Licht splitst in verschillende kleuren. A B C.i. figuur 8 Breekt de lichtstraal of niet? -32

5 2 e lens 13 In figuur 9 is een aantal lenzen in doorsnede getekend. a Welke lenzen zijn positief? Welke lenzen zijn negatief? 15 Jasper eeldt met een positieve lens een raam af op een scherm. Intussen loopt Hanneke vlak voor het raam langs, van links naar rechts. a In welke richting eweegt het eeld van Hanneke op het scherm? Vlak achter het raam dwarrelt een oomlad naar eneden. Hoe eweegt het eeld van het lad op het scherm? A figuur 9 lenzen in doorsnede 9 16 In elk van de vier doosjes in figuur 11 zit een lens. In welk( e) doosje( s) zit een positieve lens? Hoe zie je dat? 3 14 Een lichtundel valt op de positieve lens van een fototoestel (figuur 10). In de figuur zijn vijf lichtstralen van de undel getekend. Schets op het werklad hoe de lichtstralen 1 t/m 5 achter de lens verdergaan. 2 4 A figuur 10 rekende stralen 5 A figuur 11 Waar zit de positieve lens? 17 Voor een ouder fototoestel staan twee lampjes (figuur 12). e lichtundel die vanuit L 1 op de film valt, is al getekend. a Teken op het werklad ook de lichtundel die vanuit L 2 op de film valt. Waar evindt zich ij deze camera het diafragma? I II film A figuur 12 een fototoestel -33

6 -34 BASISSTOF Hoofdstuk 2 Licht 18 In figuur 13 zie je een meisje met een ril. Heeft de ril positieve of negatieve lenzen? Leg uit hoe je aan je antwoord ent gekomen en maak daarij een schets. Ä figuur 13 positieve of negatieve lenzen? Plus Fresnel lenzen 19 a C d 20 a C Een spotlight heeft een fresnellens. Waaraan kun je zien dat het om een fresnellens gaat? Wat is de functie van de fresnellens in de spot? Is de fresnellens in de spot een positieve of een negatieve lens? Wanneer zal de undel het felste licht geven: als de lamp een smalle undel geeft, of als de lamp een rede undel geeft? Licht je antwoord toe. Fresnellenzen kunnen zowel positief als negatief zijn. Teken de doorsnede van een negatieve fresnellens. In figuur 14 is gefotografeerd wat je ziet als je door een positieve en een negatieve fresnellens kijkt. Beredeneer welke van de foto's ij de positieve lens hoort. Zal de fresnellens op de achterruit van een auto positief of negatief zijn? Ä figuur 14 fresnellenzen

7 3 Rekenen aan lenzen 21 Uit het verloop van lichtstralen rond een lens kun je informatie halen. a Geef op het werklad het randpunt van eide lenzen in figuur 15 aan met de letter F. Geef ook het voorwerpspunt aan met de letter V. c Geef ook het eeldpunt aan met de letter B. I II.&. figuur 15 een lens 22 In figuur 16 zijn op ware grootte twee lenzen uit een fototoestel in doorsnede getekend. a Welke van eide lenzen is het sterkst? Licht je antwoord toe. Hoe groot is de randpuntsafstand van elke lens? c Hoe kun je aan de lenzen zelf zien welke lens het sterkst is?.&. figuur 17 een randglas 24 Karin heeft twee foto's gemaakt (figuur 18). Onder elke afeelding is de voorwerpsafstand vermeld. e camera stelt automatisch scherp. Karin heeft een digitale camera geruikt met een lens met een randpuntsafstand van 50 mm. a Wat geeurt er met de lens in de camera als Karin eerst de hijskraan en daarna de hond fotografeert? Gaat de lens naar de eeldvormende chip toe of er vanaf? Bereken ij elke waarde van v de ijehorende eeldafstand. Schrijf steeds de volledige erekening op. Controleer je antwoord op vraag a. A À figuur 18 foto's maken V = 100 m v = 50 cm B.&. figuur 16 sterk, sterker, sterkst 25 Roy onderzoekt met een lampje en een positieve lens hoe de lichtundel van een vuurtoren wordt gemaakt (figuur 19). a Waar moet hij het lampje plaatsen als hij na de lens een evenwijdige lichtundel wil heen: op plaats 1, 2 of 3? Waar moet hij het lampje plaatsen als hij na de lens een iets divergente lichtundel wil heen: op plaats 1, 2 of 3? 23 Met de lens uit een fototoestel wordt een gaatje in een stuk papier gerand (figuur 17). Teken op het werklad hoe de lichtstralen 1 t/m 5 door de lens worden geroken..&. figuur 19 een vuurtoren naootsen -35

