Zien. Superman ziet de revolver met stralen di uit zijn ogen komen. Komt er ook iets jouw ogen als je ergens naar kijkt?

Transcriptie

1

2 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht 1 Zien Superman ziet de revolver met stralen di uit zijn ogen komen. Komt er ook iets jouw ogen als je ergens naar kijkt? Lichtbronnen zien Wanneer je 's avonds licht nodig hebt, gebruik je een lamp. Overdag is dat meestal niet nodig: dan schijnt de zon. Voorwerpen die zelf licht geven, noem je lichtbronnen. De zon is een natuurlijke lichtbron. Gloei lampen en TL-buizen zijn kunstmatige Lichtbron nen: ze zijn door de mens gemaakt. afbeelding 1 À Je kunt de lamp zien omdat een deel van het licht in je oog valt. Als een gloeilamp brandt, straalt de gloeidraad licht uit. Het licht beweegt vanuit de gloeidraad alle kanten op. Dat ku n je aangeven door lichtstralen te tekenen. Die lichtstralen zijn recht, want licht beweegt langs rechte lijnen. Je ziet de lamp als een deel van dit licht in je ogen terechtkomt (afbeeldi ng 1). Je omgeving zien Een voorwerp dat zelf geen licht geeft, kun je alleen zien als het verlicht wordt. Het licht dat op het voorwerp valt, wordt dan diffuus (i n alle richtingen) teruggekaatst. Je ziet het voorwerp als een deel van dit teruggekaatste Licht in je ogen terechtkomt (afbeelding 2). De maan bijvoorbeeld geeft zelf geen Licht, maar weerkaatst het zonlicht dat erop valt. Door de beweging van de maan rond de aarde zie je niet steeds de maan helemaal verlicht. De maan lijkt van vorm te veranderen: van 'volle maan' via 'halve maan' naar 'nieuwe maan'. afbeelding 2 À diffuse terugkaatsing door een voetbal afbeelding 3.,. Dit zie je. afbeelding 4.,..,. Zo bepaal je het gezichtsveld in een tekening (bovenaanzicht). 88

3 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Het gezichtsveld Het gezichtsveld is het gebied dat je vanaf een bepaalde plaats kunt zien. Je gezichtsveld kan worden beperkt door gebouwen, muren, hoog struikgewas enzovoort. Je kunt in een tekening het gezichtsveld bepalen door rechte lijnen net langs die obstakels naar het oog te trekken (afbeelding 3 en 4). Licht beweegt immers langs rechte lijnen. Een lichtbundel zichtbaar maken Als je in het donker fietst, zie je het licht van de koplamp als een lichtvlek op de weg. De loop van de lichtbundel zelf zie je niet. Die zie je alleen als de lucht niet helder is, zoals bij mistig weer. De mist bestaat uit kleine waterdruppels en die weerkaatsen het licht van de bundel in alle richtingen. Als een deel van dit teruggekaatste Licht in je ogen terechtkomt, zie je hoe de lichtbundel loopt. In plaats van mist kun je ook rookdeeltjes of stofdeeltjes gebruiken om lichtbundels zichtbaar te maken. Hiervan wordt gebruikgemaakt bij lichtshows in discotheken om laserstralen zichtbaar te maken. Lichtbundels kunnen verschillende vormen hebben. In afbeelding 5 zie je ze getekend. Het licht van de koplamp van je fiets is divergent. Zonlicht is evenwijdig. Met een bolle lens of een holle spiegel kun je een lichtbundel convergent maken (zie paragraaf 7). evenwijdig A afbeelding 5 de drie mogelijke vormen van een lichtbundel Cl Maak nu de opgaven in je werkboek. Extra De lichtsnelheid Licht beweegt heel snel. Het beweegt zelfs zo snel dat de lichtsnelheid heel moeilijk te meten is. Pas in 1849 lukte het de Franse natuurkundige Armand Fizeau een waarde voor de lichtsnelheid te bepalen. Hij deed dat als volgt (afbeelding 6). Een felle lichtbron scheen licht op een 8633 meter verder gelegen spiegel en dat licht kaatste terug naar een verrekijker. In de verrekijker leek de spiegel een verlicht vlak. Fizeau gebruikte bij zijn experiment een sneldraaiend tandwiel. Het licht dat tussen twee tanden van het wiel door op de spiegel viel, moest meter reizen om weer terug bij het wiel te komen. Intussen was het wiel iets verdraaid en viel dit licht net op een tand: de spiegel leek donker. Fizeau verrichtte wat rekenwerk en ontdekte dat het licht een snelheid van km/s moest hebben. Tegenwoordig wordt voor licht een snelheid van bijna km/ s gebruikt. lichtbron A afbeelding 6 Zo bepaalde Fizeau de lichtsnelheid. 89

4

5 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht 1 Zien 4 Bekijk figuur 2. a Teken in figuur 2B het gezichtsveld van Anja en kleur het rood. Leerstof 1 Vul in: a Voorwerpen die zelf licht geven, noem je b Van welke eigenschap van licht maak je daarbij gebruik? b Licht beweegt langs lijnen. c Welke kinderen kan Anja zien? c Je kunt alleen zien hoe een lichtbundel loopt, als waterdruppeltjes of stofdeeltjes d Welke kinderen kan Marco zien? 2 Vul in: a Zonlicht is (kies uit: convergent, evenwijdig of divergent). e Is er een plaats waar je alle kinderen tegelijk kunt zien? Zo ja, zet daar een kruisje. b c Het licht van een lamp is (kies uit: convergent, evenwijdig of divergent). Convergent licht kun je maken met een of een 5 Bij een lichtshow in de openlucht wordt gebruikgemaakt van lampen en lasers. Voor een goede lichtshow ben je afhankelijk van het weer. Waarom lukt een lichtshow het beste bij heiig weer? Toepassingsvragen 3 Het kan van levensbelang zijn uit iemands gezichtsveld te blijven. a b Kleur in figuur 1 het gebied rood waar de muis zich beter niet kan wagen. Geef aan hoe de muis van A naar B kan lopen zonder dat de kat hem ziet. 6 In een zaal wordt een film vertoond. Als iemand een mondvol sigarettenrook voor de projector langs blaast, zie je de 'lichtbundel' uit de projector opeens heel duidelijk. Hoe komt dat? 7 Mirjam beweert: "Ik kan een voorwerp zien doordat licht uit mijn oog op dat voorwerp valt en weer word\ teruggekaatst." Geef je commentaar op deze bewering..a. figuur 1 een kat-en-muisspelletje 40 -

6 8 Als je je hoofd stilhoudt, is je gezichtsveld beperkt, ook al bevinden er zich geen obstakels in de weg. De grootte van je gezichtsveld hangt af van de gezichtshoek van je ogen. Neem aan dat die 160 graden is, waarbij je oogas door het midden loopt. In figuur 3 is van beide ogen de oogas getekend. a b Geef in de tekening je gezichtsveld aan. Om diepte te kunnen zien heb je twee ogen nodig. Geef door arcering in dezelfde tekening aan in welk gebied je diepte kunt zien. Anja o 9 Divergente lichtbundels, die door spotjes worden uitgezonden, kunnen verschillende hoeken hebben (figuur 4). a Welk voordeel heeft het gebruik van een spotje met een lichtbundel van 30 graden boven een lichtbundel van 80 graden? /,, Els o A figuur 2 zien en gezien worden b Welk nadeel moet je dan op de koop toe nemen? A figuur 3 schematisch bovenaanzicht van het hoofd & figuur 4 spotjes met voor- en nadelen 41 -

7 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Extra De lichtsnelheid 10 Reken de lichtsnelheid van km/s om in m/s. 11 Afstanden in de ruimte worden vaak vermeld in lichtjaren. Een lichtjaar is gedefinieerd als de afstand die het licht in één jaar aflegt. a Hoeveel kilometer is een Lichtjaar? b De zon staat 150 miijoen kilometer van ons vandaan. 14 Er bestaan verschillende soorten schaduw. Hoeveel seconden doet het licht erover om de a Wat is een kernschaduw? afstand zon-aarde af te leggen? c De afstand aarde-zon wordt ook wel een astronomische eenhei'd (AE) genoemd. Hoeveel AE is één lichtjaar? 12 Bereken met welk toerental de schijf van Fizeau minimaal moet ronddraaien om de weerkaatsing van de vaste spiegel niet te kunnen zien. Gegeven: het tandrad telt 720 tanden. 42 -

8

9 1 Zien Leerstofvragen 1 a Voorwerpen die zelf licht geven, noem je lichtbronnen. b Licht beweegt langs rechte lijnen. c Je kunt alleen zien hoe een lichtbundel loopt, als waterdruppeltjes of stofdeeltjes het licht weerkaatsen. 2 a Zonlicht is evenwijdig. b Het licht van een lamp is divergent. c Convergent licht kun je maken met een bolle lens of een holle spiegel. Toepassingsvragen 3 a,b Zie figuur 1. b Anja ziet alleen Els. c Wim. En Els (nog net). d Nee, er is geen plaats waar je ze allemaal kunt zien. 5 Bij helder weer zie je geen lichtstralen. Er zijn geen kleine waterdruppels (mist) aanwezig die het licht weerkaatsen. 6 De rookdeeltjes weerkaatsen het licht. Een deel van het weerkaatste licht komt in je ogen terecht. Daardoor kun je de lichtbundel zien. 7 Je ogen zenden geen licht uit. Een oog is geen lichtbron. 8 a,b Zie figuur 3. 4 a Zie figuur 2. 9 a Het licht van een lichtbundel met een hoek van 30 graden is beter gericht op de plek waar je het wilt hebben. b Nadeel is dat je elders in de kamer minder licht hebt. EXTRA De lichtsnelheid 10 De lichtsnelheid is km/s = m/s. 11 a Dit is = 9,46 x m = 9,46 x km b snelheid licht is km/s : = 500 s c Gegeven: 1 lichtjaar = 9, km 1 AE = 150 miljoen km 1 AE = 1, km Berekening: 1 lichtjaar = 9, / 1, AE 1 lichtjaar = 6, AE 1 lichtjaar = AE Van de eigenschap dat licht zich langs rechte lijnen beweegt.

10 12 Bekijk eventueel nog eens het stappenplan in het voorwoord. Stap 1: Lichtsnelheid = m/s. Afgelegde weg = m. Het tandrad telt 720 tanden. (en dus ook 720 openingen). Stap 2: Reistijd van het licht = afstand/snelheid. Stap 3: Reistijd =17 266: =0, s. In die tijd is het wiel van een opening naar een tand gedraaid. Van opening naar tand is 1/1440- ste van de omtrek van het wiel. Eén hele omwenteling duurt , = 0,083 s. Het wiel maakt dus 1/0,083 = 12 omwentelingen per seconde. Stap 4: Het toerental is 12 per seconde. 16 a Tekening B is overdag gemaakt. (zonlicht is evenwijdig) Uit de vorm van het schaduwbeeld in tekening A kun je afleiden dat die alleen bij de lamp kan horen. b Zie figuur a,b Zie figuur 6. 2 Schaduw Leerstofvragen 13 Als het licht van een lichtbron wordt tegen gehouden door een voorwerp, ontstaat schaduw. Als je de lichtstralen tekent die net niet door het voorwerp worden tegengehouden, krijg je het gebied waarin het licht niet kan komen: het schaduwgebied. 14 a Kernschaduw is het gebied waar helemaal geen licht kan komen. b Halfschaduw is het gebied om de kernschaduw waar de schaduw naar de rand toe steeds lichter wordt. Toepassingsvragen 15 Zie figuur 5. c Nee, dat kan niet. De maan bevindt zich in de schaduwkegel van de aarde. Er kan dan geen zonlicht bij de maan komen. d Vlak voor de maansverduistering zie je dat de maan helemaal verlicht is. Deze verlichte kant is naar de aarde gekeerd 18 a Zie figuur 7.

