SPIEGELTJE, SPIEGELTJE AAN DE WAND LICHT EN ZIEN

Transcriptie

1 SPIEGELTJE, SPIEGELTJE AAN DE WAND LICHT EN ZIEN

2 HOOFDSTUK 1 LICHT 1.1 Lichtbronnen en donkere lichamen p xx 1.2 Interactie van het licht met voorwerpen p xx 1.3 Rechtlijnige voortplanting van het licht in een homogene middenstof p xx 1.4 Schaduwvorming p xx 1.5 Lichtbreking p xx HOOFDSTUK 2 ZIEN 2.1 Bouw van het oog p xx 2.2 Beeldvorming bij bolle lenzen p xx 2.3 Beeldvorming in het oog p xx 2.4 Zien doe je met de hersenen p xx HOOFDSTUK 3 TERUGKAATSING EN SPIEGELS 3.1 Terugkaatsingswetten bij vlakke spiegels p xx 3.2 Beeldvorming bij vlakke spiegels p xx 3.3 Gebogen spiegels p xx HOOFDSTUK 4 ELEKTROMAGNETISCHE STRALING 4.1 Elektromagnetische straling p xx 4.2 Het elektromagnetisch spectrum p xx 4.3 Verantwoord omgaan met straling p xx CHECK IN Kraak de code. Ontcijfer deze tekst. Je mag hulpmiddelen NAWE_A_02_02_004@ Hoe heb je de code kunnen ontcijferen? Vervolledig de zin. Als licht invalt op een spiegel wordt het Je bent nu ingecheckt. Wanneer je uitcheckt op het einde van dit thema, kun je verklaren waarom je de tekst hebt kunnen lezen. 6 Licht en zien

3 HOOFDSTUK 1 LICHT 1.1 Lichtbronnen en donkere lichamen a Wat zie je op de foto? Om iets te zien, is er licht nodig. Laserstralen verlichten het hele festivalterrein. Als het s nachts onweert, is plots de hele hemel verlicht. Als je op dropping gaat, neem je het best een zaklamp mee. Lichtbronnen produceren licht. Natuurlijke lichtbronnen zenden uit zichzelf licht uit en zijn niet door de mens gemaakt. Kunstmatige lichtbronnen zijn wel door de mens gemaakt. Voorwerpen die geen licht produceren, zijn donkere voorwerpen. b Wat zie je als er op een donker voorwerp geen licht invalt? niets Hoofdstuk 1 - LICHT 7

4 c Vul aan. voorbeeld natuurlijke lichtbron kunstmatige lichtbron donker voorwerp d Kruis aan. 1 vuurvliegje 2 maan 3 zon 4 niet brandende zaklamp 5 reflector 6 sterrenhemel 7 spiegel 8 stoel 9 brandende kaars 10 brandende lamp kunstmatige lichtbron natuurlijke lichtbron donker voorwerp Lichtbronnen produceren licht. Natuurlijke lichtbronnen zijn lichtbronnen die uit zichzelf licht uitzenden. Kunstmatige lichtbronnen zenden licht uit door tussenkomst van de mens. Donkere voorwerpen zijn voorwerpen die geen licht uitzenden. Ze zijn zichtbaar als er licht op valt. 8 Licht en zien

5 1.2 Interactie van het licht met voorwerpen Onderzoeksvraag Wat gebeurt er met het licht als het op een heldere glazen plaat valt? 1 Hypothese Het licht n wordt op de heldere glazen plaat weerkaatst. n wordt door de heldere glazen plaat geabsorbeerd. n wordt door de heldere glazen plaat grotendeels doorgelaten. n verandert van kleur. Benodigdheden heldere glazen plaat zaklamp Werkwijze Verduister het lokaal. Schijn met een zaklamp op de heldere glazen plaat. Waarneming Wat zie je? Besluit Licht dat invalt op een heldere glazen plaat wordt grotendeels doorgelaten. Onderzoeksvraag Wat gebeurt er met het licht als het op een matglazen plaat valt? 2 Hypothese Het licht n wordt op de matglazen plaat weerkaatst. n wordt door de matglazen plaat geabsorbeerd. n wordt door de matglazen plaat grotendeels doorgelaten. n wordt door de matglazen plaat gedeeltelijk doorgelaten. n verandert van kleur. Benodigdheden matglazen plaat zaklamp Werkwijze Verduister het lokaal. Schijn met een zaklamp op de matglazen plaat. Waarneming Besluit Licht dat invalt op een matglazen plaat wordt gedeeltelijk doorgelaten. Hoofdstuk 1 - LICHT 9