8 BASISSTOF Hoofdstuk 2 Licht 26 Gala laat haar vakantiefoto's zien. e lens van haar eamer heeft een randpuntsafstand van 15,0 cm. Het projectiescherm staat op 3,00 m van de Lens. a Bereken de afstand tussen het projectiescherm en het lcd in cm. Gala wil de lens laten vervangen door een andere omdat ze 3,00 m te onhandig vindt. Ze wil het scherm op maximaal 2,00 m plaatsen en de lens niet verplaatsen ten opzichte van het lcd. Bereken welke lens er in de eamer moet. 27 Een zaklamp heeft een lens, die je naar de lamp toe of van de lamp af kunt draaien. Er komt een divergente undel uit de zaklamp. Peter wil van deze divergente undel een evenwijdige undel maken. Moet hij dan de Lens naar de Lamp toe of van de lamp af draaien? Leg je antwoord uit. 28 a 29 a e lenzenformule geldt voor epaalde cominaties van waarden voor v, en f, ijvooreeld: 4, 36 en 3,6. Geldt de lenzenformule nog steeds als je in een cominatie de waarden voor ven verwisselt? Leg uit dat je met een epaalde lens altijd van een voorwerp twee eelden kunt maken: een eeld dat groter is dan het voorwerp en een eeld dat kleiner is dan het voorwerp. Een ijzondere situatie treedt op als je een voorwerp op twee keer de randpuntsafstand van de lens plaatst. Hoe groot is dan? Wat is dan de verhouding tussen de grootte van het eeld en de grootte van het voorwerp? Plus e gaatjescamera 30 Een schilder wil een vaas met loemen schilderen (figuur 20). Met een gaatjescamera maakt hij eerst een afeelding van de vaas met loemen. a Wat geeurt er met de grootte van het eeld als hij de gaatjescamera dichter ij de vaas neerzet? Ga dat na met ehulp van een constructie op het werklad. In de gaatjescamera is de afstand van het gaatje tot de achterwand 40 cm. e vaas met loemen is 60 cm hoog, en de schilder ziet op de achterwand een eeld dat 20 cm hoog is. Bepaal de afstand tussen de vaas en het gaatje van de camera. c Welke waarde voor de randpuntsafstand van het gaatje volgt hieruit? 31 Voor een gaatjescamera staan twee lampjes L 1 en L 2 (figuur 21). a Teken op het werklad de lichtundels die vanuit de lampjes op het scherm vallen. Op het scherm zie je twee lichtvlekken. Wat verandert er aan die lichtvlekken als je het gaatje in de camera kleiner maakt? _., figuur 21 een gaatjescamera À figuur 20 een eeldige vaas met loemen -36

9 4 Lichtstralen tekenen 32 Op een camera worden twee verschillende Lenzen geruikt. Op eide valt een divergente lichtundel (figuur 22). a Teken op het werklad hoe de constructiestralen na de lens verder lopen. Teken daarna hoe de andere lichtstralen worden geroken. 33 a C d e Voor een Lens staat een speld (figuur 23). Teken op het werklad het eeld van L 1 en noem dat B 1. Teken het eeld van L 2 en noem dat B 2 Teken het eeld van de speld. Is het eeld vergroot of verkleind? Bepaal op twee manieren de vergroting. hoofdas * ; constructiestraal hoofdas.& figuur 22 di vergente lichtundels ij ee n lens L1 hoofdas.& figuur 23 een speld afeelden -37

10 BASISSTOF Hoofdstuk 2 Licht scherm voorwerp op LC-scherm hoofdas.à figuur 24 het eeld van een eamer 34 e Lens van een eamer maakt een eeld van een voorwerp dat op het lcd staat (figuur 24). a a Teken op het werklad het eeld van L 1 (de ovenkant van het voorwerp). Teken het eeld van L 2 (de onderkant van het voorwerp) c Geef in de tekening aan waar je het projectiescherm neer moet zetten. d Bepaal N. c d 35 Op scholen en ij presentaties werd vroeger vaak een overheadprojector geruikt. In figuur 25 is zo'n projector met projectiescherm op schaal getekend. Bij A kun je een doorzichtig voorwerp of een plastic vel ( een sheet) met tekst of plaatjes Leggen. it wordt van onderen eschenen door een lamp B. Een Leraar projecteert een doorzichtige Liniaal met ehulp van een overheadprojector op een scherm. In figuur 26 is een deel van het eeld van de liniaal op ware grootte te zien. Leg uit hoe je met een overheadprojector een doorzichtig voorwerp kunt afeelden op een projectiescherm. oe dat door de lichtstralen te volgen die uit lamp B komen. Welke afstand is de voorwerpsafstand? Noem de twee punten die deze afstand epalen. Welke afstand is de eeldafstand? Bepaal de vergroting Nop twee manieren ,..,,.1 q 11-1 """"""' i à figuur 26 het eeld van een liniaal 36 Voordat de digitale camera er was, nam iedereen foto's met een camera waarin een lichtgevoelige film zat. E negatief lens 1 r hoofdas fresn ellens scherm fotopapier -à figuur 25 een overheadprojector met projectiescherm 38 Á figuur 27 re ke nde lichtstralen