11

12 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht 2 Schaduw Bij een zonsverduistering wordt het in een bepaald gebied op aarde helemaal don~ Anderen zien de zon slechts gedeelteli verduisterd en de meeste mensen zien zelfs helemaal geen zonsverduistering. Hoe zit dat? Het ontstaan van schaduw Schaduw ontstaat als het licht van een lichtbron door een voorwerp wordt tegengehouden. Omdat licht langs rechte lijnen beweegt, kun je op een een- """"= voudige manier het schaduwgebied van een voorwerp bepalen. In afbeelding 7 is dat gedaan voor de schaduw van een auto onder een straatlantaarn: 1 Teken de lichtstralen die net niet door het voorwerp worden tegengehouden (de 'randstralen'). 2 Tussen deze randstralen ligt (achter het voorwerp) het gebied waarin het licht niet kan komen. afbeelding 7 À een au to onder een straatlantaarn Scherpe en onscherpe schaduwbeelden Proef 1 Een scherp schaduwbeeld heeft een duidelijke rand met een scherpe overgang van licht naar donker. Een heel kleine lichtbron, bijvoorbeeld een halogeenlampje, is het meest geschikt om scherpe schaduwbeelden te maken. Ook zonlicht geeft scherpe schaduwbeelden, omdat zonlicht praktisch evenwijdig licht is (afbeelding 8). Een TL-buis is een langwerpige lichtbron. In afbeelding 9 zie je welke schaduw dan ontstaat. Er is een gebied waar helemaal geen licht komt. Dit heet de kernschaduw. Om de kernschaduw heen is een gebied waar de schaduw naar de rand toe steeds lichter wordt: de halfschaduw. afbeelding 8 4 afbeelding 9 4 schaduw door zonlicht kernschaduw en halfschaduw 90

13 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Zons- en maansverduisteringen De aarde draait om de zon. De maan draait op zijn beurt weer om de aarde. Zowel de aarde als de maan hebben een schaduwkegel die altijd van de zon af gericht is. Als de maan in de schaduwkegel van de aarde terechtkomt, wordt hij niet meer beschenen door het licht van de zon. Je spreekt dan van een maansverduistering (afbeelding 10 en 11). Gemiddeld komen per jaar in Nederland een tot twee maansverduisteringen voor. De aarde kan ook door de schaduwkegel van de maan heen bewegen. De maan staat dan, vanuit de aarde bekeken, vóór de zon. Het lijkt alsof de zon is verduisterd. Vandaar de naam zonsverduistering. Een volledige zonsverduistering is altijd maar in een klein gebied op aarde te zien. Dit gebied bevindt zich in de kernschaduw van de maan (afbeelding 12). De mensen in het gebied daaromheen bevinden zich in de halfschaduw van de maan: zij zien de zon gedeeltelijk verduisterd. ~ afbeelding 10 een maansverduistering, op verschillende tijdstippen gefotografeerd ~ afbeelding 11 een maansverduistering (getekend) ~ afbeelding 12 een zonsverduistering (getekend) 91

14 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht De vergrotingsf actor Als je met een puntvormige lichtbron een schaduw ontwerpt van een voorwerp op een scherm, is de schaduw altijd groter dan het voorwerp zelf. In afbeelding 13 zie je daar een voorbeeld van. In dit voorbeeld is het schaduwbeeld 3 x zo lang (en natuurlijk ook 3 x zo breed) als het voorwerp. We zeggen dan: de vergrotfogsfactor N = 3. Je kunt de vergrotingsfactor dus / als volgt berekenen: lengte schaduwbeeld N = lengte voorwerp afbeelding 13 een 3 x vergroot schaduwbeeld Er is nog een andere manier om de vergrotingsfactor te berekenen. Dat zie je in afbeelding 13. We noemen de afstand van lichtbron naar voorwerp a en de afstand van lichtbron naar schaduw b. Er geldt dan: b N=-- a IJ Maak nu de opgaven in je werkboek. Extra Schaduw en fotografie Bij het maken van een foto kunnen schaduwen ervoor zorgen dat een foto onduidelijk wordt. Vooral bij pasfoto's is het belangrijk dat een gezicht egaal wordt verlicht. Om schaduw weg te werken gebruikt een fotograaf een kast waarin een lamp achter een matglazen plaat zit: de lichtkast (afbeelding 14). Het licht van de lamp wordt door het matglas mooi verspreid, waardoor de lichtkast geen puntvormige lichtbron meer is. Er ontstaan dan ook geen strakke schaduwen meer. In plaats van een lichtkast kan een fotograaf ook een paraplureflector gebruikent (afbeelding 15). De lamp schijnt dan niet direct op het gezicht maar tegen de binnenzijde van de paraplu. Deze weerkaatst het licht diffuus en zorgt zo voor een grote lichtbron die weinig strakke schaduwen levert. Met meerdere lichtkasten en paraplureflectors kan de fotograaf voor een goede uitlichting zorgen..t. afbeelding 14 een lichtkast.t. afbeelding 15 een paraplureflector 92

15

16 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Extra De lichtsnelheid 10 Reken de lichtsnelheid van km/s om in m/s. 2 Schaduw Leerstof 13 Hoe kun je in een tekening met een puntlichtbron en een voorwerp het schaduwgebied van het voorwerp bepalen? 11 Afstanden in de ruimte worden vaak vermeld in lichtjaren. Een lichtjaar is gedefinieerd als de afstand die het licht in één jaar aflegt. a Hoeveel kilometer is een Lichtjaar? b De zon staat 150 miijoen kilometer van ons vandaan. 14 Er bestaan verschillende soorten schaduw. Hoeveel seconden doet het licht erover om de a Wat is een kernschaduw? afstand zon-aarde af te leggen? b Wat is een halfschaduw? c De afstand aarde-zon wordt ook wel een astronomische eenhei'd (AE) genoemd. Hoeveel AE is één lichtjaar? Toepassing 15 Teken in figuur 5 de schaduw van de kruk. 12 Bereken met welk toerental de schijf van Fizeau minimaal moet ronddraaien om de weerkaatsing van de vaste spiegel niet te kunnen zien. Gegeven: het tandrad telt 720 tanden. 16 Op een plein staan zes even hoge paaltjes in een kring. Midden boven de paaltjes hangt een Lamp. Van de situatie zijn in bovenaanzicht twee tekeningen gemaakt: één keer overdag als de zon schijnt en één keer 's avonds als de lamp brandt (figuur 6). a Welke van de tekeningen is overdag gemaakt: A of B? Verklaar je antwoord. b Teken in beide figuren de schaduwen van de overige vijf paaltjes. 42 -

17 17 In figuur 7 is een maansverduistering getekend (niet op schaal). a Vul op de juiste plaats de namen in: zon, maan en aarde. b c Teken de schaduwkegel van de aarde. Is het mogelijk dat je op de ene plaats op aarde een volledige maansverduistering ziet en op een andere plaats een gedeeltelijke? Leg uit..6. figuur 5 een kruk met een lamp erboven d Leg uit waarom een maansverduistering alleen kan optreden bij volle maan lamp lamp figuur 7 een maansverduistering.6. figuur 6 paaltjes in een kring 43 -

18 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht.à figuur 8 Waar hangt de gloeilamp van de straatlantaarn? 18 Peter staat onder een straatlantaarn. a Teken de gloeilamp van de straatlantaarn in figuur 8 op de juiste plaats. b Peter is 1, 80 m lang. Hoe hoog hangt de gloeilamp van de straatlantaarn boven de grond?.à figuur 9 een TL-buis boven een kruk 20 Een fel puntvormig lampje bevindt zich 160 cm van een muur. Tussen lampje en muur houdt Amir een balletje met een diameter van 3 cm. Op de muur ontstaat een schaduw van het balletje. De schaduw heeft een diameter van 15 cm. Hoe ver bevindt het balletje zich dan van het lampje? 19 Een TL-buis hangt boven een kruk (figuur 9). a b c Teken de kernschaduw van de kruk met blauw. Teken de halfschaduw van de kruk met rood. Een muis loopt over de kamervloer van de linkermuur naar de rechtermuur, onder de kruk door. Beschrijf hoe de muis het licht op de vloer ziet veranderen. 21 Bert wil op een zonnige dag de hoogte van een kerktoren bepalen. Hij steekt een stok rechtop in de grond. De stok heeft een hoogte van 1,20 m en werpt een schaduw van 92 cm. Bert meet de lengte van de schaduw van de kerktoren vanaf de torenmuur en komt uit op 42 m. a Hoe hoog is de toren ongeveer? 44 -

19 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht b Bert meet de schaduw van de toren vanaf de toren c Wat moet Bert doen om een betere waarde voor de muur. Vindt hij op deze manier een te hoge of een hoogte van de toren te vinden? te lage waarde voor de hoogte van de toren? Leg je antwoord uit. Extra Schaduw en fotografie 22 Op pasfoto's moet je goed herkenbaar zijn. Er mogen geen schaduwen op je gezicht te zien zijn. Als de schoolfotograaf binnen pasfoto's maakt, moet hij een flitser gebruiken. Hoe voorkomt hij dan schaduwen? b Waarvoor gebruik je dat licht? c Wat voor soort licht geeft lamp 2? D A direct licht 0 B indirect licht D C diffuus licht 23 In figuur 10 zie je een vloerlamp met leeslamp. a Wat voor soort licht geeft lamp 1? D A direct licht D B indirect licht D C diffuus licht d Waarvoor gebruik je dat licht? À figuur 10 vloerlamp met Leeslamp 3 Spiegelen Leerstof 24 Vraag over spiegelen: a Teken in figuur 11 de normaal op de plaats waar de lichtstraal op de spiegel valt. b Meet de hoek van inval. c Teken de teruggekaatste lichtstraal. À figuur 11 Hoe kaatst de Lichtstraal terug? 45 -

20

21 12 Bekijk eventueel nog eens het stappenplan in het voorwoord. Stap 1: Lichtsnelheid = m/s. Afgelegde weg = m. Het tandrad telt 720 tanden. (en dus ook 720 openingen). Stap 2: Reistijd van het licht = afstand/snelheid. Stap 3: Reistijd =17 266: =0, s. In die tijd is het wiel van een opening naar een tand gedraaid. Van opening naar tand is 1/1440- ste van de omtrek van het wiel. Eén hele omwenteling duurt , = 0,083 s. Het wiel maakt dus 1/0,083 = 12 omwentelingen per seconde. Stap 4: Het toerental is 12 per seconde. 16 a Tekening B is overdag gemaakt. (zonlicht is evenwijdig) Uit de vorm van het schaduwbeeld in tekening A kun je afleiden dat die alleen bij de lamp kan horen. b Zie figuur a,b Zie figuur 6. 2 Schaduw Leerstofvragen 13 Als het licht van een lichtbron wordt tegen gehouden door een voorwerp, ontstaat schaduw. Als je de lichtstralen tekent die net niet door het voorwerp worden tegengehouden, krijg je het gebied waarin het licht niet kan komen: het schaduwgebied. 14 a Kernschaduw is het gebied waar helemaal geen licht kan komen. b Halfschaduw is het gebied om de kernschaduw waar de schaduw naar de rand toe steeds lichter wordt. Toepassingsvragen 15 Zie figuur 5. c Nee, dat kan niet. De maan bevindt zich in de schaduwkegel van de aarde. Er kan dan geen zonlicht bij de maan komen. d Vlak voor de maansverduistering zie je dat de maan helemaal verlicht is. Deze verlichte kant is naar de aarde gekeerd 18 a Zie figuur 7.