6 a b c d Voorwerpen die het licht niet doorlaten, zijn ondoorschijnende voorwerpen. Je ziet het voorwerp erachter n onscherp. n x niet. n duidelijk. Voorwerpen die het licht slechts gedeeltelijk doorlaten, zijn doorschijnende voorwerpen. Je ziet het voorwerp erachter n onscherp. n niet. n duidelijk. Voorwerpen die het licht (bijna) volledig doorlaten, zijn doorzichtige voorwerpen. Je ziet het voorwerp erachter n onscherp. n niet. n duidelijk. Noteer wat je ziet. Kies uit: doorzichtig voorwerp, doorschijnend voorwerp en ondoorschijnend voorwerp. e Kruis aan. voorwerp ondoorschijnend doorschijnend doorzichtig boek leeg wijnglas bedampte bril kalkpapier spiegel zuiver water 10 Licht en zien

7 Onderzoeksvraag Wat gebeurt er met het licht wanneer het op een wit papier valt? 1 Hypothese Het licht n wordt op het wit papier weerkaatst. n wordt door het wit papier geabsorbeerd. n wordt door het wit papier doorgelaten. n verandert van kleur. Benodigdheden wit papier zaklamp Proefopstelling Werkwijze Verduister het lokaal. Proefpersoon 1 staat voor de klas met het gezicht naar de klas gericht. Proefpersoon 2 belicht met een zaklamp de linkerkant van het puntje van de neus van proefpersoon 1. Proefpersoon 3 houdt een wit papier aan de rechterkant van het gezicht van proefpersoon 1 in de lichtbundel. Waarneming Wat zie je als je naar de rechterkant van het gezicht van proefpersoon 1 kijkt? Het gezicht licht op. Besluit Licht dat invalt op een wit papier wordt teruggekaatst. Onderzoeksvraag Wat gebeurt er met het licht als het op een zwart papier valt? 2 Hypothese Het licht n wordt op het zwart papier weerkaatst. n wordt door het zwart papier geabsorbeerd. n wordt door het zwart papier doorgelaten. n verandert van kleur. Benodigdheden zwart papier zaklamp Werkwijze Verduister het lokaal. Proefpersoon 1 staat voor de klas met het gezicht naar de klas gericht. Proefpersoon 2 belicht met een zaklamp de linkerkant van het puntje van de neus van proefpersoon 1. Proefpersoon 3 houdt een zwart papier aan de rechterkant van het gezicht van proefpersoon 1 in de lichtbundel. Hoofdstuk 1 - LICHT 11

8 Waarneming Wat zie je als je naar de rechterkant van het gezicht van proefpersoon 1 kijkt? Het gezicht blijft donker. Besluit Licht dat invalt op een zwart papier wordt geabsorbeerd. Doorzichtige voorwerpen laten (bijna) alle licht door. Doorschijnende voorwerpen laten het licht gedeeltelijk door. Ondoorschijnende voorwerpen laten geen licht door. Licht dat niet doorgelaten wordt, wordt geabsorbeerd of teruggekaatst. 1.3 Rechtlijnige voortplanting van het licht in een homogene middenstof Onderzoeksvraag Welke weg volgt het licht? 1 Hypothese Het licht verplaatst zich volgens n een gebogen baan. n een rechte baan. n een willekeurige baan. Benodigdheden brandende kaars rubberen slang twee kartonnen plaatjes met een gat van ongeveer 1 cm doorsnede Werkwijze 1 Houd de brandende kaars voor de rubberen slang. Kijk door de slang naar de kaars. Waarneming 1 Wanneer kun je de kaars zien? Je kunt de kaars enkel zien als je de rubberen slang strak houdt. Schets de situatie op de figuur. 12 Licht en zien

9 Werkwijze 2 Kijk naar de brandende kaars. Houd beide plaatjes van elkaar verwijderd tussen je oog en de kaars. Waarneming 2 Wanneer kun je de kaars zien? Je kunt de kaars zien als je oog, de gaten in de plaatjes en de lichtbron op een rechte lijn achter elkaar staan. Schets de situatie op de figuur. Besluit Licht plant zich voort in een rechte baan. Licht plant zich rechtlijnig voort en volgt daarbij altijd de kortste en snelste weg. Er is wel één voorwaarde: de middenstof (hier lucht) moet homogeen zijn. De stof moet dus overal dezelfde samenstelling hebben. Omdat licht zich rechtlijnig voortplant, teken je een lichtstraal als een rechte lijn met een pijlpunt erop. De pijlpunt geeft aan in welke zin het licht zich voortplant. Hoofdstuk 1 - LICHT 13

10 Onderzoeksvraag Wanneer zijn lichtstralen zichtbaar? 2 Hypothese Lichtstralen zijn n altijd zichtbaar. n soms zichtbaar. n nooit zichtbaar. Benodigdheden laserpen kartonnen doos met venster en kalkpapier talkpoeder Proefopstelling Werkwijze 1 Schijn met de laserpen door de opening in de doos. Kijk door het venster. Waarneming 1 Wat zie je? Door het venster zie je niets. Op het kalkpapier zie je een scherpe afgelijnde lichtvlek. Werkwijze 2 Strooi wat talkpoeder in de doos. Schud even met de doos, zodat het talkpoeder in de doos opvliegt. Schijn met de laserpen door de opening in de doos. Kijk door het venster. Waarneming 2 Wat zie je? Je ziet de lichtbundel door het venster. Op het kalkpapier zie je een wazige lichtvlek. Besluit Een lichtbundel is niet zichtbaar. Een lichtbundel wordt wel zichtbaar wanneer stofdeeltjes het licht weerkaatsen en het weerkaatste licht in onze ogen terechtkomt. Wanneer licht in alle richtingen weerkaatst, spreek je van lichtverstrooiing of diffusie. Een lichtbundel is een verzameling van lichtstralen. 14 Licht en zien