11 e film liet je dan ontwikkelen of je deed dit zelf in de donkere kamer ofwel doka. Van het negatief kon je foto's maken op fotopapier. at geeurde met een vergrotingsapparaat (figuur 27). Op een negatief zit op plaats P een witte stip. Teken op het werklad hoe de lichtstralen worden geroken. 37 Een leraar wil zijn leerlingen een fotoserie laten zien met een eamer. e eamerlens heeft een randpuntsafstand van 100 mm. e afstand tussen de eamerlens en de afeelding op het scherm is 6,0 m. Het eeld is 180 cm reed. a c Bereken de reedte van het voorwerp. e leraar vindt het eeld te klein. Als hij de eamerlens vervangt door een andere lens, is het eeld wel groot genoeg. Beredeneer of de nieuwe lens een grotere of een kleinere randpuntsafstand heeft dan de oude lens. Wat moet de leraar met de nieuwe lens in de eamer doen om een scherp eeld te krijgen? 38 Hanke heeft een fototoestel waarvan de lens een randpuntsafstand van 20 mm heeft. Ze fotografeert een kerktoren op een afstand van 50 m van de lens. Hanke eweert dat je in dit geval de vergroting kunt erekenen met de formule N = f / v. Toon aan dat Hanke gelijk heeft. 39 Ger projecteert met een eamer een foto op een scherm. e eamer heeft een lens met een randpuntsafstand van 100 mm. Het scherm staat op een afstand van 10 m van de lens. Welke vergroting treedt hier op? 40 Bekijk afeelding 25 in je handoek. Leid met ehulp van deze tekening af dat inderdaad geldt: N = / v. 41 Voor lichtstralen geldt het zogenoemde omkeeraarheidsprincipe: als een lichtstraal op een epaalde manier van A naar B gaat, dan estaat er ook een lichtstraal die op dezelfde manier van B naar A gaat. at geldt voor het spiegelen van lichtstralen, maar ook voor lichtstralen die door een lens gaan. Uit dit principe volgt dat er nog een derde constructiestraal is. Welke is dat? 42 Met constructiestralen kun je niet alleen het eeld maar ook het voorwerp construeren. Construeer op het werklad het voorwerp in figuur F, F, À. figuur 28 Construeer het voorwerp. Plus Virtueel eeld 43 Een voorwerp staat op 2 cm van een lens met een randpuntsafstand van 3 cm. a Bereken de plaats van het eeld. In figuur 29 is de situatie getekend. Laat op het werklad met constructiestralen zien dat het eeld inderdaad op de erekende plaats staat. 45 Roodkapje roept uit: "Oma, wat het u grote ogen als u uw ril opzet!" Heeft oma een ril met positieve of met negatieve lenzen? F, + F, 44 Noem twee verschillen tussen een virtueel en een reëel eeld. À figuur 29 een virtueel eeld tekenen -39

12 BASISSTOF Hoofdstuk 2 Licht 5 Oog en ril 46 Je kunt ons oog vergelijken met een fototoestel. Welk onderdeel van ons oog komt overeen met: a het diafragma van een fototoestel? de chip of film in een fototoestel? 47 e manier waarop wij met ons oog scherp stellen is heel anders dan de manier waarop een fototoestel dat doet. Beschrijf het verschil. 48 Malim houdt een lucifer voor haar linkeroog. it is in figuur 30 schematisch weergegeven. a Teken op het werklad het eeld van de lucifer op het netvlies. Is het eeld vergroot of verkleind? c Staat het eeld rechtop of op de kop? d Schets het eeld van de lucifer voor het geval Malim verziend is. 50 Wessel houdt een vinger 10 cm voor zijn ogen. Hij kan de vinger dan nog net scherp zien. e afstand tussen ooglens en netvlies is 1, 7 cm ( dat geldt voor eide ogen). a c d e Bereken de randpuntsafstand. Vervolgens kijkt Wessel naar een auto die 100 meter verderop voorijrijdt. Hoe groot is nu de voorwerpsafstand in cm? Hoe groot is nu de eeldafstand? Bedenk hoe groot nu de randpuntsafstand is zonder dat je gaat rekenen. Leg uit wat dit vooreeld met accommoderen te maken heeft. 51 Bekijk de mannen in figuur 31. a Welke man is ijziend? En wat zou de andere man heen? Welk riladvies zal de oogarts hem geven? hoofdas Ä figuur 30 een lucifer in je oog 49 Hieronder zijn vier situaties eschreven: 1 Je ziet een vliegtuig overvliegen. 2 Je zit naar de televisie te kijken. 3 Je houdt een orduurnaald vlak voor je ogen om een draad door het oogje te steken. 4 Je ent een oek aan het lezen..ä. figuur 31 Wie is ijziend? 52 Gerard is 14 jaar oud en heeft rillenglazen van sterkte +4 dpt. Zet deze vier situaties op volgorde van olheid van de a Bereken de randpuntsafstand van deze lenzen in cm. ooglens. Begin met de situatie waarin deze het olst is. Is Gerard ijziend, verziend of oudziend? Plus Een instelare ril 53 e sterkte van de instelare ril voor arme landen c kan worden ingesteld tussen -6 en +3. a Wat wordt edoeld met -6 als het over de sterkte d van een ril gaat? -40 Bekijk afeelding 33 in het handoek. Waarom is het elangrijk dat deze ril zowel positief als negatief kan worden gemaakt? Kun je met de 'halve lenzen' uit afeelding 33 ook een lens met sterkte O maken? Leg aan de hand van afeelding 33 uit hoe je met twee 'halve lenzen' zowel een positieve als een negatieve lens kunt maken.