22 b Peter is 1,80 m. Op de tekening is Peter 58 mm. Op de tekening hangt de lamp 110 mm hoog. In werkelijkheid (110/58) 1,80 m = 3,42 m. b Eigenlijk is de waarde van 42 m te klein omdat hij maar tot de torenmuur meet. Dus is de hoogte ook te laag. C Hij zou bij de waarde van 42 nog de helft van de dikte van de toren erbij moeten tellen. Extra 22 Door gebruik te maken van een lichtkast of een paraplureflector, hierdoor wordt het licht verspreid, waardoor er geen puntvormige lichtbron is, er ontstaan dan ook geen strakke schaduwen meer 19 a,b Zie figuur a C b als verlichting van de omgeving c B d om je leesmateriaal te verlichten 3 Spiegelingen Leerstofvragen 24 a Zie figuur 9. c licht donkerder (halfschaduw) donker (kernschaduw) minder donker (halfschaduw) licht. b Deze is 40. c Zie figuur N = lengte schaduwbeeld/lengte voorwerp N = 15 / 3 N = 5 Toepassingsvragen 26 Fred en zijn spiegeltje. N = 5 is berekend en b is gegeven is (160 cm). a kan je uitrekenen met behulp van de formule: N = b/v 5 = 160/v v= 160/5 v= 32 cm. 21 a Verhouding van hoogte en schaduw bij de stok: 120/92 = 1,30. Deze verhouding geldt ook voor de toren. De toren is dus 1,3 42 = 54,6 m.

23

24 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht BMA El) 3 Spiegelen Maarten rijdt naar school. In de verte ziet hij een ambulance aan komen rijden. Voor het eerst valt het hem op dat het woord AMBULANCE in spiegelschrift op de voorkant staat. "Wat raar", denkt Maarten, "waarom zouden ze dat doen?" Spiegelbeelden Proef 2 Als je in een vlakke spiegel kijkt, zie je je spiegelbeeld achter de spiegel (afbeelding 16). Dat een spiegelbeeld achter de spiegel lijkt te staan, kun je als volgt ontdekken: kijk snel achter elkaar naar je hand die de spiegel vasthoudt en het spiegelbeeld van je gezicht. Je voelt dan dat je ogen zich steeds anders moeten instellen: het spiegelbeeld staat verder weg dan je hand. De spiegelwereld verschilt op één belangrijk punt van de wereld voor de spiegel. Dat merk je meteen als je tekst bekijkt via een spiegel. Je ziet de tekst dan in spiegelschrift. De spiegelwet Proef 3 In de tekening van afbeelding 17 zie je hoe een vlakke spiegel een evenwijdige sma lle lichtbundel terugkaatst. Omdat je zo'n lichtbundel kunt tekenen als één lichtstraal, zeg je in plaats van 'evenwijdige smalle lichtbundel' meestal kortweg 'lichtstraal'. Op de plaats waar de lichtstraal de spiegel raakt, is een lijn getekend die _. afbeelding 16 loodrecht op de spiegel staat: de normaal ( of loodlijn). De hoek tussen de een truc met een spiegel invallende lichtstraal en de normaal heet de hoek van inval (i). De hoek tussen de teruggekaatste lichtstraal en de normaal heet de hoek van terugkaatsing (t) (afbeelding 17). Bij terugkaatsing door een spiegel geldt altijd: hoek van inval = hoek van terugkaatsing of in symbolen: L i= L t Deze regel wordt de spiegelwet genoemd..à afbeelding 17 terugkaatsing van een lichtstraal door een spiegel 93

25 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht afbeelding 18 & het tekenen van een teruggekaatste lichtstraal met de spiegelwet oc L1 ==z_ Lz L1 spiegel Lz K:=========tL 3 De teruggekaatste lichtstraal tekenen Met de spiegelwet kun je tekenen hoe een lichtstraal door de spiegel wordt teruggekaatst (afbeelding 18}: 1 Leg je geodriehoek neer zoals in de tekening. 2 Teken de normaal. 3 Lees de hoek van inval af. 4 Leg je geodriehoek nu langs de andere kant van de normaal. 5 Pas de spiegelwet toe en geef de hoek van terugkaatsing aan. 6 Teken de teruggekaatste lichtstraal. De plaats van het spiegelbeeld tekenen Proef 4 Het spiegelbeeld bevindt zich even ver achter de spiegel als het voorwerp ervoor. Je kunt als volgt de plaats van het spiegelbeeld vinden (afbeelding 19}: 1 Kies een willekeurig punt L van het voorwerp. 2 Leg je geodriehoek neer zoals in de tekening. 3 Teken het beeldpunt B zodanig dat B even ver achter de spiegel ligt als L ervoor. -94 '. L !83 Bz afbeelding 19 & het tekenen van een spiegelbeeld met de spiegelwet Op deze manier kun je het spiegelbeeld van elk punt van het voorwerp bepalen. Nummer de punten van het voorwerp: L 1, L 2, L 3, enzovoort. Nummer de punten van het beeld: 8 1, 8 2, 8 3, enzovoort. Als een punt niet recht voor de spiegel ligt, mag je de spiegel in je tekening denkbeeldig verlengen om het beeldpunt te kunnen vinden.

26 - BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Terugkaatsen via het spiegelbeeld Behalve de spiegelwet kun je ook het beeldpunt gebruiken om te tekenen hoe lichtstralen of lichtbundels op een vlakke spiegel terugkaatsen. Kijk maar eens naar afbeelding 20. Als je wilt weten hoe de lichtstraal vanuit L via de spiegel terugkaatst, bepaal je eerst het beeldpunt van L. Dit is punt B. Nu lijkt het licht vanuit B te komen, dus trek je vanuit B lijn l. Het gedeelte van lijn l voor de spiegel is de teruggekaatste lichtstraal. Je kunt zowel de spiegelwet als het beeldpunt gebruiken om de terugkaatsing via een spiegel te bepalen. Vaak is het handiger de beeldpuntmethode te gebruiken, omdat spiegelen sneller gaat dan het toepassen van de spiegelwet. Zonnespiegel voor dorp in schaduw Met een megaspiegel wil het Noord-Italiaanse dorp Viganella meer zonlicht naar zich toe leiden. Het dorp ligt in een smal dal en bevindt zich 83 winterdagen volledig in de schaduw van de omliggende bergen. Een helikopter moet nog deze maand de reusachtige stalen spiegel van veertig vierkante meter op 1100 meter hoogte brengen. afbeelding 20 Zo teken je een teruggekaatste lichtstraal met behulp van het beeldpunt. Ook nu geldt de spiegelwet. ~ afbeelding 21 ook handig Uit: De Gelderlander. ~ Maak nu de opgaven in je werkboek. Extra De reflector De man in afbeelding 22 kijkt in een zogenoemde tripelspiegel. Zo'n spiegel bestaat uit drie spiegels, die loodrecht op elkaar zijn geplaatst. Als je in een tripelspiegel kijkt, zie je je gezicht 'op z'n kop'. Als je met je hoofd van links naar rechts gaat, beweegt het spiegelbeeld net de andere kant op. De verklaring hiervoor is de volgende. Een lichtbundel die van ons gezicht uitgaat, wordt door de tripelspiegel in precies dezelfde richting teruggekaatst (afbeelding 23). Van dit principe wordt onder andere gebruikgemaakt bij een fietsreflector. Deze bestaat uit heel veel kleine tripelspiegeltjes. Licht van een auto dat op de reflector valt, wordt teruggekaatst in de richting van de auto: de fietser is 'zichtbaar' geworden..à. afbeelding 22 beeldvorming in de tri pelspiegel afbeelding 23 Zo vindt reflectie plaats in de tripelspiegel. 95

27

28 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht b Bert meet de schaduw van de toren vanaf de toren c Wat moet Bert doen om een betere waarde voor de muur. Vindt hij op deze manier een te hoge of een hoogte van de toren te vinden? te lage waarde voor de hoogte van de toren? Leg je antwoord uit. Extra Schaduw en fotografie 22 Op pasfoto's moet je goed herkenbaar zijn. Er mogen geen schaduwen op je gezicht te zien zijn. Als de schoolfotograaf binnen pasfoto's maakt, moet hij een flitser gebruiken. Hoe voorkomt hij dan schaduwen? b Waarvoor gebruik je dat licht? c Wat voor soort licht geeft lamp 2? D A direct licht 0 B indirect licht D C diffuus licht 23 In figuur 10 zie je een vloerlamp met leeslamp. a Wat voor soort licht geeft lamp 1? D A direct licht D B indirect licht D C diffuus licht d Waarvoor gebruik je dat licht? À figuur 10 vloerlamp met Leeslamp 3 Spiegelen Leerstof 24 Vraag over spiegelen: a Teken in figuur 11 de normaal op de plaats waar de lichtstraal op de spiegel valt. b Meet de hoek van inval. c Teken de teruggekaatste lichtstraal. À figuur 11 Hoe kaatst de Lichtstraal terug? 45 -

29 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Toepassing 26 Fred probeert met een spiegeltje de aandacht van een van de meisjes in figuur 12 te trekken. In de figuur is de richting van het zonlicht aangegeven. Laat aan de hand van een constructie in de figuur zien welk meisje zijn lichtsignaal ontvangt. 27 De tekening van figuur 14a komt uit een natuurkundeboek. Als je de munt in de gleuf houdt, kun je toch nog gewoon door de kokers heenkijken. Natuurlijk is hier gewerkt met spiegels. Teken in figuur 14b hoe de spiegels in de kokers moeten worden aangebracht. Aanwijzing: het licht gaat onder de munt door. cilinder u 1 doos à figuur 12 Romeo Sunshine en Julia Mirror? 25 Op een spiegel valt een divergente lichtbundel uit een zaklantaarn (figuur 13). Teken hoe de lichtbundel wordt teruggekaatst. Ä figuur 14a en b een oud apparaat 28 Een zonne-energiecentrale bestaat uit een groot aantal vlakke spiegels die het zonlicht naar een oven moeten weerkaatsen. De spiegels staan op palen (figuur 15). Je ziet de oven, drie palen (de spiegels zijn nog niet getekend) en de richting van het zonlicht. Teken in welke stand de spiegels moeten worden gezet om het licht van de zon naar het midden van de oven te spiegelen. 29 Op de ruit van een kapperszaak staat vanaf de straat gezien het woord KAPPER. a Schrijf op hoe een klant dit woord ziet als hij vanuit de kapperszaak naar buiten kijkt. & figuur 13 een divergente lichtbundel uit een zaklantaarn b Schrijf ook op hoe hij dit woord ziet als hij via de kappersspiegel naar buiten kijkt. 46 -