11 a Wanneer kun je een lichtbron zien? Je ziet een lichtbron wanneer de lichtstralen uitgezonden door die lichtbron in je ogen terechtkomen. b Hoe komt het dat je deze tekst kunt lezen? Je kunt de tekst lezen omdat de lichtstralen die door het blad verstrooid worden in je oog terechtkomen. c Beschrijf het verloop van de lichtstralen. De lichtstralen lopen evenwijdig. De lichtstralen lopen naar elkaar toe. De lichtstralen lopen van elkaar weg. Dit is een evenwijdige Dit is een convergerende Dit is een divergerende licht- lichtbundel. lichtbundel. bundel. d Benoem de lichtbundels. Een lichtstraal stel je voor door een rechte lijn met een pijlpunt erop. Een lichtbundel wordt zichtbaar wanneer stofdeeltjes het licht weerkaatsen. Een evenwijdige lichtbundel bestaat uit evenwijdige lichtstralen. Bij een divergerende lichtbundel lopen de lichtstralen uit elkaar. Bij een convergerende lichtbundel lopen de lichtstralen naar elkaar toe. Hoofdstuk 1 - LICHT 15

12 1.4 Schaduwvorming a Maak de volgende schaduwbeelden met je handen. b Waarom ga je op een zonnige zomerdag graag onder een grote boom zitten? Omdat er onder de boom geen zonnestralen komen en je dus in de schaduw zit. c Schaduw ontstaat omdat het licht tegengehouden wordt door een voorwerp en zich rechtlijnig voortplant. ondoorschijnend Schaduw ontstaat wanneer licht wordt tegengehouden door een ondoorschijnend voorwerp. Achter het voorwerp ontstaat dan een schaduw. Schaduwvorming is een gevolg van de rechtlijnige voortplanting van het licht Schaduwvorming bij een puntvormige lichtbron a Welke lichtbundel vertrekt vanuit de puntvormige lichtbron (L)? een divergerende lichtbundel Achter het ondoorschijnende voorwerp (V) komt zo goed als geen licht. Er ontstaat een scherp afgelijnde donkere schaduw: de kernschaduw. b c Welke nummer duidt de kernschaduw aan? Welke nummer duidt het volledig verlichte deel aan? 16 Licht en zien

13 1.4.2 Schaduwvorming bij een niet-puntvormige lichtbron Een niet-puntvormige lichtbron (L) is een verzameling van puntvormige lichtbronnen. Achter het ondoorschijnende voorwerp (V) ontstaan twee schaduwgebieden. a b Welke nummer duidt de kernschaduw aan? Welke nummer duidt het volledig verlichte deel aan? Het gebied waar een deel van het licht komt, is de bijschaduw. c Welke nummer duidt de bijschaduw aan? Een puntvormige lichtbron vormt achter een ondoorschijnend voorwerp een scherp schaduwbeeld. Er ontstaat een kernschaduw. Een niet-puntvormige lichtbron vormt, met een ondoorschijnend voorwerp, een onscherp schaduwbeeld. Er ontstaat een kernschaduw en een bijschaduw. Een kernschaduw is het gebied waar zo goed als geen licht komt. Een bijschaduw is het gebied waar nog gedeeltelijk licht komt Maans- en zonsverduistering a b Geeft de maan zelf licht? n ja n nee Verklaar. Je ziet de maan omdat ze een deel van het zonlicht reflecteert op de aarde. Het lijkt alsof de maan van vorm kan veranderen. Soms zie je de maan volledig, soms zie je slechts een sikkel. Dat wordt veroorzaakt door de positie van de maan op haar baan rond de aarde. Die verschillende verschijningsvormen zijn de schijngestalten van de maan of maanfasen. Soms staan de zon, de maan en de aarde op één lijn. Bij een zonsverduistering staat de aarde in de schaduw van de maan. Bij een maansverduistering bevindt de maan zich in de schaduw van de aarde. Hoofdstuk 1 - LICHT 17

14 c Kruis aan. maansverduistering zonsverduistering maansverduistering zonsverduistering 18 Licht en zien