13 Practicum Proef 1 Lichtstralen laten reken 30 min Inleiding Als een lichtstraal op het oppervlak van een doorzichtige stof valt, geeurt er iets ijzonders: het licht verandert van richting. it verschijnsel heet lichtreking. oel Je gaat de reking van licht door een perspex lokje onderzoeken. Nodig lichtkastje diafragma met één opening perspex lokje liniaal vel ruitjespapier Uitvoeren en uitwerken Leg het perspex lokje in het midden van het papier, met de zijden evenwijdig aan de lijnen op het papier. Laat een lichtstraal op het lokje vallen zoals in figuu r 32a. Zet drie punten op de lichtstraal die uit het lokje komt. oe hetzelfde voor figuur 32 en 32c. Houd het lokje op zijn plaats en draai alleen het papier. 1 Teken met een liniaal hoe elk van de drie lichtstralen door het lokje werd geroken. In figuur 33 zie je hoe je dat moet doen. 2 In welk geval wordt de lichtundel niet geroken? 3 In welk geval wordt de lichtundel het sterkst geroken? 4 Je ziet ij het perspex lokje ook spiegeling optreden. Bij welke situaties was dat het geval? 5 Teken overal waar reking optreedt op het papier de normaal en geef de hoek van inval en de hoek van reking aan. 3 4 lichtstraal tekenen achter lokje Ä figuur 33 Zo teken je de lichtstralen. 2 punten zetten lichtstraal tekenen in lokje Ä figuur 32 lichtstralen door een perspex lokje -41

14 -42 PRACTICUM Hoofdstuk 2 Licht ~ Proef 2 Het verand tuss,en Li en Lr 15,min,, Inleiding Snellius ontdekte een verand tussen de hoek van inval en de hoek van reking voor een lichtstraal die van een optisch minder dichte naar een optisch dichtere stof gaat. oel Je gaat het verand tussen Lien Lr onderzoeken als licht van lucht naar perspex gaat. Je oefent met asisvaardigheid 13: Werken met taellen en grafieken. 1 Maak een grafiek van je meetresultaten (Li tegen Lr). 2 Hoe groot is de hoek van reking als de hoek van inval vrijwel 90 is? 3 Neem tael 1 over en vul de kolommen sin i en sin r in. 4 Maak een grafiek van sin i tegen sin r. 5 Welke conclusies kun je trekken uit de twee grafieken die je het getekend? Nodig lichtkastje diafragma met één opening halfronde perspex schijf liniaal Uitvoeren en uitwerken Leg de perspex schijf op de aangegeven plaats in figuur 34 op je werklad. Als je een schijf het die hier niet op past, dan maak je met passer en geodriehoek zelf een vergelijkare tekening. Laat een lichtstraal op de schijf vallen, zoals in figuur 34 getekend is. e hoek van inval (Li) is dan 30. Ga na dat de lichtundel alleen wordt geroken als hij van lucht naar perspex gaat en niet als hij van perspex naar lucht gaat. Ga na dat de hoek van reking (Lr) 20 is. Meet ij nog zeven andere waarden voor Li de ijehorende Lr. Zorg ervoor dat de waardes van Li goed verspreid zijn over het interval van 10 tot 90. Noteer je meetgegevens in tael 1. À figuur 34 halfronde perspex schijf 0 30 T tael 1 het verand tussen Lien Lr L i L r sin i sin i