30 .à figuur 15 een zonne-energiecentrale 30 Hans staat voor een spiegel (figuur 16). a b c d e Teken de beeldpunten: van het topje van zijn hoofd (LJ van zijn oog (L2). van het puntje van zijn neus (LJ van zijn kin (LJ Teken nu het spiegelbeeld van zijn complete gezicht. 31 In figuur 17 zie je een bovenaanzicht van Rik en Co nnie die voor een spiegel staan. Rik ziet het spiegelbeeld van de bal in P. Waar ziet Connie het spiegelbeeld van de bal? D A Connie ziet het spiegelbeeld ook in P. D B Connie ziet het spiegelbeeld in Q. D D c D Co nnie ziet het spiegelbeeld in R. Ze ziet het spiegelbeeld van de bal helemaal nergens. R p Q bal Ä figuur 16 spiegeltje, spiegeltje aan de wand... Connie Rik Ä figuur 17 Waar is de bal? 47 -

31 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Extra De reflector 32 Welk voordeel heeft een reflector achter op het spatbord van een fiets in vergelijking met een gewone spiegel? 4 Licht en kleur Leerstof 34 Wit licht is een 'mengsel' van kleuren. a Hoe kun je wit licht splitsen in verschillende kleuren? b Hoe heet de reeks kleuren die zo ontstaat? 33 In figuur 18 zie je de doorsnede getekend van het oppervlak van een reflector. Op de reflector valt een evenwijdige lichtbundel. Construeer hoe het licht wordt teruggekaatst. c Wat doet een wit voorwerp met de opvallende zonnestraling? 35 Niet alle lichtbronnen geven hetzelfde licht. a Welke lichtbron geeft helder wit licht? b Welke lichtbron geeft zuiver geel licht? Toepassing figuur 18 Hoe kaatst de reflector het licht terug? 36 Josette wil een zomerjurk maken. In een stoffenwinkel met TL-verlichting heeft ze een stof gevonden die haar wel geschikt lijkt. Voordat ze de stof koopt, loopt ze naar de deur om de stof bij daglicht te bekijken. Waarom doet ze dat? 48 -

32

33 b Peter is 1,80 m. Op de tekening is Peter 58 mm. Op de tekening hangt de lamp 110 mm hoog. In werkelijkheid (110/58) 1,80 m = 3,42 m. b Eigenlijk is de waarde van 42 m te klein omdat hij maar tot de torenmuur meet. Dus is de hoogte ook te laag. C Hij zou bij de waarde van 42 nog de helft van de dikte van de toren erbij moeten tellen. Extra 22 Door gebruik te maken van een lichtkast of een paraplureflector, hierdoor wordt het licht verspreid, waardoor er geen puntvormige lichtbron is, er ontstaan dan ook geen strakke schaduwen meer 19 a,b Zie figuur a C b als verlichting van de omgeving c B d om je leesmateriaal te verlichten 3 Spiegelingen Leerstofvragen 24 a Zie figuur 9. c licht donkerder (halfschaduw) donker (kernschaduw) minder donker (halfschaduw) licht. b Deze is 40. c Zie figuur N = lengte schaduwbeeld/lengte voorwerp N = 15 / 3 N = 5 Toepassingsvragen 26 Fred en zijn spiegeltje. N = 5 is berekend en b is gegeven is (160 cm). a kan je uitrekenen met behulp van de formule: N = b/v 5 = 160/v v= 160/5 v= 32 cm. 21 a Verhouding van hoogte en schaduw bij de stok: 120/92 = 1,30. Deze verhouding geldt ook voor de toren. De toren is dus 1,3 42 = 54,6 m.

34 28 Een zonne-energiecentrale 29 a b De klant ziet het woord KAPPER. 30 a,b,c,d,e Zie figuur een divergente lichtbundel 31 A: Connie ziet het spiegelbeeld ook in P. 27 spiegels in de kokers

35 EXTRA De reflector 3 2 Het licht kaatst altijd terug in de richting waar het vandaan komt. 33 het terugkaatsen van een evenwijdige lichtbundel b c zwart De letters zijn nu wel goed te lezen. 40 Vitesse (zwartgeel gestreept) 41 a Hassan ziet alleen de letters SUPER, de rode letters vallen niet meer op door het rode stuk plastic b Hassan ziet de letters NOVA c Hassan ziet de letters SUPER d Hassan ziet geen letters EXTRA De laser 42 Het cellofaan laat hoofdzakelijk rood licht door. Maar het doorgelaten licht bestaat wel uit meerdere kleuren (tinten) rood. In het spectrum zie je dan niet één lijn maar een golflengtegebied. 43 a lichtsnelheid = km/s. 2 afstand aarde-maan = km = km. tijd = afstand/snelheid = / = 2,53 s. b afstand aarde-maan = m = cm. 20 cm = 0, % van de afstand aarde-maan. De tijd moet dus ook zo nauwkeurig worden gemeten. Dit is met een nauwkeurigheid van 0, %. 4 Licht en kleur Leerstofvragen 34 a Met een prisma kun je wit licht in verschillende kleuren splitsen. b Een spectrum. c Een wit voorwerp kaatst het grootste deel van het zonlicht terug. 5 Infrarood en ultraviolet Leerstofvragen 44 a Infrarode straling. b Wit licht en infrarode straling. c Wit licht, infrarode straling en ultraviolette straling. 45 IR = infrarood, UV = ultraviolet. 35 a De zon geeft helder wit licht. b Een natriumlamp geeft zuiver geel licht. Toepassingsvragen 36 Een tl-buis zendt geen zuiver wit licht uit. Daglicht is wel zuiver wit licht. Josette kan de kleur bij daglicht beter bekijken. Alle kleuren worden dan even veel weerkaatst, omdat daglicht alle kleuren in even sterke mate bevat. 37 a In het licht van een natriumlamp, lijkt een witte Nissan geel. b In het licht van een natriumlamp, lijkt een groene Ford grijs/zwart. c In het licht van een natriumlamp, lijkt een gele Alfa geel. d In het licht van een natriumlamp, lijkt een blauwe Opel zwart. 38 a rood b rood c Nee, rode letters op een rood T-shirt kun je niet lezen. 39 a blauw Toepassingsvragen 46 a Een gloeilamp geeft helder wit licht. b Een natriumlamp en een laser geven licht van één kleur (respectievelijk geel en rood). c Met een UV-lamp kun je onderzoeken of een bankbiljet echt is. 47 Als er geen filter zou zitten, zouden de dia s kunnen verbranden. 48 a Je lichaam wordt warm door de infrarode straling, maar de sneeuw niet. De witte sneeuw weerkaatst deze straling. b De sneeuw weerkaatst UV-straling en een deel daarvan komt op je lichaam. Daardoor wordt je sneller bruin: je ontvangt meer UV-straling.

36

37 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht 4 Licht en kleur Ben fietst 's avonds naar huis in zijn roodwltte T-shirt. Als hij onder een gele straatlamp door fietst, lijkt het T-shirt geelzwart te zijn. Hoe kan dat? Het kleurenspectrum van zonlicht Het licht van de zon bestaat uit alle kleuren van de regenboog. Dat kun je aantonen door wit licht op een prisma te laten vallen, zoals in de opstelling van afbeelding 24. Op het scherm iis dan een reeks kleuren te zien: rood, oranje, geel, groen, blauw en violet. Deze reeks kleuren wordt een spectrum genoemd. Je kunt de verschillende kleuren licht ook weer samenvoegen. Je krijgt dan het oorspronkelijke witte licht terug. -96 afbeelding 24.& kleuren maken met een prisma afbeelding 25.& Zo gebruik je een zakspectroscoop. Gekleurde voorwerpen zien Overdag worden de dingen om je heen door de zon verlicht. Daardoor zie je de wereld om je heen 'in kleur'. Die kleuren ontstaan doordat veel voorwerpen maar een deel van het (witte) zonlicht terugkaatsen. Zo weerkaatst rode kleding vooral rood licht en blauwe kleding vooral blauw licht. Het licht dat niet wordt teruggekaatst, wordt door het voorwerp geabsorbeerd. Het licht wordt daarbij omgezet in warmte. Witte voorwerpen kaatsen vrijwel al het zonlicht terug. Daarbij worden alle kleuren even sterk weerkaatst. In het teruggekaatste licht vind je (net als in het zonlicht zelf) alle kleuren van de regenboog. Zwarte voorwerpen kaatsen heel weinig licht terug. Bijna al het zonlicht wordt geabsorbeerd, van welke kleur het ook is. Dat heb je al gelezen in hoofdstuk 4. De kleur van voorwerpen Er zijn lichtbronnen die maar één kleur licht geven. Een natrium lamp bijvoorbeeld geeft licht met een zuiver gele kleur. Je kunt dat nagaan met een (zak)spectroscoop. In afbeelding 25 zie je hoe je de spectroscoop moet gebruiken. Als je in de spectroscoop kijkt, zie je een spectrum van het licht van de lamp. Je kunt direct zien uit welke kleuren het licht bestaat. Bij een natriumlamp bestaat het spectrum slechts uit twee smalle lijntjes in het gele gebied van het spectrum. Soms zie je ook nog een lijntje van het gas neon in het oranjegebied. Dit gas wordt toegevoegd om de natri umlamp beter te laten werken.

38 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht ~ afbeelding 26 kleurige kleren in zonlicht (lin ks) en in natriumlicht (rechts) Als je een blauwe trui bekijkt onder een natriumlamp, lijkt de trui vrijwel zwart. Dat komt doordat de trui het gele licht van de natriumlamp bij na helemaal absorbeert (afbeelding 26). Een gele trui zal in natriumlicht zijn gele kleur houden. De spectra van gasontladingslampen Proef 5 Een TL-lamp en een SL-lamp geven allebei wit licht. Maar als je de spectra van beide lampen vergelijkt, blijken ze toch behoorlijk van elkaar te verschillen. Of een lichtbron echt 'wit' is, kun je nagaan door het spectrum ervan te vergelijken met dat van de zon. Dan blijkt dat bijvoorbeeld in het spectrum van een TL-buis enkele kleuren sterk overheersen. Kijk zelf maar eens met een zakspectroscoop naar beide tampen. Kleurfilters Proef 6 Een kleurfilter laat van wit licht dat op het filter valt, maar bepaalde kleuren door en absorbeert de andere. Zo Laat een roodfilter vooral licht uit het rode gebied van het filter door. Kleurfilters worden veel gebruikt bij toneelverlichting en in de fotografie (afbeelding 27). - f 1 ' ' "~ A afbeelding 27 de werking van een roodfilter schematisch weergegeven IJ Maak nu de opgaven in je werkboek. Extra De laser De laser is een lichtbron die licht geeft van één kleur. Zo geeft een neonlaser licht met een zuiver rode kleur. Een tweede bijzonderheid van een laser is dat deze een smalle evenwijdige lichtbundel geeft, die ook over grote afstanden bijna niet divergeert (afbeelding 28). Vanwege deze laatste eigenschap kun je de laser gebruiken als een soort liniaal. loser A afbeelding 28 een laserstraal, zichtbaar gemaakt met rook Zo wordt de laser bijvoorbeeld gebruikt bij het graven van tunnels. De laser in afbeelding 29 schijnt op een lichtsensor, die op de boorkop zit. Zodra de boorkop uit de koers raakt, treft de laserbundel niet meer de sensor. De beweging van de boorkop wordt zo bijgestuurd dat het laserlicht weer precies op de sensor valt. Op die manier kunnen afwijkingen bij het boren worden beperkt tot enkele centimeters. ~ afbeelding 29 Zo wordt een laser gebruikt bij het graven van een tunnel. boormachine 97