15 1.5 Lichtbreking Onderzoeksvraag Wat gebeurt er met een lichtstraal die schuin van lucht naar water overgaat? Hypothese De lichtstraal n gaat rechtdoor. n verandert van richting. n wordt teruggekaatst. Benodigdheden rechthoekige glazen bak gevuld met water laserpen Werkwijze Richt de lichtstraal schuin op het wateroppervlak. Waarneming Wat zie je? De lichtstraal verandert van richting voorbij het wateroppervlak. Besluit Wanneer een lichtstraal overgaat van de ene middenstof (lucht) naar een andere middenstof (water), verandert ze van richting. Dat verschijnsel is lichtbreking. Lucht is een voorbeeld van een optisch ijle middenstof. Water en glas zijn voorbeelden van optisch dichte middenstoffen. Het grensvlak = het oppervlak dat de grens vormt tussen twee middenstoffen. i = de invallende straal. I = het invalspunt: het punt waar de invallende straal het grensvlak snijdt. n = de normaal: de loodlijn die altijd loodrecht op het grensvlak staat in het invalspunt van de invallende straal. Î = de invalshoek: de hoek tussen de normaal en de invallende straal. r = de gebroken straal. ˆR = de brekingshoek: de hoek tussen de normaal en de gebroken straal. Hoofdstuk 1 - LICHT 19

16 1.5.1 Brekingswetten Onderzoeksvraag Hoe liggen de invallende straal, de normaal en de gebroken straal ten opzichte van elkaar? 1 Hypothese De invallende straal, de normaal en de gebroken straal liggen in eenzelfde vlak. De invallende straal en de normaal liggen in een vlak loodrecht op de gebroken straal. De invallende straal, de normaal en de gebroken straal liggen in drie verschillende vlakken. Benodigdheden lichtbron optische schijf halfcirkelvormige glazen schijf Proefopstelling Werkwijze Laat een lichtstraal, in het invalspunt, op de halfcirkelvormige glazen schijf invallen. Waarneming Waar zie je de lichtstralen? op het bord, op de tafel Besluit De invallende straal, de normaal en de gebroken straal liggen in eenzelfde vlak. Onderzoeksvraag Hoe gebeurt de breking van een lichtstraal bij de overgang van een optisch ijle naar een optisch dichtere middenstof? 2 Hypothese De lichtstraal n wordt niet gebroken. n breekt naar de normaal toe. n breekt van de normaal weg. Benodigdheden lichtbron optische schijf halfcirkelvormige glazen schijf 20 Licht en zien

17 Proefopstelling Werkwijze Leg in het midden van de optische schijf de halfcirkelvormige glazen schijf. Laat de lichtstraal in het invalspunt invallen onder een invalshoek van 0, 10, 30, 50 en 70. Lees telkens de overeenkomstige brekingshoek af. Waarneming Vul aan. Î ( ) ˆR ( ) Besluit Wanneer de lichtstraal overgaat van een optisch ijle middenstof naar een optisch dichte middenstof, breekt de invallende straal De invalshoek is de normaal dan de brekingshoek. Onderzoeksvraag Hoe gebeurt de breking van een lichtstraal bij de overgang van een optisch dichte naar een optisch ijle middenstof? 3 Hypothese De lichtstraal n wordt niet gebroken. n breekt naar de normaal toe. n breekt van de normaal weg. Benodigdheden lichtbron optische schijf halfcirkelvormige glazen schijf Hoofdstuk 1 - LICHT 21

18 Proefopstelling Werkwijze Leg in het midden van de optische schijf de halfcirkelvormige glazen schijf, zoals aangegeven in de proefopstelling. Laat de lichtstraal invallen op de gebogen zijde van de halfcirkelvormige glazen schijf. De invalshoeken zijn gelijk aan de brekingshoeken verkregen bij de vorige waarneming. Lees telkens de overeenkomstige brekingshoek af. Waarneming Vul aan. Î ( ) ˆR ( ) Besluit Wanneer de lichtstraal overgaat van een optisch dichte middenstof naar een optisch ijle middenstof, breekt de invallende straal de normaal De invalshoek is dan de brekingshoek. Wat stel je vast als je de waarnemingen van de twee vorige experimenten vergelijkt? De brekingshoek van het laatste onderzoek is hetzelfde als de invalshoek van het eerste onderzoek. De invalshoek bij de overgang van een optisch ijle naar een optisch dichte middenstof is hetzelfde als de brekingshoek bij de overgang van een optisch dichte naar een optisch ijle middenstof. De stralengang is dus omkeerbaar. Wetten van de lichtbreking Een lichtstraal die loodrecht invalt op het grensvlak wordt niet gebroken. Een lichtstraal die overgaat van een optisch ijle naar een optisch dichte middenstof, breekt naar de normaal toe. (Î > ˆR) Een lichtstraal die overgaat van een optisch dichte naar een optisch ijle middenstof, breekt van de normaal weg. (Î < ˆR) Bij lichtbreking is de stralengang omkeerbaar. 22 Licht en zien

19 a Teken de gebroken straal. Duid met symbolen de invallende straal, het invalspunt, de normaal, de invalshoek, de gebroken straal en de brekingshoek aan. Hoofdstuk 1 - LICHT 23