15 Inleiding oor de convergerende werking van een positieve lens kun je met een lens een (lichtgevend) voorwerp afeelden op een scherm. oel Je gaat lichteelden maken met een lens. Nodig positieve lens lenshouder scherm vel wit papier liniaal een groot zwart vel papier waaruit een pijl is geknipt ( circa 50 cm lang) Uitvoeren en uitwerken Teken op een velletje papier een rechthoekje van 60 mm lang en 40 mm reed. it stelt de eeldvormende chip van een digitale camera voor. Plak het velletje papier op het scherm. Eén raam van het lokaal is niet verduiste rd. Op het raam is een zwart vel papier met een pijlvormig gat geplakt. Beeld met de lens de pijl af innen het rechthoekje. 1 Waarom geruik je hier een positieve lens? 2 Welke twee verschillen zie je tussen de pijl op het raam (het voorwerp) en het eeld van de pijl? 3 Hoe lang is het eeld van de pijl? 4 Het eeld is hier veel kleiner dan het voorwerp. Hoeveel maal kleiner ongeveer? 5 Kijk door de lens op een kleine afstand naar de pijl. Wat zie je? Inleiding Elke positieve lens heeft een randpunt. it is het punt waar evenwijdige lichtstralen elkaar na de lens ontmoeten. oel Je gaat van enkele positieve lenzen de randpuntsafstand epalen. Nodig Lichtkastje verschillende positieve schijflenzen vel ruitjespapier Uitvoeren en uitwerken Zet het lichtkastje naast het vel papier en zorg ervoor dat een evenwijdige lichtundel over het papier 'scheert', in de lengterichting van het papier. Maak de lichtundel zo smal (enkele centimeters) dat deze smaller is dan de kleinste lens. Controleer of de lichtundel echt evenwijdig is. Plaats de lens steeds in de evenwijdige lichtundel, in het midden van het papier. Laat de undel eerst van links en dan van rechts op de lens vallen. Geef de plaats van de eide randpunten van de lens aan met een stip. Zet ij de stippen ij welke lens ze horen. 1 Bepaal voor elke lens de waarde van de randpuntsafstand. Geef ook aan hoe je die het epaald. 2 Rangschik de lenzen in volgorde van sterkte. Leg de lens met de kleinste sterkte voorop. 3 Had je van tevoren al kunnen voorspellen welke lens het sterkst was? Zo ja, hoe dan? lichtkastje (ovenaanzicht) À figuur 35 randpunt epalen -43

16 -44 PRACTICUM Hoofdstuk 2 Licht - Proef 5 e lenzenformule 45 min " '' Inleiding Tussen de voorwerpsafstand, de eeldafstand en de randpuntsafstand estaat een epaald verand. it verand wordt de Lenzenformule genoemd. oel Je gaat de lenzenformule controleren. lichtron.---~ dia lens scherm Nodig lampje in fitting of lamp met dia A figuur 36 atterij of voeding de opstelling voor het controleren van de lenzenformule positieve lens lenshouder 1 Vul de tael nu verder in. scherm a Bereken 1/v met je rekenmachine. Rond het resultaat rolmaat of optische ank af op drie cijfers achter de komma en noteer het in kolom 3. Uitvoeren en uitwerken Laat het lampje randen. Zet de lens een eindje verder neer, op een afstand van 12,0 cm van het lampje of de dia. Zet het scherm meteen achter de lens (figuur 36). Schuif het scherm ij de lens vandaan. Op een gegeven moment zie je op het scherm een scherp eeld ontstaan. Schuif het scherm nu nog wat heen en weer. Zoek op die manier de plaats waar het eeld het scherpst c d Bereken 1/ met je rekenmachine. Rond het resultaat af op drie cijfers achter de komma en noteer het in kolom 4. Tel de getallen in kolom 3 en kolom 4 ij elkaar op. Zet het resultaat in kolom 5. Volgens de lenzenformule moet het getal in kolom 5 gelijk zijn aan 1/f. Je kunt/ dus erekenen door het getal in kolom 5 'om te draaien' (met de 1/xtoets op je rekenmachine). Zet het resultaat in kolom 6. is. 2 Bereken het gemiddelde van de waarden van f die Neem tael 2 over in je schrift. je het gevonden en noteer die onder de tael. Meet de afstand tussen de lens en het eeld. Noteer 3 Vraag aan je docent of TOA de waarde van f van de deze afstand in kolom 2 van de tael. lens volgens de farikant. Bereken hoeveel procent Kies nog minstens vier andere waarden voor de jouw (gemiddelde) waarde ernaast zat. voorwerpsafstand v, tussen 12,0 en 30,0 cm. Meet ij elke v de ijehorende. Maak van deze proef een verslag. Noteer de gekozen en gemeten waarden in tael 2. T tael 2 controle van de lenzenformule 12,0 v(cm) (cm) 1/v 1/ 1/v + 1/ f(cm)

