Tussen een lichtbron en een scherm staat een voorwerp. Daardoor ontstaat een schaduw van het voorwerp op het scherm. lichtbron

Transcriptie

1 Licht: Inleiding Opdracht 1. Schaduw van een lichtbrn Tussen een lichtbrn en een scherm staat een vrwerp. Daardr ntstaat een schaduw van het vrwerp p het scherm. a) Laat zien waar licht p het scherm valt en waar schaduw. b) Wat gebeurt er met de schaduw als de lichtbrn verder van het vrwerp staat? scherm c) He grt is de schaduw als de lichtbrn héél ver weg staat? lichtbrn vrwerp Opdracht 2. Schaduw van twee lichtbrnnen Tussen twee lichtbrnnen en een scherm staat een vrwerp. Daardr ntstaat een schaduw van het vrwerp p het scherm. Op de bijschaduw valt licht van één van de twee lichtbrnnen, p de kernschaduw valt helemaal geen licht. Laat zien waar licht p het scherm valt, waar bijschaduw en waar kernschaduw. scherm lichtbrnnen vrwerp

2 Licht: Vlakke spiegel 3hv Opgave 1. a) Cnstrueer het beeld; b) Laat met een cnstructie zien, welk deel van het beeld dr g O wrdt waargenmen. Vrwerp Og Spiegel Opgave 2. Een spiegeltje is 3 (grte) hkjes lang. Op 2 hkjes vr de spiegel en 1 hkje nder de bvenrand bevindt zich een (puntvrmig) g. Maak hiernder een tekening en laat zien wat het g via de spiegel kan zien (gezichtsveld). Opgave 3. Karin wil zich helemaal zien. a) Schets het spiegelbeeld; b) Laat met een cnstructie zien he grt de passpiegel minimaal met zijn. Passpiegel

3 Licht: Twee vlakke spiegels 3hv Met ptld en gedriehek. Teken alle hulplijntjes en pijltjes! Opgave 1. Twee haakse spiegels Spiegel 2 a) Teken de spiegelbeelden van het vrwerp die het g in spiegel 2 ziet; b) Teken de lichtstralen van de bvenkant van het vrwerp naar het g. Og Vrwerp Spiegel 1 Opgave 2. De periscp a) Teken het spiegelbeeld van het vrwerp dat het g in spiegel 2 ziet; b) Teken de lichtstralen van de bvenkant van het vrwerp naar het g; c) Teken de lichtstralen van de nderkant van het vrwerp naar het g. Spiegel 1 Vrwerp Og Spiegel 2 Opgave 3. Twee evenwijdige spiegels a) Teken 2 spiegelbeelden van het vrwerp die het g in spiegel 2 ziet; b) Teken de lichtstralen van de bvenkant van het vrwerp naar het g. c) Heveel spiegelbeelden ziet het g in spiegel 2? Spiegel 2 Og Spiegel 1 Vrwerp

4 Licht: Hlle parablspiegel 3hv 1. Hlle parablspiegels geven een scherp beeld. 2. Het beeld hangt af van de plaats van het vrwerp ten pzichte van het brandpunt. 3. Er zijn 5 verschillende gevallen. 4. Teken telkens het beeld en beantwrd de vragen a), b) en c) a) Rechtpstaand/mgekeerd, b) Reëel/virtueel, c) Vergrting = a) Rechtpstaand/mgekeerd, b) Reëel/virtueel, c) Vergrting =

5 a) Rechtpstaand/mgekeerd, b) Reëel/virtueel, c) Vergrting = a) Rechtpstaand/mgekeerd, b) Reëel/virtueel, c) Vergrting = a) Rechtpstaand/mgekeerd, b) Reëel/virtueel, c) Vergrting =

6 Spiegel Bl 3hv 1. Blle parablspiegels geven een k scherp beeld. 2. Het beeld hangt af van de plaats van het vrwerp ten pzichte van het brandpunt. 3. Teken telkens het beeld en beantwrd de vragen a), b) en c) a) Rechtpstaand/mgekeerd, b) Reëel/virtueel, c) Vergrting = a) Rechtpstaand/mgekeerd, b) Reëel/virtueel, c) Vergrting =