20 1.5.2 Schijnbare verhoging van een voorwerp Onderzoeksvraag Hoe kun je het muntstuk volledig zichtbaar maken zonder het kommetje aan te raken en zelf van plaats te veranderen? Hypothese Benodigdheden kommetje muntstuk Proefopstelling Werkwijze Leg het muntstuk op de bodem van het kommetje. Zet het kommetje voor je op de tafel. Schuif het kommetje van je weg tot je het muntje net niet meer kunt zien. Besluit Laat iemand het kommetje traag met water vullen. Als gevolg van lichtbreking ligt het beeld van het muntstuk hoger dan het muntstuk zelf. Dat verschijnsel is schijnbare verhoging. 24 Licht en zien

21 a Waarom zie je de vis hoger dan waar hij werkelijk zit? Je ziet het voorwerp in het verlengde van de straal die invalt in het oog. Die lichtstraal werd gebroken van een optisch dichte naar een optisch ijle middenstof. Je ziet de vis hoger in het water liggen dan in werkelijkheid. Dat is schijnbare verhoging. b Waarom staat de zon niet waar je ze ziet? De stralen van de zon worden van optisch ijl naar optisch dicht gebroken als ze de dampkring binnenkomen. Daardoor lijkt de zon hoger boven de horizon te staan dan werkelijk het geval is. Een schijnbare verhoging treedt op wanneer je door lichtbreking een voorwerp hoger ziet dan het zich in werkelijkheid bevindt. Hoofdstuk 1 - LICHT 25

22 Samenvatting overgang naar andere middenstof lichtbreking schijnbare verhoging lichtbron lichtstraal homogene middenstof rechtlijnige voortplanting van licht donker lichaam schaduwvorming absorberen terugkaatsen doorlaten zonsverduistering maansverduistering Om te kunnen zien, heb je lichtbronnen en donkere lichamen nodig. Donkere lichamen kunnen licht absorberen, terugkaatsen en doorlaten. Lichtbronnen zenden lichtstralen uit. Wanneer een lichtstraal door een homogene middenstof gaat, plant ze zich rechtlijnig voort. Als je een ondoorzichtig donker lichaam voor lichtstralen plaatst, geeft dat schaduwvorming. Een toepassing daarvan is zonsverduistering en maansverduistering. Wanneer een lichtstraal overgaat van de ene naar de andere middenstof, is er lichtbreking. Een toepassing daarvan is de schijnbare verhoging van een voorwerp. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. de lichtbron de natuurlijke lichtbron de kunstmatige lichtbron het donkere voorwerp weerkaatsen absorberen doorlaten het ondoorschijnende voorwerp het doorschijnende voorwerp het doorzichtige voorwerp de middenstof de lichtverstrooiing de evenwijdige lichtbundel de convergerende lichtbundel de divergerende lichtbundel de kernschaduw de bijschaduw de zonsverduistering de maansverduistering de lichtbreking de optisch ijle middenstof de optisch dichte middenstof de schijnbare verhoging Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Geef voorbeelden van alle soorten lichtbronnen en donkere voorwerpen. Herken interactie van licht met een voorwerp. Geef een voorbeeld van de interactie van licht met een voorwerp. Geef voorbeelden van doorzichtige, doorschijnende en ondoorschijnende lichamen. De brekingswetten correct weergeven. Maak oefeningen op lichtbreking. Welke zijn de soorten lichtbronnen? Geef voorbeelden bij elke soort lichtbron. Beschrijf hoe het licht zich voortplant in een homogene middenstof. Bespreek het experiment van de voortplanting in een homogene middenstof. Teken en benoem lichtbundels. Bespreek hoe schaduw ontstaat. Teken en bespreek de schaduwvorming op een tekening. Bespreek enkele toepassingen van schaduwvorming. Duid op een tekening het grensvlak, de invallende straal, het invalspunt, de normaal, de invalshoek, de gebroken straal en de brekingshoek aan. Bespreek lichtbreking en maak er oefeningen op. In welke omstandigheden ontstaat er een totale terugkaatsing? Beschrijf en verklaar toepassingen van lichtbreking. 26 Licht en zien

23 HOOFDSTUK 2 ZIEN 2.1 Bouw van het oog a Teken het oog van de persoon die naast je zit. b Duid de delen van het oog aan op je tekening. 1 pupil 4 wimpers 2 bovenste ooglid 5 onderste ooglid 3 iris 6 binnenste ooghoek 7 hoornvlies 8 hard oogvlies Onderzoeksvraag Welke invloed heeft lichtsterkte op de pupil? Hypothese De pupil vergroot bij veel licht. De pupil verkleint bij veel licht. De pupil verandert niet. Werkwijze Ga met twee tegenover elkaar zitten. Proefpersoon 1 sluit de ogen en houdt zijn handen gedurende 30 seconden voor de ogen. Proefpersoon 1 opent de ogen. Waarneming Wat gebeurt er met de pupil van proefpersoon 1? Besluit Als er weinig licht is, worden je pupillen Als er veel licht is, worden je pupillen groter. kleiner. Het vergroten en verkleinen van de pupil wordt veroorzaakt door de iris. Die bevat spieren die kunnen ontspannen of opspannen. Daardoor verandert de grootte van de pupil. HOOFDSTUK 2 - ZIEN 27