17 -45.. proef «f 'Nree keer een eeld 20 min, Inleiding Bij het afeelden van een voorwerp op een scherm ontstaat twee keer een scherp eeld: een vergroot eeld en een verkleind eeld. oel Je gaat een kaarsvlam twee keer afeelden: één keer vergroot en één keer verkleind. Nodig waxinelichtje positieve lens lenshouder scherm rolmaat Uitvoeren en uitwerken EEL A Zoek in paragraaf 4 van je handoek op met welke formule je de vergroting kunt erekenen. Steek het waxinelichtje aan. Zet waxinelichtje en scherm op een vaste afstand van 50 cm van elkaar. Zet de lens op twee manieren zodanig tussen waxinelichtje en scherm dat er een scherp eeld ontstaat. Meet in eide gevallen ven en noteer deze waarden. 1 In welke situatie krijg je een vergroot eeld? 2 Bereken in eide gevallen de vergroting. EEL B Laat de lens staan en schuif zowel het waxinelichtje als het scherm net zo lang heen en weer tot voorwerp en eeld even groot zijn. Meet weer ven en noteer de waarden. 1 Wat valt je op aan de waarden van ven? 2 Vraag je docent of de TOA naar de waarde van f van de lens en vergelijk deze waarde met die van v en. Wat valt je op? P-roet 7 Accommoderen 15 min, ' Inleiding Onze ooglens heeft het vermogen om platter en oller te worden. at heet het accommoderend vermogen van het oog. oel Je gaat het accommoderend vermogen van je oog onderzoeken. Nodig potlood liniaal Uitvoeren en uitwerken Houd de punt van het potlood op ongeveer 30 cm afstand van je ogen. Zorg ervoor dat je op de achtergrond het schoolord kunt zien. Kijk strak naar de punt van het potlood. 1 Kun je nu tegelijkertijd het ord scherp zien? 2 Wat voel je aan je ogen als je snel afwisselend van het potlood naar het ord kijkt? 3 Wanneer zijn je ooglenzen het olst? 4 Wanneer zijn je ooglenzen het platst? 5 Het duurt altijd even voordat je ogen zich heen scherp gesteld. Hoe merk je dat? 6 Schrijf in eigen woorden op wat wordt edoeld met 'het accommoderend vermogen van het oog'.

18 -46 PRACTICUM Hoofdstuk 2 Licht Inleiding Op één plaats van het netvlies komen geen lichtgevoelige zintuigcellen voor. at komt doordat de oogzenuw daar het oog verlaat. Een voorwerp dat op deze plaats wordt afgeeeld, kun je niet zien. aarom wordt deze plaats de linde vlek genoemd. oel Je gaat ij je eigen ogen na dat er een linde vlek estaat. Uitvoeren en uitwerken Leg het oek plat op je tafel (figuur 37). Sluit je linkeroog. Kijk met je rechteroog strak naar het olletje. e afstand tussen je oog en het papier moet ongeveer 50 cm zijn. Beweeg je rechteroog langzaam naar het olletje toe. Op een gegeven moment zie je plotseling het kruisje niet meer. & figuur37 Hiermee kun je de linde vlek ontdekken. 1 Op welke plek van het netvlies komt het eeld van het kruisje dan terecht? 2 Je ziet het kruisje weer als je niet langer strak naar het olletje kijkt. Leg uit hoe dat komt. 3 In figuur 38 is de situatie getekend op het moment dat het kruisje 'verdwijnt'. Schets, op het werklad, op het netvlies de eelden van het kruisje en het olletje. Geef duidelijk aan waar de linde vlek zich evindt. + 0 & figuur 38 epaling van de linde vlek + Onderzoek 1 Bijziend en verziend 90 min - Ongetwijfeld draagt een aantal kinderen in je klas een ril of contactlenzen. Sommigen zijn ijziend, anderen verziend. Maar hoe zit dat nu precies met de aantallen? En hoe sterk zijn hun lenzen? Inventariseer hoe het zit met het dragen van rillen en contactlenzen in jouw klas. Onderzoek 2 e gaatjescamera 90 min Met een kartonnen doos of een conservenlik kun je foto's maken. Een lens is niet nodig, maar wel overtrekpapier of iets dergelijks om het eeld op te projecteren. Richt je camera eens op een lichtgevend voorwerp. Bouw een gaatjescamera en test hem. f~~nderzoek 3 e rekingsindex 90 min Vloeistoffen heen ook een rekingsindex. ie van water weet je. Maar hoe zit het ijvooreeld met die van terpentine? Zoek een antwoord op de volgende onderzoeksvraag: Hoe groot is de rekingsindex van terpentine en lampolie?