39

40 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Extra De reflector 32 Welk voordeel heeft een reflector achter op het spatbord van een fiets in vergelijking met een gewone spiegel? 4 Licht en kleur Leerstof 34 Wit licht is een 'mengsel' van kleuren. a Hoe kun je wit licht splitsen in verschillende kleuren? b Hoe heet de reeks kleuren die zo ontstaat? 33 In figuur 18 zie je de doorsnede getekend van het oppervlak van een reflector. Op de reflector valt een evenwijdige lichtbundel. Construeer hoe het licht wordt teruggekaatst. c Wat doet een wit voorwerp met de opvallende zonnestraling? 35 Niet alle lichtbronnen geven hetzelfde licht. a Welke lichtbron geeft helder wit licht? b Welke lichtbron geeft zuiver geel licht? Toepassing figuur 18 Hoe kaatst de reflector het licht terug? 36 Josette wil een zomerjurk maken. In een stoffenwinkel met TL-verlichting heeft ze een stof gevonden die haar wel geschikt lijkt. Voordat ze de stof koopt, loopt ze naar de deur om de stof bij daglicht te bekijken. Waarom doet ze dat? 48 -

41 37 Een parkeerterrein wordt verlicht door natriumlampen. Daardoor kun je 's nachts niet goed zien welke kleur de geparkeerde auto's hebben. Welke kleur lijken de volgende auto's bij benadering te hebben in het licht van de natriumlampen. a b Een witte Nissan? Een groene Ford? 40 Dennis voetbalt bij Sparta in een wit shirt met rode strepen. Als hij onder een natriumlamp doorloopt, verandert hij heel even in een speler van een andere voetbalclub. Welke club is dat? D A Heracles Almelo (zwartwit gestreept). D B Go Ahead (roodgeel gestreept). D c Vitesse (zwartgeel gestreept). D D ADO (geelgroen gestreept). c d Een gele Alfa Romeo? Een blauwe Opel? 41 Op een wit vel papier staan twee woorden: SUPER met groene letters en NOVA met rode letters. a Hassan legt een stuk rood doorzichtig plastic over de letters. Wat ziet Hassan? Verklaar dat. 38 Het toneel van een theater wordt verlicht door toneellampen. Voor enkele toneellampen is een rood filter geplaatst. De artiest heeft een wit T-shirt aan met daarop een tekst in rode letters. Op een gegeven moment branden alleen de rode toneellampen. a Welke kleur lijkt het shirt dan te hebben? b Wat ziet Hassan als hij een stuk groen doorzichtig plastic over de letters legt? b c Welke kleur lijken de letters dan te hebben? Kun je de tekst op het shirt dan lezen? Leg uit. c Els geeft Hassan een rood vel papier met daarop de woorden SUPER in groen en NOVA in wit. Wat ziet Hassan nu met het rode plastic over de woorden? 39 Voor enkele andere toneellampen is een blauw filter aangebracht. Op een gegeven moment branden alleen de blauwe toneellampen. a Welke kleur lijkt het shirt uit vraag 38 dan te hebben? d En met het groene plastic over de woorden? b Welke kleur lijken de letters dan te hebben? c Kun je de tekst op het shirt dan lezen? Leg uit. 49 -

42 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Extra De laser 42 Het spectrum van een rode laser bestaat slechts uit één smal Lijntje in het rode gebied: je spreekt in zo'n geval van monochromatisch (letterlijk: eenkleurig) licht. Lisette bootst zo'n monochromatische lichtbron na door een rood stukje cellofaan voor een kleine zaklamp te houden. Leg uit waarin het spectrum van deze zaklamp verschilt van dat van de echte Laser. 5 Infrarood en ultraviolet Leerstof 44 Naast zichtbare straling is er ook onzichtbare straling. a b Welke soort( en) straling zendt een hete radiator uit? Welke soort( en) straling zendt de gloeidraad van een gloeilamp uit? c Welke soort(en) straling zendt de zon uit? 43 Om de afstand van de aarde tot de maan heel precies te kunnen meten, is op de maan een spiegelreflector neergezet met een oppervlak van 1, 4 m2 Met een laser op aarde wordt op deze reflector geschenen. Daarmee wordt de tijd bepaald die een lichtpuls erover doet om 2 x de afstand aarde-maan af te leggen. a Bereken deze tijd als de afstand aarde-maan ongeveer km bedraagt. 45 Geef met een schets in figuur 19 aan waar IR- en UV-straling zich bevinden ten opzichte van het kleurenspectrum van zichtbaar licht..à figuur 19 IR en UV Toepassing 46 Een UV-lamp, een natriumlamp, een gloeilamp en een laser geven allemaal licht. a Welke lamp( en) geeft (geven) helder 'wit' licht? b Met deze methode is het mogelijk om de afstand aarde-maan tot op 20 cm nauwkeurig te bepalen. In hoeveel cijfers nauwkeurig moet de tijd dan gemeten b Welke lamp( en) geeft (geven) licht van één kleur? kunnen worden? c Welke lamp( en) kun je gebruiken om te onderzoeken of een bankbiljet echt is? 50 -

43

45

46 -98 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht 5 Infrarood en ultraviolet Said heeft thuis een serie apparaten die met een afstandsbediening werken, zoals de cd-speler, de tv en de videorecorder. Maar hoe werkt een afstandsbediening? Infrarode straling De zon straalt behalve wit licht ook infrarode straling en ultraviolette straling uit. Infrarode straling is ook al behandeld in hoofdstuk 4. Je kunt infrarode straling (IR-straling) niet zien maar wel voelen, omdat je huid warm wordt als er IR-straling op valt. Zo kun je voor de behandeling van spierblessures speciale 'warmtelampen' kopen. Deze lampen zenden vooral veel IR-straling uit en bovendien nog rood licht (afbeelding 30}. Als je een spectrum maakt van de straling van een warmtelam p, vind je de IR-straling naast het rood. De naam 'infrarood' betekent letterlijk 'vóór het rood'. Je kunt IR-straling aantonen met speciale films die gevoelig zijn voor infrarood. afbeelding 30 Á behandeling van een spierblessure met een IR-lamp Toepassingen van infrarode straling Tegenwoordig hebben de meeste audiovisuele apparaten afstandsbediening. De afstandsbediening is in feite een zendertje: als je op een knop drukt, zendt het een infrarood signaal uit dat bestaat uit een reeks infrarode 'flitsen'. In de tv zit een sensor ( ontvanger) die hiervoor gevoelig is. Het ontvangen infrarode signaal wordt vervolgens vertaald in een elektrisch signaal, bijvoorbeeld voor het overschakelen naar een andere zender. Infrarood-sensoren worden ook gebruikt in alarminstallaties. De sensoren reageren op de infrarode straling (warmtestraling) die wordt uitgestraald door voorbijlopende mensen. Ultraviolette straling Als je een tijdje in de zon ligt, zal je huid verkleuren: hij wordt rood (bij verbranding) of bruin (afbeelding 31). Als je al een bruine huid hebt, wordt hij nog donkerder van kleur. Dat komt door de ultraviolette straling (UVstraling) in zonlicht. Te veel UV-straling is slecht voor je huid. Dat kan huidkanker veroorzaken.

47 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Er bestaan lampen die vooral UV-straling uitzenden. Deze UV-lampen worden onder andere gebruikt in zonnebanken. Behalve de UV-straling geven ze ook een beetje violet licht. Aan dit violette licht kun je een UV-lamp herkennen. Als je een spect rum maakt van de straling van een UV-lamp, vind je de UVstraling naast het violet. De naam 'ultraviolet' betekent letterlijk 'voorbij het violet' (afbeelding 32). Je kunt UV-straling niet zien, maar wel aantonen met stoffen die oplichten als er UV-straling op valt. Zo licht een wit overhemd op in een discotheek waar UV-lampen branden. De ozonlaag In de aardatmosfeer komt tussen tien en vijftig kilometer hoogte het gas ozon voor. De concentratie van het ozon is zeer klein. Toch kan deze 'ozonlaag' een groot gedeelte van de UV-straling va n de zon absorberen. De ozonlaag is dus een beschermende laag. Door scheikundige reacties van ozon met bepaalde chloorhoudende gassen (sommige 'drijfgassen' in spuitbussen) wordt het ozon afgebroken. De ozonlaag wordt 'dunner' en er ontstaan 'gaten' in de ozonlaag (afbeelding 33). Op dit moment is het gebruik van chloorhoudende drijfgassen dan ook bijna nergens meer toegestaan. zichtbaar licht.& afbeelding 31 pas op met zonnebaden IR uv "4 afbeelding 32 de ligging van IR- en UV-licht in het spectrum rood violet Recordverdunning van de ozonlaag "4 afbeeldi ng 33 verdunning van de ozonlaag Genève - De ozonlaag boven Groot-Brittannië en Scandinavië is dezer dagen weer veel dunner dan in de afgelopen jaren, zodat de inwoners van deze dichtbevolkte gebieden worden blootgesteld aan ongekend hoge doses ultraviolette straling. Uit cijfers die de Wereld Meteorologische Organisatie gisteren heeft gepubliceerd, blijkt dat in januari, februari en begin maart gemiddeld 30% minder ozon in de atmosfeer zat dan gebruikelijk. Op sommige dagen in februari en maart was er zelfs sprake van een reductie van 45%, een record voor het noordelijk halfrond. Uit: NRC Handelsblad. IJ Maak nu de opgaven in je werkboek. 99

48 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Extra Elektromagnetische straling Licht, IR-straling en UV-straling zijn voorbeelden van elektromagnetische straling. In afbeelding 34 zie je een overzicht van alle soorten elektromagnetische straling. Het is een uitgebreid spectrum, waarin elke soort straling een vaste plaats heeft. Van dit hele spectrum is maar een klein deel zichtbaar (het zichtbare licht). Alle soorten elektromagnetische straling hebben dezelfde snelheid: km/s. Radiogolven worden gebruikt om signalen over te brengen van de zendmast naar de radio- en tv-antennes. Met radargolven worden de posities van schepen en vliegtuigen vastgesteld. Microgolven worden in de magnetron gebruikt om voedsel op te warmen. Röntgenstraling ken je al uit hoofdstuk 1: het wordt gebruikt voor het maken van röntgenfoto's. Gammastraling wordt spontaan door bepaalde stoffen uitgezonden. Zulke stoffen noem je radioactief (letterlijk: 'straling uitzendend'}. Röntgenstraling en gammastraling zijn gevaarlijk, omdat ze in je lichaam kunnen doordringen en daar cellen kunnen beschadigen. Deze straling wordt ioniserende straling genoemd. gamma röntgen uv IR radormicragolven radiogolven 1fm 1 pm 1 nm.& afbeelding 34 het spectrum van elektromagnetische straling 1µm 1mm 1m 1 km... golflengte 100