7 Breking vanuit stf 3hv Gebruik je frmulekaart! De de berekeningen met LOPUC! Opdracht 1 Een lichtstraal breekt van water naar lucht. De lichtstraal heeft een hek van inval van 30. a) Bereken de hek van breking; b) Teken deze situatie. c) Is dit breking naar de nrmaal te, f van de nrmaal af? Opdracht 2 Een lichtstraal breekt van een drzichtig materiaal naar lucht met een hek van inval van 40 en een hek van breking van 55. a) Bereken de brekingsindex van het drzichtige materiaal; b) Teken deze situatie. c) Is dit breking naar de nrmaal te, f van de nrmaal af? Opdracht 3 Een lichtstraal breekt van perspex naar lucht met een hek van breking van 40. a) Bereken de hek van inval; b) Teken deze situatie. c) Is dit breking naar de nrmaal te, f van de nrmaal af?

8 Breking vanuit lucht 3hv Opdracht 1 Een lichtstraal breekt van lucht naar een drzichtig materiaal. De lichtstraal heeft een hek 50 van inval van en een hek van breking van. a) Bereken de brekingsindex; 30 b) Teken deze situatie. c) Is dit breking naar de nrmaal te, f van de nrmaal af? Opdracht 2 Een lichtstraal breekt van lucht naar perspex met een hek van breking van 20. a) Bereken de hek van inval; b) Teken deze situatie. c) Is dit breking naar de nrmaal te, f van de nrmaal af? Opdracht 3 Een lichtstraal valt nder een hek van 50 0 p Lucht Glas een planparallelle glasplaat met een dikte van 6,0 cm. Ver de berekening p de achterkant uit. a) Bereken de hek van breking. i r x b) Laat met een berekening zien, dat de lichtstraal die p het glas valt evenwijdig is 6,0 cm met de lichtstraal die uit het glas kmt. VWO c) Bereken de verticale afstand x tussen de lichtstraal die p het glas valt en de lichtstraal die uit het glas kmt.

9 Grenshek 3hv Opdracht 1 Een lichtstraal breekt van een drzichtig materiaal naar lucht. De hek van inval ( 55 ) is gelijk aan de grenshek. a) Bereken de brekingsindex; b) Teken deze situatie. c) Is dit breking naar de nrmaal te, f van de nrmaal af? Opdracht 2 Diamanten ( n diamant = 2,4 ) flnkeren mdat de meeste lichtstralen die p een diamant vallen er k weer uitkmen. Een lichtstraal valt ldrecht p een diamant met een hek α = 45. a) Bereken de grenshek van diamant. b) Teken het verdere stralenverlp en leg uit waarm het verlp z is. Lucht Diamant α Opdracht 3 De grenshek van glas is 60,4. a) Teken een lichtstraal die nder die grenshek invalt; b) Teken de uitgaande lichtstraal; c) Beredeneer f het mgelijk is dat een lichtstraal, die p een planparallelle plaat glas valt, niet meer uit het glas kmt. Lucht Glas

10 Licht efentets 3hv Opgave 1 Twee vlakke spiegels maken een hek van 90 met elkaar. Spiegel 2 a) Teken de spiegelbeelden van het vrwerp die het g in spiegel 2 ziet; b) Teken de lichtstralen van de bvenkant van het vrwerp naar het g. Og Vrwerp Spiegel 1 Opgave 2 In de nderstaande figuur staat een pijl P vr een parablische spiegel S. De spiegel heeft brandpunt F. a) Teken het beeld van deze spiegel; b) Leg uit f dit beeld reëel f virtueel is; c) Leg uit f het beeld rechtpstaand f mgekeerd is; d) Bereken met welke factr het beeld vergrt (verkleind) is. Zie mmezijde vr pgave 3 en 4