19 Onderzoek 4 Kijkers 90 min In een telescoop (sterrenkijker) of verrekijker zitten lenzen. Kun je zelf van een kartonnen koker en enkele lenzen een kijker maken? Bouw een werkende telescoop met ehulp van een loep (als oculair) en een lens van 2 dpt (als ojectief). -47

20 TEST JEZELF Hoofdstuk 2 Licht Test Jezelf Je kunt een deel van de vragen ook maken met de computer. 1 Een lichtstraal reekt van stof 1 naar stof 2 (zie figuur 39). Eén van de stoffen is lucht, de andere is glas. Welke stof is lucht: 1 of 2? 5 e rekingsindex van lucht naar water is 1,33. e rekingsindex van water naar lucht is dan: A 1,33 B 0,67 C 0,75 niet te epalen met deze informatie 6 In figuur 41 zie je wat drie lenzen met een invallende lichtundel doen. Zet ij elke lens of het een positieve of een negatieve lens is. A.& figuur 39 lichtreking van stof 1 naar stof 2.& figuur 41 positief of negatief? 2 Een lichtstraal reekt van stof 1 naar stof 2 (zie figuur 39). 7 Het diafragma in een fototoestel regelt: Welke hoek is de hoek van reking: A, B, C,, E of F? A de grootte van het eeld. B de hoeveelheid licht die door de lens valt. 3 Een lichtstraal wordt geroken door een epaald C de tijdsduur dat de lens openstaat. soort glas (zie figuur 39). de eeldafstand. Bereken de rekingsindex van deze glassoort. Geef het antwoord met één cijfer achter de komma. 4 Op een prisma valt een Lichtstraal (figuur 40). Eén van de Lijnen - A, B C, of E - geeft aan hoe de lichtstraal verdergaat. Welke lijn is dat? 8 e rekingsindex van diamant is 2,4 voor geel licht. Vanaf welke hoek van inval (in twee cijfers nauwkeurig) zal een gele lichtstraal die vanuit een diamant naar Lucht gaat, volledig worden gereflecteerd? 9 Hoe heet het punt waar het divergerende licht van een klein lampje weer samenkomt, nadat het een positieve lens is gepasseerd? A het eeldpunt B het randpunt C O dit punt heeft geen naam -48.& figuur 40 Welke lichtstraal is de geroken lichtstraal? 10 Josje heeft op een optische ank een dia op 15 cm van een olle lens gezet. Ze vindt een scherp eeld op 7, 5 cm achter de lens. Bereken de randpuntsafstand van de lens in cm en in twee cijfers nauwkeurig.

21 Marco maakt een portretopname van Annemiek. Hij geruikt een lens met een randpuntsafstand van 20 mm en het gezicht van Annemiek evindt zich op 50 cm afstand van de lens. Bereken de eeldafstand in cm en in twee cijfers nauwkeurig. 12 Zoë laat met een eamer een foto van de Eiffeltoren zien. e hoogte van de toren op het lcd in de eamer is 24 mm. Op het projectiescherm is de toren 1,4 m hoog. In werkelijkheid is de Eiffeltoren 324 m hoog. Bereken N in twee cijfers nauwkeurig. 13 Zoë laat met een eamer foto's zien. oor het projectiescherm op 8,0 m van de lens te plaatsen ontstaat een 70 x vergroot eeld. Bereken de voorwerpsafstand in cm en in twee cijfers nauwkeurig. 14 Zoë laat foto's zien. oor het scherm op 8,0 m van de projector te plaatsen ontstaat een 70 x vergroot eeld. Bereken de randpuntsafstand van de lens in cm. 15 Juliette heeft van triplex en een lens met een sterkte van 10 dpt een eenvoudige, rechthoekige camera (oxcamera) gemaakt (zie figuur 42). Bereken de randpuntsafstand van de lens in cm. 10 cm 1. figuur 42 een oxcamera 1 12 cm 1 16 In figuur 42 zie je de eenvoudige oxcamera van Juliette met een lens van 10 dpt. Bereken ij welke voorwerpsafstand (in cm) een voorwerp voor de lens scherp wordt afgeeeld op de achterzijde van de camera Kees leest in het schemerlicht een oek. Kruis het goede antwoord aan: A Zijn pupillen zijn groot en z'n lenzen zijn plat. B Zijn pupillen zijn groot en z'n lenzen zijn ol. C Zijn pupillen zijn klein en z'n lenzen zijn plat. Zijn pupillen zijn klein en z'n lenzen zijn ol. Liza houdt een oek met gestrekte armen voor zich en rengt het, al lezende, steeds dichter ij haar ogen. Wat geeurt er met haar ogen? A e pupillen worden kleiner. B e pupillen worden groter. C Het netvlies komt dichter ij de lens. Het netvlies gaat van de lens af. E e ooglenzen worden oller. F e ooglenzen worden platter. Bij Jan is de oogas te kort, ij Piet kunnen de spieren de ooglenzen niet meer goed ollen en ij Klaas zijn de ooglenzen te sterk. Waar lijden Jan, Piet en Klaas aan? A Jan is ijziend, Piet is oudziend, Klaas is verziend. B Jan is ijziend, Piet is verziend, Klaas is oudziend. C Jan is oudziend, Piet is verziend, Klaas is ijziend. Jan is oudziend, Piet is ijziend, Klaas is verziend. E Jan is verziend, Piet is oudziend, Klaas is ijziend. F Jan is verziend, Piet is ijziend, Klaas is oudziend. 20 Bij een oog van Astrid is de afstand ooglens tot netvlies 20 mm. Bereken de sterkte van het ongeaccommodeerde oog in dpt. 21 Varilux heeft een nieuwe kunststof ontwikkeld voor het maken van rillenglazen. eze kunststof heeft een rekingsindex van 1,67, terwijl de vroeger geruikte kunststof een rekingsindex had van 1,5. e farikant eweert dat hij nu dunnere rillenglazen kan maken. Beargumenteer waarom de farikant gelijk heeft.