24 c Noteer de nummers in het juiste cirkeltje. 1 pupil 2 oogzenuw 3 hard oogvlies 4 straallichaam 5 lens 6 iris 7 glasachtig lichaam 8 lensbandjes 9 vaatvlies 10 hoornvlies 11 netvlies 12 oogspieren 13 gele vlek 14 blinde vlek d Plaats de letter van het deel van het oog bij de juiste omschrijving. omschrijving deel van het oog 1 Bevat bloedvaten, zorgt voor de doorbloeding van het oog. A lensbandjes 2 Brengt informatie van het oog naar de hersenen. B straallichaam 3 Breekt het licht wanneer het in het oog komt. C vaatvlies 4 Bevat de zintuigcellen die licht opvangen. D oogzenuw 5 Is de plaats met de meeste zintuigcellen. E netvlies 6 Verbinden de lens met het straallichaam. F hoornvlies 7 Bevat spiervezels en is belangrijk om de dikte van de lens te veranderen. G gele vlek C D F E G A B 28 Licht en zien

25 Onderzoeksvraag Wat is de blinde vlek in ons oog? Hypothese een vlekje op het netvlies dat vuil is een plaats op het netvlies waar geen beeld wordt waargenomen een plaats op het netvlies waar een scherp beeld wordt waargenomen Benodigdheden de figuur hieronder Werkwijze Houd dit blad op armlengte van je rechteroog. Sluit je linkeroog. Breng het blad stilaan dichterbij. Kijk met je rechteroog naar de hoed. Waarneming Wat zie je? Besluit De blinde vlek is een plaats op het netvlies waar geen beeld wordt waargenomen. Verklaring Op de blinde vlek zijn geen zintuigcellen aanwezig. Bijgevolg kun je er geen beeld waarnemen. De lichtinval in het oog bepaalt de grootte van de pupil. Spieren in de iris zorgen dat de pupil groter of kleiner wordt. De blinde vlek is de 0plaats op het netvlies waar geen zintuigcellen liggen. Er wordt geen beeld waargenomen. HOOFDSTUK 2 - ZIEN 29

26 2.2 Beeldvorming bij bolle lenzen De lens van je oog is aan beide zijden bol en wordt daarom ook wel een dubbelbolle lens genoemd. De lichtstralen vallen op je ooglens in en worden gebroken. Onderzoeksvraag Hoe breken de lichtstralen die evenwijdig met de hoofdas invallen op een dubbelbolle lens? 1 Hypothese De lichtstralen lopen rechtdoor. De lichtstralen divergeren. De lichtstralen convergeren. Benodigdheden lichtkastje dubbelbolle lens Proefopstelling hoofdas F 1 0 F 2 Werkwijze Laat een evenwijdige lichtbundel invallen op de dubbelbolle lens, zoals aangegeven in de proefopstelling. Teken de gebroken stralen. Laat de evenwijdige lichtbundel invallen aan de andere zijde van de bolle lens. Teken de gebroken stralen in een andere kleur. Duid de snijpunten van de gebroken stralen aan. Benoem die snijpunten met F 1 en F 2. Meet de brandpuntsafstand. Dat is de afstand van het midden van de lens, het optisch middelpunt O, tot de twee brandpunten F 1 en F 2. Waarneming tekening op milimeterpapier tekening op 75% Wat gebeurt er met de gebroken stralen? De lichtstralen convergeren op de hoofdas. 30 Licht en zien

27 Wat kun je zeggen over de afstand OF 1 en OF 2? De afstand van O tot F 1 is gelijk aan de afstand van O tot F 2. Besluit Lichtstralen die evenwijdig met de hoofdas invallen, in het brandpunt F. convergeren Het brandpunt F is een reëel brandpunt, omdat de gebroken stralen elkaar werkelijk snijden. De twee brandpunten liggen symmetrisch ten opzichte van het optisch middelpunt O. De afstand tussen het optisch middelpunt en het brandpunt is de brandpuntsafstand OF. Onderzoeksvraag Hoe beïnvloedt de kromming van de lens de brandpuntsafstand? 2 Hypothese Hoe boller de lens, hoe groter de brandpuntsafstand. Hoe boller de lens, hoe kleiner de brandpuntsafstand. De dikte van de lens heeft geen invloed op de brandpuntsafstand. Benodigdheden lichtkastje dunne dubbelbolle lens dikkere dubbelbolle lens Proefopstelling Evenwijdige lichtbundel Evenwijdige lichtbundel Werkwijze 1 Laat een evenwijdige lichtbundel invallen op de dubbelbolle lens, zoals aangegeven op figuur 1 in de proefopstelling. Teken de gebroken stralen. Duid het brandpunt aan. Waarneming 1 tekening op milimeterpapier tekening op 75% F 1 F 2 HOOFDSTUK 2 - ZIEN 31