49

50 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Extra De laser 42 Het spectrum van een rode laser bestaat slechts uit één smal Lijntje in het rode gebied: je spreekt in zo'n geval van monochromatisch (letterlijk: eenkleurig) licht. Lisette bootst zo'n monochromatische lichtbron na door een rood stukje cellofaan voor een kleine zaklamp te houden. Leg uit waarin het spectrum van deze zaklamp verschilt van dat van de echte Laser. 5 Infrarood en ultraviolet Leerstof 44 Naast zichtbare straling is er ook onzichtbare straling. a b Welke soort( en) straling zendt een hete radiator uit? Welke soort( en) straling zendt de gloeidraad van een gloeilamp uit? c Welke soort(en) straling zendt de zon uit? 43 Om de afstand van de aarde tot de maan heel precies te kunnen meten, is op de maan een spiegelreflector neergezet met een oppervlak van 1, 4 m2 Met een laser op aarde wordt op deze reflector geschenen. Daarmee wordt de tijd bepaald die een lichtpuls erover doet om 2 x de afstand aarde-maan af te leggen. a Bereken deze tijd als de afstand aarde-maan ongeveer km bedraagt. 45 Geef met een schets in figuur 19 aan waar IR- en UV-straling zich bevinden ten opzichte van het kleurenspectrum van zichtbaar licht..à figuur 19 IR en UV Toepassing 46 Een UV-lamp, een natriumlamp, een gloeilamp en een laser geven allemaal licht. a Welke lamp( en) geeft (geven) helder 'wit' licht? b Met deze methode is het mogelijk om de afstand aarde-maan tot op 20 cm nauwkeurig te bepalen. In hoeveel cijfers nauwkeurig moet de tijd dan gemeten b Welke lamp( en) geeft (geven) licht van één kleur? kunnen worden? c Welke lamp( en) kun je gebruiken om te onderzoeken of een bankbiljet echt is? 50 -

51 47 In een diaprojector bevindt zich tussen lamp en diahouder een glazen plaatje dat als IR-filter werkt. Wat zou er gebeuren als dit filter er niet zou zitten? 48 In de bergen kun je bij mooi weer zonnebaden, terwijl je ligstoel in de sneeuw staat. a Hoe komt het dat jij het lekker warm hebt, terwijl de sneeuw niet of nauwelijks smelt? 52 Een fabrikant van zonnebrandolie heeft een draaischijf uitgebracht waarop voor verschillende huidtypes (I, II en III) de zontijd-zonder-olie (ZZ), de geadviseerde beschermingsfactor (BF) en de maximale zontijd-met-olie (ZM) staan aangegeven (tabel 1). De beschermingsfactor geeft aan hoeveel keer de zontijd-zonder-olie maximaal kan worden verlengd door het gebruik van die olie. Vul in de tabel de ontbrekende getallen in. T tabel 1 zonnetabel b In de sneeuw word je sneller bruin. Wat doet sneeuw met de opvallende UV-straling? ZZ (in min) 15 BF 20 ZM (in min) Femke zegt: "De ozonlaag is eigenlijk een UV-filter." Leg uit wat Femke met deze uitspraak bedoelt. Extra Elektromagnetische straling 53 Onderzeeboten maken zowel van radar als van geluidsgolven gebruik om schepen op te sporen. a Welke van de twee is elektromagnetische straling? 50 Waarom wordt een IR-lamp ook wel een warmtelamp genoemd? b Bij welke methode krijg je het snelst informatie binnen? 51 De hoogtezon. a Waarom wordt een UV-lamp ook wel een hoogtezon genoemd? 54 Welke soort straling hoort bij het apparaat van figuur 20? b Als je een UV-lamp gebruikt, moet je een speciale bril dragen. Welke eigenschap moet die bril hebben? à figuur 20 toepassing van elektromagnetische straling 51 -

52

54 49 Femke bedoelt dat de ozonlaag UV-straling uit het zonlicht filtert, dus niet doorlaat, net zoals zonnebrandolie dat doet. 50 IR-straling kun je voelen als warmte. 51 a Een UV-lamp geeft UV-straling, net zoals de zon op grote hoogte in de bergen. b Deze bril moet de UV-straling tegenhouden. 5 A 6 Lijn A is de normaal 7 Lijn B is de invallende lichtstraal 8 Lijn D is het spiegelende oppervlak 9 H M T W X Y 10 A 52 Huidtype I II III ZZ in min BF ZM in min De hoek van de invallende lichtstraal met de spiegel is 40 graden 12 De hoek van de teruggekaatste lichtstraal bedraagt 55 graden EXTRA Elektromagnetische straling 53 a Radargolven zijn elektromagnetische straling. b Bij radar krijg je het snelst informatie binnen, want de lichtsnelheid is veel groter dan de geluidssnelheid. 54 Microgolven worden in de magnetron gebruikt om voedsel op te warmen. Test jezelf 1 Stofdeeltjes in de lucht of mist (kleine waterdruppeltjes) weerkaatsen het licht in alle richtingen. Een deel van het weerkaatste licht bereikt je ogen en daardoor is de bundel te zien. Zie figuur UV-straling wordt door glas tegen gehouden 14 B 15 A 16 D 17 zwart, blauw, blauw 18 C 19 B 20 C 21 Zie figuur 19. De kleine schaduw is het donkerst. De rechter lamp staat daar t verst vandaan. 22 Zie figuur 20. Diffuse terugkaatsing. 2 C 3 A 4 B

55

56 -102 -KEUZESTOF Hoofdstuk 6 Licht 7 Het gezichtsveld van spiegels Midden in de supermarkt hangt een bolle spiegel aan het plafond. Daarmee kan de winkelier alle klanten in zijn winkel in de gaten houden. Hoe werkt zo'n spiegel eigenlijk? Het gezichtsveld van een vlakke spiegel Elke auto heeft een binnenspiegel en een of meer buitenspiegels. Via deze spiegels kan de bestuurder de weg achter zich in de gaten houden (afbeelding 35). Het gezichtsveld van bijvoorbeeld een autospiegel is het gebied dat je via de spiegel kunt zien. Dit gebied wordt begrensd door de Lichtstralen die nog net via de spiegel bij de bestuurder terechtkomen. Je kunt met behulp van de spiegelwet!bepalen hoe deze Lichtstralen Lopen (afbeelding 36): afbeelding 35 1 Teken een normaal op elk uiteinde van de spiegel. fietsers zichtbaar in de autospiegel 2 Teken de twee teruggekaatste lichtstralen naar het oog. 3 Teken nu de twee invallende Lichtstralen met behulp van de spiegelwet. Tussen deze twee lichtstralen ligt het gezichtsveld ~ j 8 afbeelding 36 A het gezichtsveld van een vlakke spiegel

57 -103 chauffeursplaats - KEUZESTOF Hoofdstuk 6 Licht.,. afbeelding 37 de dode hoek van een vrachtauto (bovenaanzicht) De dode hoek Bij auto's, maar vooral bij vrachtauto's, zijn er gebieden rond de auto die de chauffeur zelfs met zijn spiegels niet of moeilijk kan zien (zie afbeelding 37). Wanneer zich fietsers of wandelaars in dit gebied bevinden, lopen ze een groter risico om te worden aangereden. De hoek waaronder de chauffeur niets kan zien, wordt de dode hoek genoemd. Er zijn spiegels te koop die het probleem van de dode hoek kunnen oplossen. Deze zogenoemde dodehoekspiegels worden op de rand va n de voorruit geplaatst en hebben een gebogen spiegeloppervlak: het zijn bolle spiegels. Bolle spiegels Als je via een spiegel een zo groot mogelijk gebied wilt overzien, moet je een bolle spiegel gebruiken. Bolle spiegels vind je bijvoorbeeld in een auto (als achteruitkijkspiegel), op vrachtwagens (als dodehoekspiegel), in winkels en op onoverzichtelijke kruisingen. Het beeld van een voorwerp in een bolle spiegel is kleiner dan het voorwerp zelf. Maar via een bolle spiegel kun je meer van de omgeving zien da n via een even grote vlakke spiegel (afbeelding 38). Dat dit zo is, kun je nagaan door van beide spiegels het gezichtsveld te bepalen. Holle spiegels Met een holle spiegel kun je, net als met een brandglas, van evenwijdig zonlicht een convergente lichtbundel maken. Dit wordt toegepast in de zonneoven van afbeelding 39. Je kunt een holle spiegel ook gebruiken om van een divergente lichtbundel een evenwijdige lichtbundel te maken. Een goed voorbeeld daarvan zijn de reflectoren in de koplampen van een auto. à afb eelding 38 Het gezichtsveld van een bolle spiegel (onder) is groter dan van een vlakke spiegel (boven). A afbeelding 39 de zonneoven van Odeillo-Via in de Pyreneeën Cl Maak nu de opgaven in je werkboek.

58

59 KEUZESTOF Hoofdstuk 6 Licht Het gezichtsveld 6 via een spiegel Leerstof 1 Wat is het gezichtsveld van een spiegel? 4 a In kledingwinkels worden passpiegels gebruikt waarin je jezelf helemaal kunt zien. Leg uit dat een passpiegel maar de helft van je lengte en de helft van je breedte hoeft te zijn om jezelf helemaal te kunnen zien. 2 Er zijn zowel bolle als holle spiegels. a Geef een toepassing van een bolle spiegel. b Geef een toepassing van een holle spiegel. b Hoe hoog moet de spiegel dan hangen? Toepassing 3 De nieuwsgierige Amsterdamse mevrouw De Vries heeft aan haar raam een spiegeltje vastgemaakt (een 'spionnetje'). Daarmee kan ze in de gaten houden wat er op straat gebeurt. Bekijk figuur 37. Bepaal het gezichtsveld dat mevrouw De Vries via het spion netje heeft. \spiegel.a figuur 37 Mevrouw

60 5 Een tandarts kijkt via een tandartsspiegeltje naar het gebit van een patiënt (figuur 38). Teken welk gedeelte van het gebit de tandarts kan zien. À figuur 39 de dode hoek 7 De spiegels in figuur 40 hebben allebei een gezichtsveld. a Teken het gezichtsveld van beide spiegels in figuur 40. b Met welke spiegel kun je het grootste gebied overzien? À figuur 38 kiezen op elkaar 6 Een automobilist (in figuur 39 getekend als punt A) kijkt eerst in de binnenspiegel en daarna in de zijspiegels van zijn auto. a Kleur het gebied dat hij via de binnenspiegel (spiegel 2) kan overzien blauw. 8 De douane gebruikt soms spiegels om te controleren of voertuigen goederen (of mensen) aan de onderkant proberen mee te smokkelen (figuur 41). Laat door een constructie zien welk gedeelte van de onderkant de douanier via de spiegel kan zien. b Kleur het gebied dat hij via de linker zijspiegel (spiegel 1) kan overzien groen. c Kleur de dode hoek rood. d Hoe kan hij ervoor zorgen dat hij ook medeweggebruikers in de dode hoek kan zien? " À figuur 41 het zoeken van contrabande normaal _/-- _ oog oog oog norma;r &. figuur 40 het gezichtsveld van spiegels 67 -

61

62 Breinkraker 26 Zie figuur a,b Zie figuur Het gezichtsveld via een spiegel Leerstofvragen 1 Het gezichtsveld van een spiegel is het gebied dat je via de spiegel kunt zien. 24 Zie figuur a Je gebruikt een bolle spiegel als je een zo groot mogelijk gebied wilt overzien. b Je gebruikt een holle spiegel als je licht wilt bundelen. Toepassingsvragen 3 Zie figuur Ja, Mirjam en Els kunnen elkaar zien 4 a Zie figuur 26.