22 TEST JEZELF Hoofdstuk 2 Licht 22 Van een pijl wordt een scherp eeld gevormd op het scherm (zie figuur 43). a Construeer op het werklad het eeld van de pijl. Geef met ehulp van een constructie de plaats van de randpunten aan. + scherm 23 Van een pijl wordt een eeld gemaakt (zie figuur 44 ). a Construeer op het werklad het eeld van de pijl. Bepaal de vergroting. c Hoe groot wordt de vergroting, als de pijl 2 x zo lang wordt? 24 Van een Lichtstraal, die uit een punt L komt, is gegeven hoe de Lens die straal reekt, zie figuur 45. e figuur is op ware grootte. a Leg uit of de Lens positief of negatief is. Construeer op het werklad het eeldpunt van L. c Bepaal de randpuntsafstand van deze Lens. Breinkraker 25 Een eamer met een lens van 20 dpt eeldt een voorwerp af met een vergroting N = 50. Bereken en vin cm. À figuur 43 Waar Liggen de randpunten? À figuur 44 een eeld van een pijl -50 L.6. figuur 45 Wat is de randpuntsafstand van deze lens?

23 EXTRA BASISSTOF Hoofdstuk 2 Licht 7 igitale camera niet weg te denken 1 Een pixel op de eeldchip van een digitaal fototoestel legt slechts één van de eigenschappen van het eeld vast. a Welke eigenschap is dat? Hoe wordt ervoor gezorgd dat er een kleurenfoto kan worden gemaakt? 2 Wim heeft met zijn digitale spiegelreflexcamera een foto gemaakt. e opname lijkt onscherp te zijn. Wat kan de oorzaak zijn geweest? A Er is een te lange sluitertijd genomen. B e afstand is onjuist ingesteld. C Er is een te kleine diafragmaopening geruikt. 3 Wilma heeft met haar digitale spiegelreflexcamera een foto gemaakt. e opname lijkt overelicht te zijn. Wat kan de oorzaak zijn geweest? A Er is een te lange sluitertijd genomen. B e afstand is onjuist ingesteld. C Er is een te kleine diafragmaopening genomen. 4 Henriëtte wil met haar digitale spiegelreflexcamera een foto maken van haar vriendin. Ze heeft een sluitertijd en ijehorende diafragmaopening ingesteld. Net als ze afdrukt, schuift er een wolk voor de zon. a Wat gaat er mis met de elichting van de chip? Henriëtte weet dat de opname mislukt is. aarom esluit ze nog een tweede foto te maken. Wat moet ze vooraf veranderen aan de instelling van het diafragma? 5 In figuur 46 zie je een foto die met een digitale spiegelreflexcamera tijdens een atletiekwedstrijd is gemaakt. a Waardoor komt het dat de voeten van de atleet niet scherp op de foto staan? Wat had de fotograaf moeten doen met de instelling van de sluitertijd en met de instelling van het diafragma om de atleet goed op de foto te krijgen? A. figuur 46 gedeeltelijk onscherpe sportfoto 6 Op een eeldchip van 13 ij 18 mm zitten 5 miijoen pixels. Hoe groot (in mm 2 ) is 1 pixel ongeveer? Ga ervan uit dat een pixel vierkant is. 7 Sportfotografen en natuurfotografen geruiken vaak telelenzen (zie figuur 47). Bij gewone lenzen is f meestal 50 mm, ij telelenzen is f vaak 80 mm. a Waarom geruiken deze fotografen telelenzen? Leg uit waarom ij het geruik van telelenzen er een grote 'toeter' voor op de camera zit. c Leg uit dat als je een ver weg gelegen voorwerp fotografeert, de vergroting gelijk is aan f / v. d Leg nu uit dat je met een telelens een voorwerp dat ver weg is, groter op de foto krijgt. A. figuur 47 een camera met telelens -51