11 Opgave 3 Een planparallelle plaat kunststf heeft een brekingsindex n lucht-glas van 1,6. Op deze plaat valt een lichtstraal. Bereken en teken het vervlg van de lichtstraal; Opgave 4 In een zaklantaarn zit een psitieve lens. Het puntvrmige lampje L zit precies p een brandpunt van de lens. Teken het vervlg van de drie lichtstralen. + L E I N D E

12 Practicum breking van lucht naar perspex 3hv a) Lees eerst de hele pdracht b) Sluit de veding en de lichtbrn aan c) Maak de lichtbundel smal d) Gebruik de kaart met gradenbg e) Meet vr de hek van breking ( r ) bij elke hek van inval (i ) uit de meettabel f) Reken sin i uit vr elke hek van inval (i ) en zet in de grafiektabel g) Reken sin r uit vr elke hek van breking ( r ) en zet in de grafiektabel h) Maak de grafiek i) Bepaal de brekingsindex van perspex met behulp van de grafiek Meettabel Grafiektabel i ( ) r ( ) sin i sin r sin r 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 sin i

13 Practicum breking 3hv 90 Hek van inval (i) Grensvlak Nrmaal 0 0 Hek van terugkaatsing (t) 90 Hek van breking (r) 1. Plak de kaart met plakband p de tafel; 2. Leg de platblle lens nauwkeurig neer: a) Practicumpref breking van lucht perspex: Practicumpref breking van perspex lucht: b) Met de platte kant p het grensvlak; c) Met het midden van de platte kant p de nrmaal; 3. Meet alle heken vanaf de nrmaal (0 ). 4. Cntrleer dat bij een hek van inval van 45 de hek van terugkaatsing 45 is;

14 Practicum breking van perspex naar lucht 3hv Opdracht vr een cijfer (telt 2 x mee) 1. Meet vr elke hek van inval i de hek van breking r i ( ) r ( ) Meet de grenshek g. g ( ) 3. Maak een verslag vlgens de verslagnrm Vrblad Inleiding Onderzekstitel, Datum, Namen Krte uitleg van de pref Delstelling Bepalen van de brekingsindex van perspex met behulp van de wet van Snellius Bepalen, berekenen en vergelijken van de grenshek Meetpstelling Bendigdheden Tekening Uitleg: wat is breking, nrmaal, hek van inval, hek van breking, hek van terugkaatsing en grenshek? Meetresultaten Tabel met de meetresultaten (i en r ) en de grenshek ( g ) Verwerking He maak je de ( sin r, sin i )-grafiek met de meetresultaten? He bepaal je de brekingsindex van perspex uit de ( sin r, sin i )-grafiek? Wat kmt er uit juw brekingsindex van perspex He meet je de grenshek? He bereken je grenshek als je de brekingsindex van perspex kent? Is de gemeten grenshek (precies) gelijk aan de berekende grenshek? Samenvatting Wat mest je vlgens je de delstelling den? En wat is er bij de verwerking uitgekmen? Inleveren: Vlgens afspraak Niveau: Een leerling uit 2VWO met jullie verslag snappen. Bnuspunt: Als je verslag in Wrd is geschreven, Als je gebruik maakt van de vergelijkingseditr en Als je een grafiek maakt met een grafiekenprgramma. Op de site staat een grafiek in Excel. Excel staat thuis waarschijnlijk niet p juw cmputer.

15 Licht Lenzenpref 3hv Opgave 1 Laat een smalle lichtstraal langs de hfdas p een lens vallen. + Teken het vervlg van de lichtstraal. Invallende lichtstraal O Hfdas (Optische as) Opgave 2 + Laat een smalle lichtstraal langs een bijas met een hek van 20 0 p een lens vallen. Invallende lichtstraal Teken het vervlg van de lichtstraal. 20 O Hfdas (Optische as) Bijas Opgave 3 Laat een smalle lichtstraal langs een bijas met een hek van 40 0 p een lens vallen. Invallende lichtstraal + Teken het vervlg van de lichtstraal. 40 O Hfdas (Optische as) Bijas Opgave 4 Beschrijf het verlp van de lichtstralen in je eigen wrden.