28 Werkwijze 2 Laat een evenwijdige lichtbundel invallen op een dikkere dubbelbolle lens, zoals aangegeven op de rechtse figuur in de proefopstelling. Teken de gebroken stralen. Duid het brandpunt aan. Waarneming 2 tekening op milimeterpapier tekening op 75% F 1 F 2 Vergelijk de bekomen brandpuntsafstanden uit beide waarnemingen met elkaar. Hoe boller de lens, hoe kleiner de brandpuntsafstand. Besluit De brandpuntsafstand is afhankelijk van de kromming van de lens. boller kleiner Hoe de lens, hoe de brandpuntsafstand. Van een voorwerp vertrekken veel lichtstralen die door de lens gebroken worden. Waar de gebroken stralen elkaar snijden, vormt zich een beeldpunt van het voorwerp. Alle beeldpunten samen vormen een totaalbeeld van het voorwerp. Op een voorwerp vallen oneindig veel lichtstralen. Om het beeld van een voorwerp te kunnen tekenen, maak je gebruik van karakteristieke stralen. Dat zijn invallende stralen waarvan je gemakkelijk de gebroken stralen kunt tekenen. Stralen die evenwijdig met de hoofdas invallen op een bolle lens convergeren naar het brandpunt F. Elke bolle lens heeft twee brandpunten. Die liggen symmetrisch ten opzichte van de lens. Het zijn reële brandpunten. De brandpuntsafstand is afhankelijk van de kromming van de lens. Hoe boller de lens, hoe kleiner de brandpuntsafstand. 32 Licht en zien

29 Onderzoeksvraag Hoe gebeurt de breking van de karakteristieke invallende lichtstralen op een bolle lens? Hypothese Teken de gebroken stralen. deze tekeningen op milimeterpapier tekening op 75% F 1 F 2 F 1 F 2 F 1 F 2 Benodigdheden lichtkastje dubbelbolle lens met gekende brandpuntsafstand Werkwijze Laat één lichtstraal invallen op de dubbelbolle lens, zoals aangegeven op onderstaande figuren. Waarneming Teken het verdere verloop van de lichtstraal. Beschrijf naast iedere tekening het verdere verloop van de lichtstraal. deze tekeningen op milimeterpapier tekening op 75% F 1 F 2 HOOFDSTUK 2 - ZIEN 33

30 F 1 F 2 F 1 F 2 Besluit Een lichtstraal die evenwijdig met de hoofdas invalt op een bolle lens, gaat na breking door het brandpunt. Een lichtstraal die invalt door het brandpunt van een bolle lens, breekt evenwijdig met de hoofdas. Een lichtstraal die invalt door het optisch middelpunt van een bolle lens, verandert niet van richting. Om het beeld van een voorwerp bij bolle lenzen te tekenen, maak je gebruik van karakteristieke stralen. Een lichtstraal die evenwijdig met de hoofdas invalt, gaat na breking door het brandpunt. Een lichtstraal die invalt door het brandpunt, wordt evenwijdig met de hoofdas gebroken. Een lichtstraal die invalt door het optisch middelpunt, verandert niet van richting. 34 Licht en zien

31 Onderzoeksvraag Wat zie je wanneer je door een bekerglas gevuld met water naar een pijl kijkt die naar achteren verplaatst wordt? Hypothese De pijl verandert van grootte en keert om. De pijl verandert van grootte en keert niet om. De pijl verandert niet van grootte en keert niet om. Je ziet het voorwerp altijd even groot. Benodigdheden bekerglas gevuld met water wit papier stift Proefopstelling Werkwijze Teken een pijl van ongeveer 3 cm op een wit papier. Kijk door het bekerglas naar de pijl. Houd de pijl eerst vlak achter het bekerglas. Beweeg de pijl langzaam naar achteren, verder weg van het bekerglas. Waarneming Wat gebeurt er met de pijl als je hem vlak achter het bekerglas houdt? De pijl is langer geworden. Wat gebeurt er met de pijl als je hem naar achteren beweegt? De pijl wijst plots de andere kant uit. Wat gebeurt er met de pijl als je hem nog verder naar achteren beweegt? De pijl wordt steeds korter, maar blijft omgekeerd. Besluit De kenmerken van het beeld (de pijl) veranderen naargelang de plaats van de pijl ten opzichte van de lens (het bekerglas met water). HOOFDSTUK 2 - ZIEN 35