63 De afstand AB van oog naar spiegelbeeld is 2 de afstand AC van oog naar spiegel. De spiegel is de helft zo lang als het spiegelbeeld. b De bovenkant van de spiegel hangt precies tussen je ogen en de bovenkant van je hoofd. 5 Zie figuur 27. d Door een speciale dodehoekspiegel te laten aanbrengen, of door goed om je heen te kijken. 7 a Zie figuur a,b,c Zie figuur 28. b Met de bolle spiegel. 8 Zie figuur 30.

64

65 PRACTICUM Hoofdstuk 6 Licht Practicum Inleiding Je hebt vast wel eens schaduwbeelden gemaakt door je hand voor een lamp te houden. Je ziet dan op een muur of op de vloer een schaduwbeeld ontstaan. Als je je hand naar de lamp toe beweegt, verandert de grootte van het schaduwbeeld. Doel Bij deze proef ga je onderzoeken hoe de grootte van een schaduw afhangt van de afstand tot de lamp. Maak de afstand tussen het vierkantje en het lampje achtereenvolgens 10 cm, 20 cm, 30 cm en 40 cm. Meet elke keer hoe hoog de schaduw van het vierkantje is. 2 Noteer je meetresultaten in tabel 2. T tabel 2 schaduwvorming afstand (cm) hoogte schaduw (cm) -- Nodig D lampje in fitting D platte batterij 0 twee snoeren D scherm D touwtje D rolmaat 0 vierkantje (2 x 2 cm) op houder 3 Teken in figuur 22 de grafiek van deze proef. Voorspel aan de hand van de grafiek hoe lang de schaduw van het vierkantje wordt als je de afstand tussen lampje en blokje 35 cm maakt. Uitvoeren en uitwerken 1 Maak de opstelling van figuur 21. De afstand tussen het lampje en het scherm moet precies 50 cm zijn. Beweeg het vierkantje langzaam tussen het lampje en het scherm heen en weer..& figuur 21 de opstelling van proef 1 50 cm.i Wat gebeurt er met de grootte van de schaduw als je het vierkantje naar het scherm toe beweegt? 4 Wat is je voorspelling? Doe het lampje aan en controleer je voorspelling t g r-- ---r---i-----i t------j Q) Cl 0 0.r= î i. i f-:1.t ! 1 2-t---t----t---i---t----t ; & figuur 22 de grafiek van proef 1 1 t >afstand (cm) 53 -

66 PRACTICUM Hoofdstuk 6 Licht Inleiding Als je in een spiegel kijkt, zie je een wereld die als twee druppels lijkt op je eigen wereld. Toch zijn er ook verschillen. Doel Je komt achter een belangrijk verschil tussen een spiegelbeeld en de echte wereld. Nodig D spiegel Uitvoeren en uitwerken Kijk via de spiegel naar je buurman of buurvrouw. 1 Kan je buurman of buurvrouw jou ook tegelijkertijd via de spiegel zien? Op het bord is het woord KAPPER in spiegelschrift geschreven. Kijk via de spiegel naar het bord. 2 Hoe zie je dat woord nu? Schrijf hieronder je naam, terwijl je tijdens het schrijven naar jezelf in de spiegel kijkt. 3 Schrijf op wat daar zo moeilijk aan is. Schrijf hieronder je naam in spiegelschrift zonder een spiegel te gebruiken. 4 Controleer je resultaat met een spiegel. Klopt het? 54 -

67 ' ' Proef 3: De spiegelwet 30minuten,,, ',", }f:" '1,"i'q<,", J..; "''',., - ",:,,, s,f'o ':' <,. i, ';;fl, Inleiding Met een spiegeltje kun je het Licht van de zon weerkaatsen naar een muur. Je ziet dan op één plaats een Lichtvlek verschijnen. Als je het spiegeltje beweegt, beweegt de Lichtvlek mee. Zou je kunnen voorspellen waar het zonlicht terechtkomt? Doel Uitvoeren en uitwerken Zet de spiegel op de aangegeven plaats in figuur 23. Schuif het diafragma met één opening in het lichtkastje. Laat een lichtstraal op de spiegel vallen, zoals in figuur 23 getekend is. De hoek van inval is hier 30 graden. Bij deze proef onderzoek je in welke richting een spiegel het licht weerkaatst. Nodig 1 Bepaal bij elke hoek van inval de hoek van terugkaatsing en noteer die in tabel 3. D D D spiegel lichtkastje diafragma met één opening 2 Welke conclusie kun je trekken? T tabel 3 de resultaten van proef 3 hoek van invàl i hoek van terugkaatsing t A figuur 23 de opstelling van proef

68 PRACTICUM Hoofdstuk 6 Licht roef 4: De plaats van het spiegelbeeld Inleiding Het spiegelbeeld dat ontstaat van een voorwerp voor de spiegel, is een virtueel beeld (schijnbeeld). Doel Je onderzoekt op welke plaats je achter de spiegel het virtuele spiegelbeeld waarneemt. Nodig Uitvoeren en uitwerken Bekijk figuur 24. Zet de spiegel op de aangegeven plaats, loodrecht op het papier. Zet een stip op de plaats waar je het spiegelbeeld van L1 ziet (wel even door je knieën). Zet er B 1 bij. Doe hetzelfde met de punten L2, L3 en L4 en zet bij de beeldpunten respectievelijk 82, 83 en 84 Verbind L1 met 81, L2 met 82, enzovoort. D spiegel + spiegelhouder 1 Wat kun je zeggen over de plaats van het spiegelbeeld? Lzo L3 o 56 - À figuur 24 de opstelling voor proef 4

69 Proef 4: De plaats van het spiegelbeeld vervolg Bekijk figuur 25. Teken met behulp van de spiegel het spiegelbeeld van de verschillende letters. pow REINIER.6. figuur 25 Wat zie je in de spiegel? 57 -

70 PRACTICUM Hoofdstuk 6 Licht 'proef 5: De spectra van lampen, 30minuten Inleiding Het licht van een lamp bestaat uit verschillende kleuren. Als je het licht bekijkt via een spectroscoop, zie je de verschillende kleuren naast elkaar. Die reeks kleuren noem je het spectrum van de lamp. Doel Bij deze proef ga je onderzoeken welke kleuren licht verschillende lampen geven. Nodig Uitvoeren en uitwerken Met een zakspectroscoop kun je het spectrum van een licht bron bekijken. Je kunt dan zien uit welke kleuren het licht bestaat. Onderzoek op deze manier het licht van een gloeilamp, een TL-buis, een natriumlamp, een SL-lamp en een kwiklamp. 1 Teken in figuur 26 met kleurpotloden de spectra na die horen bij de verschillende lampen. D D D D D D D zakspectroscoop TL-buis natriumlamp SL-lamp gloeilamp kwiklamp kleurpotloden 2 Welke lamp geeft maar één kleur licht? TL-buis natriumlamp SL-lamp gloeilamp À figuur 26 de resultaten van proef 5 ''Proef'&: Filrs 30 minuten Inleiding Toneellampen geven Licht met verschillende kleuren. Die kleuren worden gemaakt met behulp van kleurfilters: dunne kunststof vellen die voor de lamp worden aangebracht. Elk kleurfilter Laat sommige kleuren Licht (grotendeels) door en houdt andere kleuren Licht (grotendeels) tegen. Doel Bij deze proef ga je onderzoeken hoe verschillende kleurfilters werken. Nodig D gloeilamp D zakspectroscoop D twee stukjes gekleurd plastic D twee kleurfilters D rood-groen brilletje Uitvoeren en uitwerken Kijk met de zakspectroscoop naar de gloeilamp Zorg ervoor dat je een mooi spectrum ziet. Houd vlak voor de zakspectroscoop (tussen zakspectroscoop en lamp) stukjes doorzichtig plastic van verschillende kleur. 1 Teken in figuur 27 met kleurpotloden na wat je ziet. Als je echte filters hebt, doe dan hetzelfde met de filters. Doe hetzelfde met de 'brillenglazen' van het rood-groen brilletje. gloeilamp + filter 1 + filter 2 + filter 3 +filter 4 + filter 5 + filter 6 À figuur 27 filters

71 Thuisopdracht 1: Een miniregenboog 45 minuten;,: -:. :',, '. '. <. r '.. :. < Inleiding Voor het ontstaan van een regenboog is nodig: een felle lichtbron {de zon) en een waaier van regendruppels (een regenbui). Doel Je gaat met behulp van zonlicht en een tuinslang zelf een regenboog maken. Uitvoeren en uitwerken Ga op een zonnige dag met je rug naar de zon staan en spuit het water zodanig dat er een fijne nevel ontstaat: in die nevel kun je dan een regenboog zien. Maak een tekening van de 'opstelling' waarbij je met name moet letten op de volgorde van de kleuren. Inleiding Autospiegels hebben in een auto een heel belangrijke functie. Je kunt de hele omgeving van de auto ermee in de gaten houden. Doel Je gaat onderzoeken welk deel van de omgeving van een auto je via de spiegels kunt zien. Uitvoeren en uitwerken Ga achter het stuur van een auto zitten. Ga na hoe groot het gezichtsveld is dat je via de achteruitkijkspiegel hebt. (Dat gaat het gemakkelijkst als je iemand vraagt zich op verschillende plaatsen naast en achter de auto op te stellen). Ga op dezelfde manier na hoe groot het gezichtsveld is dat je via de zijspiegels hebt. Ga ten slotte na hoe groot de dode hoek is (de dode hoek is het gebied dat je alleen kunt zien als je over je schouders schuin naar achteren kijkt). 1 Verwerk je bevindingen in een tekening, waarin je elk gebied een andere kleur geeft. Onderzoek 1: Absorptie 90 minuten Inleiding Als je met een zwart T-shirt in de zon loopt, krijg je Uitvoeren en uitwerken Maak een werkplan en voer het onderzoek uit. het snel warm: een zwart oppervlak absorbeert het zonlicht goed. Een wit oppervlak kaatst zonlicht juist 1 Presenteer de uitkomsten in je onderzoeksverslag. terug. Maar hoe zit het met gekleurde oppervlakken? Doel Je gaat zelf de absorptie van verschillend gekleurde vlakken onderzoeken. Bedenk zelf een onderzoeksvraag bij dit onderzoek. 59 -