16 Licht Lenzenpref 3hv Opgave 5 + Laat een bundel evenwijdige lichtstralen evenwijdig met de hfdas p een lens vallen. Teken het verlp van de stralen. Meet de afstand tussen O en het snijpunt van de stralen (F 2 ). Evenwijdig invallende lichtstralen O F 2 Hfdas (Optische as) OF 2 = cm Opgave 6 + Laat een bundel evenwijdige lichtstralen evenwijdig met een bijas hek van lens vallen p een 30 0 Teken het verlp van de stralen. O F 2 Hfdas (Optische as) Evenwijdig invallende lichtstralen Bijas Opgave 7 Beschrijf het verlp van de lichtstralen in je eigen wrden. Opgave 8 Deze pgave kun je niet met het lichtkastje den. + Er schijnt een divergerende stralenbundel vanuit punt (F 1 ) p een lens. Teken het verdere verlp van de stralenbundel. Tip: vergelijk deze pgave met de tekening van pgave 5. F 1 Divergerende lichtstralen O F 2 Hfdas (Optische as) Bijas Opgave 9 Verklaar de betekenis van F 1 O en OF 2.

17 Licht: Lenzen cnstructie 3hv Opgave 1. De linker lens heeft brandpunten F 1 en F 2. De rechter lens heeft brandpunten F 2 en F 3. Cnstrueer het verdere verlp van de stralen. F 1 F 2 F 3 Opgave 2. De linker lens heeft brandpunten F 1 en F 2. De rechter lens heeft brandpunten F 2 en F 3. Cnstrueer het verdere verlp van de stralen. F 1 F 2 F 3 Opgave 3. De linker lens heeft brandpunten F 1 en F 2. De rechter lens heeft brandpunten F 2 en F 3. Cnstrueer het verdere verlp van de stralen. F 1 F 2 F 3 Opgave 4. De linker lens heeft brandpunten F 1 en F 2. De rechter lens heeft brandpunten F 2 en F 3. Cnstrueer het verdere verlp van de stralen. F 1 F 2 F 3

18 Licht: Lenzen de 5 gevallen 3hv Opdracht 1. Het vrwerp staat p meer dan 2x de brandpuntsafstand a) Teken het beeld. b) Nem de 3 kenmerken: Reëel / virtueel Rechtpstaand / mgekeerd Vergrting = L + c) Bedenk uit het dagelijkse leven een vrbeeld dat p deze situatie lijkt. L F 1 F 2 Opdracht 2. Het vrwerp staat p 2x de brandpuntsafstand a) Teken het beeld. b) Nem de 3 kenmerken: Reëel / virtueel Rechtpstaand / mgekeerd Vergrting = L + L F 1 F 2 Opdracht 3. Het vrwerp staat tussen 2x en 1x de brandpuntsafstand a) Teken het beeld. b) Nem de 3 kenmerken: Reëel / virtueel Rechtpstaand / mgekeerd Vergrting = L + d) Bedenk uit het dagelijkse leven een vrbeeld dat p deze situatie lijkt. L F 1 F 2 Z.O.Z.

19 Opdracht 4. Het vrwerp staat p de brandpuntsafstand a) Teken het beeld. b) Nem de 3 kenmerken: Reëel / virtueel Rechtpstaand / mgekeerd Vergrting = L + L F 1 F 2 Opdracht 5. Het vrwerp staat p minder dan de brandpuntsafstand a) Teken het beeld. b) Nem de 3 kenmerken: Reëel / virtueel Rechtpstaand / mgekeerd Vergrting = L + F 1 F 2 c) Bedenk uit het dagelijkse leven een vrbeeld dat p deze situatie lijkt. L Opdracht 6. De 5 verschillende gevallen Vul de tabel in: Geval Afstand van het vrwerp tt de lens Reëel f Virtueel Rechtp f Omgekeerd Vergrt f Verkleind 1 Meer dan 2x de brandpuntsafstand 2 2x de brandpuntsafstand 3 Tussen 2x en 1x de brandpuntsafstand 4 De brandpuntsafstand 5 Minder dan de brandpuntsafstand