72 PRACTICUM Hoofdstuk 6 Licht Inleiding De afstandsbediening van een televisie werkt met infrarode straling. Als je de afstandsbediening op de tv richt en je drukt op een knop, dan kun je op afstand bijvoorbeeld een andere zender kiezen. Dat komt door de infrarode stralen die de afstandsbediening uitzendt. Doel Je gaat onderzoek doen naar de eigenschappen van de infrarode stralen van de afstandsbediening. De onderzoeksvragen luiden: 1 Beweegt de straling langs rechte lijnen, net als licht? 2 Wordt de straling doorgelaten door glas, net als licht? 3 Kun je de straling weerkaatsen met een spiegel, net als licht? Uitvoeren en uitwerken Maak een werkplan en voer het onderzoek uit. 1 Presenteer de uitkomsten in je onderzoeksverslag. Inleiding Als een fluorescerende stof wordt beschenen met een UV-lamp, wordt de UV-straling geabsorbeerd. Een deel van de geabsorbeerde straling wordt weer uitgezonden als zichtbaar licht: je ziet de stof 'oplichten'. Een zogenoemde blacklight is een UV-lamp die prima geschikt is voor dit doel. Doel Je gaat de werking van een blacklight onderzoeken. De onderzoeksvraag luidt: Hoe ziet de fluorescentie eruit van: bankbiljetten, mineralen, reflecterende stroken op regenjassen, inkt van merkpennen, enzovoort? Uitvoeren en uitwerken Maak een werkplan en voer het onderzoek uit. 1 Presenteer de uitkomsten in je onderzoeksverslag. Onderzoek 4: Kleuren mengèn 90 minuten ',, 1, ' d ', " Inleiding Je kunt op twee manieren kleuren mengen: door gekleurd licht te mengen of door gekleurde verf te mengen. Het resultaat is totaal anders. Uitvoeren en uitwerken Maak een werkplan en voer het onderzoek uit. 1 Presenteer de uitkomsten in je onderzoeksverslag. Onderzoeksvraag Je gaat het verschil onderzoeken tussen het mengen van licht en van verf. De onderzoeksvraag luidt: Wat is het resultaat als je de vier kleuren rood, groen, geel en blauw onderling mengt bij licht en bij verf? 60 -

73 BASISSTOF Hoofdstuk 6 Licht Informatieopdrachten 1 Informatieopdracht: de zonnewijzer Zoek op hoe een zonnewijzer de tijd aangeeft. Misschien kun je ook in je woonplaats een zonnewijzer opzoeken en tekenen of fotograferen. Verwerk je bevindingen in een werkstuk. 52 -

74

75 TEST JEZELF Hoofdstuk 6 Licht Test Jezelf Je kunt de vragen 1 t/m 20 ook maken met de computer. 1 Op de kermis staat een schijnwerper die 's avonds een evenwijdige lichtbundel recht omhoog uitzendt. Op een laaghangende wolk is daardoor een lichtvlek te zien. Hoe heet de vorm van terugkaatsing via de wolk? 2 Haili maakt een zonsverduistering mee. Op een bepaald moment is de hele zon verduisterd. Welke van de onderstaande uitspraken is juist? D A De aarde bevindt zich dan tussen de maan en de zon. D B De zon bevindt zich dan tussen de aarde en de maan. D C De maan bevindt zich dan tussen de aarde en de zon. 3 Haili maakt een maansverduistering mee. Op een bepaald moment is de hele maan verduisterd. Welke van de onderstaande uitspraken is juist? D A De aarde bevindt zich dan tussen de maan en de zon. D B De zon bevindt zich dan tussen de aarde en de maan. D C De maan bevindt zich dan tussen de aarde en de zon. 4 Haili maakt een zonsverduistering mee. Op een bepaald moment is de hele zon verduisterd. Welke van de onderstaande uitspraken is juist? D A Haili bevindt zich in de kernschaduw van de aarde. D B Haili bevindt zich in de kernschaduw van de maan. D C Haili bevindt zich in de kernschaduw van de zon. 5 In figuur 28 zie je twee keer hetzelfde paaltje. Rechts van het paaltje zie je de schaduw van het paaltje, gevormd door de zon. Welke van onderstaande uitspraken is waar? D A In situatie I stond de zon lager dan in situatie II. D B In situatie I stond de zon hoger dan in D C situatie II. De lengte van de schaduw heeft niets te maken met de stand van de zon. D D Paaltje I is getekend in de zomer en I Ä figuur 28 een paaltje paaltje II in de winter. 6 Zie figuur 29. Een lichtstraal valt op een spiegel. Welke van de vier getekende lijnen is de normaal: A, B,Cof D? Ä figuur 29 spiegel met lichtstraal A 7 Zie figuur 29. Een lichtstraal valt op een spiegel. Welke van de vier getekende lijnen is de invallende lichtstraal: A, B, C of D? 8 Zie figuur 29. Een lichtstraal valt op een spiegel. Welke van de vier getekende lijnen is het spiegelende oppervlak: A, B, C of D? c II D 9 Hieronder staan tien hoofdletters: EHK MS T WXYZ Welke letters zien er precies net zo uit als je ze via een spiegel bekijkt? 61 -

76 TEST JEZELF Hoofdstuk 6 Licht 1,60 m 2,00 m.1 0,80 m.1 A figuur 30 Peter en de spiegel 10 Zie figuur 30, Peter legt een spiegeltje tussen hemzelf en de paal zo (horizontaal) neer, dat hij via het spiegeltje net de punt van de paal kan zien, Zie verder de gegevens in de tekening. Hoe hoog is de paal? Kies uit: D A 64 cm 0 B 48cm D C 96cm D D 72 cm 11 Een lichtstraal wordt door een spiegel teruggekaatst. De hoek tussen de invallende en teruggekaatste lichtstraal bedraagt 80 graden. Hoe groot is de hoek van de invallende lichtstraal met de spiegel? 12 Een lichtstraal wordt door een spiegel teruggekaatst. De hoek tussen de invallende en teruggekaatste lichtstraal bedraagt 80 graden. Hoe groot wordt deze hoek als de hoek van inval 15 graden groter wordt? 14 UV-straling wordt toegepast in: D A de afstandsbediening van de tv D B de zonnebank D c de natriumlamp D D het röntgenapparaat 15 IR-straling wordt toegepast in: D A de afstandsbediening van de tv D B de zonnebank D c de natriumlamp D D het röntgenapparaat 16 Wat is de kleur van een groene appel in rood licht? Kies uit: D A rood D B wit D C groen D D zwart 17 Maaike bekijkt de Nederlandse vlag door een blauwfilter. Welke kleuren blijkt de vlag nu te hebben? 13 Ook al zit je uren achter een ruit in de zon, toch word je niet bruin. Wat houdt het vensterglas blijkbaar tegen? 18 Magnesiumoxide is een kleurstof die in verf gebruikt wordt. Deze kleurstof weerkaatst 98% van het zonlicht dat erop valt. Welke kleur heeft magnesiumoxide? D A helder geel D B fel rood D C helder wit D D diep zwart 62 -

77 19 Anita werkt als caissière in een supermarkt. Bij de kassa hangt een bord met als opschrift: "Hier worden uw bankbiijetten van 500,00 met UVstraling gecontroleerd." Wat gebeurt er met het bankbiijet van 500,00 in het licht van een UV-lamp? Kies een van de onderstaande antwoorden. D A Van het bankbiijet wordt ook de achterkant zichtbaar. D B Het bankbiijet licht op bepaalde plaatsen op. D c Het bankbiljet wordt helemaal violet. D D Het getal 500 verdwijnt. 22 Voor een wit scherm staan een ondoorzichtige plaat en twee lichtspots. De ene lamp straalt rood licht uit en de andere groen licht. Laat in figuur 32 zien welke kleuren er op de verschillende plaatsen op het scherm te zien zijn. rood0 groen ' ondoorzichtige ploot 20 Een parkeerterrein wordt verlicht met alleen maar natriumlampen. Wat gebeurt er met de auto's op het parkeerterrein? D A Ze zien er allemaal geel uit. D B Ze worden warm. D C Ze variëren in kleur van geel tot donkergrijs..a. figuur 32 spotjes wit scherm 21 Een voetballer staat tussen twee lichtmasten die even veel licht geven. Figuur 31 is niet op schaal getekend. Construeer beide schaduwbeelden..a. figuur 31 Maradonna in het licht 63 -

78 TEST JEZELF Hoofdstuk 6 Licht 23 In figuur 33 zie je in bovenaanzicht een deel van een woestijn met hier en daar een rotsblok. De rotsblokken zijn minstens twee meter hoog. a b Kleur het gebied dat de cowboy kan overzien. Teken hoe een indiaan van A naar B kan sluipen zonder dat de cowboy hem ziet. 25 Mirjam en Els staan voor een grote spiegelende etalageruit. In figuur 35 is een bovenaanzicht getekend. Laat door een constructie zien of ze elkaar via de ruit kunnen zien. Els Mirjam.à figuur 35 Kunnen ze elkaar zien?.à figuur-33 indiaantje spelen 24 In figuur 34 zie je twee spiegels die loodrecht op elkaar staan. Teken de loop van de lichtstraal verder tot hij via beide spiegels is teruggekaatst. /.à figuur 34 twee loodrechte spiegels 64 -

79 Brein kraker 26 Bekijk figuur 36. Ans staat aan de rand van een meer en ziet hoe een toren aan de overkant van het water in het water wordt weerspiegeld. Bepaal het spiegelbeeld van de top van de toren. Construeer hoe het licht van de torenpunt via het wateroppervlak in de ogen van Ans terechtkomt. J. figuur 36 aan de rand van het meer 65 -

80

81 49 Femke bedoelt dat de ozonlaag UV-straling uit het zonlicht filtert, dus niet doorlaat, net zoals zonnebrandolie dat doet. 50 IR-straling kun je voelen als warmte. 51 a Een UV-lamp geeft UV-straling, net zoals de zon op grote hoogte in de bergen. b Deze bril moet de UV-straling tegenhouden. 5 A 6 Lijn A is de normaal 7 Lijn B is de invallende lichtstraal 8 Lijn D is het spiegelende oppervlak 9 H M T W X Y 10 A 52 Huidtype I II III ZZ in min BF ZM in min De hoek van de invallende lichtstraal met de spiegel is 40 graden 12 De hoek van de teruggekaatste lichtstraal bedraagt 55 graden EXTRA Elektromagnetische straling 53 a Radargolven zijn elektromagnetische straling. b Bij radar krijg je het snelst informatie binnen, want de lichtsnelheid is veel groter dan de geluidssnelheid. 54 Microgolven worden in de magnetron gebruikt om voedsel op te warmen. Test jezelf 1 Stofdeeltjes in de lucht of mist (kleine waterdruppeltjes) weerkaatsen het licht in alle richtingen. Een deel van het weerkaatste licht bereikt je ogen en daardoor is de bundel te zien. Zie figuur UV-straling wordt door glas tegen gehouden 14 B 15 A 16 D 17 zwart, blauw, blauw 18 C 19 B 20 C 21 Zie figuur 19. De kleine schaduw is het donkerst. De rechter lamp staat daar t verst vandaan. 22 Zie figuur 20. Diffuse terugkaatsing. 2 C 3 A 4 B

82 Breinkraker 26 Zie figuur a,b Zie figuur Het gezichtsveld via een spiegel Leerstofvragen 1 Het gezichtsveld van een spiegel is het gebied dat je via de spiegel kunt zien. 24 Zie figuur a Je gebruikt een bolle spiegel als je een zo groot mogelijk gebied wilt overzien. b Je gebruikt een holle spiegel als je licht wilt bundelen. Toepassingsvragen 3 Zie figuur Ja, Mirjam en Els kunnen elkaar zien 4 a Zie figuur 26.

83

84 Werkbladen (tekenen) - Licht - klas 2 Alle tekeningen maken met potlood en geodriehoek

85

86

87

88

89

90

91

92 Werkblad Hoofdstuk 6 (licht) paragraaf 3+6 (Spiegelen) VWO

93

94

95

96

Nog meer weergeven