20 Na 3hv De lenzenfrmule 11 januari 2007 Opgave 1 Een vrwerp staat p 6,0 cm vr een psitieve lens. Het beeld wrdt p 30,0 cm achter de lens gevrmd. Bereken de brandpuntsafstand. Opgave 2 Een vrwerp staat p 10 m vr een psitieve lens. Het beeld wrdt p 15 cm achter de lens gevrmd. Bereken de brandpuntsafstand. Opgave 3 De lens van een fttestel heeft een brandpuntsafstand van 55 mm. Het filmpje in het fttestel staat p 6,0 cm achter de lens. Op het filmpje met een scherp beeld van een vrwerp kmen. Bereken de vrwerpsafstand. Opgave 4 Een vrwerp staat p 13,0 cm vr een psitieve lens met brandpuntsafstand van 10,0 cm. Bereken de beeldafstand. Opgave 5 Een psitieve lens heeft een brandpuntsafstand van 5,0 cm. Een vrwerp staat p de brandpuntsafstand van die psitieve lens. a) Laat met een tekening zien, dat er geen beeld is; b) Laat met de lenzenfrmule zien, dat er geen beeld is.

21 Practicum lenzenfrmule Instructie Eerst alles meten, dan alles berekenen. Meet bij de 5 vrwerpsafstanden ( v ) uit de meettabel wat de beeldafstanden (b ) zijn. Meet bij een beeldafstand van ± 200 cm wat de vrwerpsafstand is. Ver alle berekeningen uit. Bendigdheden Veding Lichtbrn Optische bank Dia Lens Schermpje Meettabel v (cm) b (cm) = + ( ) f (cm) f v b cm N = b v

22 Lenzen vergrting 3hv 17 januari 2007 Opgave 1. Een psitieve lens heeft een brandpuntsafstand van 4,5 cm Vr de lens staat een lichtgevende pijl LL van 2,0 cm p de hfdas. Het beeld BB wrdt 6,0 cm vr de lens p een scherm geprjecteerd, dus b = 6,0 cm. a. Tn met een berekening aan dat LL p 2,6 cm vr de lens staat. b. Bereken de grtte van BB. c. Bereken de vergrting. Opgave 2. Bij beeldvrming zijn vier grtheden van belang: v, b, f en N. Bereken steeds de twee ntbrekende grtheden: a. f = 12 cm en b = 60 cm. b. b = 25 cm en N = 3, 2. Opgave 3. Een dia staat p 8,2 cm vr de lens van een diaprjectr. Op een prjectiescherm, p 3,2 m afstand achter de lens, is een scherp beeld van de dia te zien. a) Bereken de brandpuntsafstand van de lens. b) Bereken de vergrting. De lens wrdt vervangen dr een lens met een brandpuntsafstand van 7,9 cm. De dia staat weer p 8,2 cm vr de lens van de prjectr. c) Leg uit waarm het beeld nu niet meer scherp is. d) Bereken p welke afstand het prjectiescherm nu achter de lens gezet met wrden m weer een scherp beeld te krijgen. e) Bereken de vergrting.

23 Lenzen sterkte 3hv 22 januari 2007 Opgave 1. Een psitieve cntactlens heeft een brandpuntsafstand van 67 cm. Bereken de sterkte van die cntactlens. Opgave 2. Negatieve lenzen hebben een negatieve brandpuntsafstand, dus f < 0. Een bepaald negatief brillenglas heeft een sterkte van. 4,5 dpt a. Bereken de brandpuntsafstand. Een vrwerp van 0,20 m hg staat p 0,50 m vr dit brillenglas. b. Bereken de beeldafstand. c. Bereken de vergrting. d. Maak een tekening p schaal 1:10 van deze situatie. VWO e. Bedenk en teken he de cnstructiestralen bij een negatieve lens zuden meten lpen.