32 a Teken het beeld van het voorwerp (= pijltje) door gebruik te maken van de karakteristieke stralen. Bespreek de kenmerken van het beeld dat gevormd wordt. Kies uit volgende begrippen. grootte: kleiner even groot groter stand: rechtopstaand omgekeerd plaats: het beeld ligt tussen de lens en het brandpunt het beeld ligt in het brandpunt het beeld ligt verder dan het brandpunt het beeld ligt op oneindig aard van het beeld: reëel (= gevormd door de gebroken stralen zelf ) virtueel (gevormd door de verlengden van de gebroken stralen) Het voorwerp is ver verwijderd van de lens, verder dan twee keer de brandpuntsafstand. deze tekeningen op milimeterpapier tekening op 100% voorwerp F 1 0 F 2 grootte: stand: plaats: aard: Het voorwerp staat op precies twee keer de brandspuntafstand. voorwerp F 1 0 F 2 grootte: stand: plaats: aard: Het voorwerp staat tussen het brandpunt en twee keer de brandpuntsafstand. voorwerp F 1 0 F 2 grootte: stand: plaats: aard: 36 Licht en zien

33 Het voorwerp staat precies in het brandpunt. F 1 voorwerp 0 F 2 grootte: stand: plaats: aard: Het voorwerp staat tussen de lens en het brandpunt. F 1 voorwerp 0 F 2 grootte: stand: plaats: aard: De kenmerken van het beeld van een voorwerp door een bolle lens hangen af van de afstand van het voorwerp tot de lens. Het beeld gevormd door een bolle lens kan reëel of virtueel zijn. Een reëel beeld wordt gevormd waar de gebroken stralen elkaar snijden. Een virtueel beeld wordt gevormd waar de verlengden van de gebroken stralen elkaar snijden. Een virtueel beeld kun je niet opvangen op een scherm. 2.3 Beeldvorming in het oog Wanneer lichtstralen je oog binnenkomen, worden ze gebroken door het hoornvlies. Daarna gaan de stralen door de pupil, de lens en het glasachtig lichaam. Voornamelijk de lens doet de lichtstralen convergeren op het netvlies. Om scherp te zien, moet het beeld op het netvlies vallen. Op dat vlies liggen de zintuigcellen. voorwerp lens beeld gele vlek hoornvlies HOOFDSTUK 2 - ZIEN 37

34 a Houd je pen voor je ogen en kijk afwisselend naar de pen en de achtergrond. Wat merk je? Je ziet ofwel de pen scherp, ofwel de achtergrond. Onze ogen moeten zich voortdurend aanpassen om voorwerpen scherp te kunnen zien. b Kruis aan. 3 kringspier in straallichaam 1 lens 2 lensbandjes voorwerp dichtbij kringspier in het ontspannen straallichaam x opgespannen lensbandjes strak x los lens x bol plat 3 kringspier in straallichaam 1 lens 2 lensbandjes kringspier in het straallichaam lensbandjes lens voorwerp veraf x ontspannen opgespannen x strak los bol plat x Als het beeld voor of achter het netvlies valt, kan het oog dat corrigeren door de lens boller of platter te maken. Dat is accommodatie. c Soms accommodeert het oog onvoldoende, waardoor het beeld niet scherp is. Hoe kun je dat oplossen? een bril dragen 38 Licht en zien

35 Het licht dat in je oog valt, wordt voornamelijk door de lens gebroken. Het beeld wordt gevormd op het netvlies. Daar liggen de zintuigcellen. Wanneer je naar een dichtbijgelegen voorwerp kijkt, zal de kringspier in het straallichaam opspannen. Daardoor komen de lensbandjes losser te hangen en wordt de lens boller. Wanneer je naar een verafgelegen voorwerp kijkt, zal de kringspier in het straallichaam ontspannen. Daardoor komen de lensbandjes strakker te staan en wordt de lens platter. Het verschijnsel waarbij de ooglens boller of platter wordt, is accommodatie. 2.4 Zien doe je met de hersenen a Hoe valt het beeld op het netvlies? omgekeerd en verkleind voorwerp F1 F2 beeld dubbelbolle lens De hersenen verwerken alle signalen vanuit de ogen en geven betekenis aan de beelden Twee ogen worden één Onderzoeksvraag Wat doen de hersenen met de beelden van beide ogen? Hypothese De hersenen n voegen de beelden samen. n voegen beelden toe. n verwerken de beelden apart. Werkwijze Maak van dit blad papier een koker. Houd de koker met je rechterhand bijna tegen je rechteroog. Houd je linkerhand naast het uiteinde van de koker. Kijk met je beide ogen. Breng je linkerhand, langs de koker, naar je linkeroog toe. Waarneming Het lijkt alsof er een gat in je linkerhand staat. HOOFDSTUK 2 - ZIEN 39

36 Besluit De hersenen voegen de beelden van beide ogen samen. Verwerking Waarom heb je nooit last van je blinde vlekken, de plaats waar je niets ziet? Beide ogen geven informatie. De hersenen vullen het beeld aan Dieptezicht Onderzoeksvraag Wat is er nodig voor een goed dieptezicht? Hypothese Voor een goed dieptezicht moet je n beide ogen gebruiken. n één oog gebruiken. Werkwijze Ga met je gezicht tegenover je klasgenoot zitten. Je klasgenoot wijst met zijn rechtervinger naar links. Sluit één oog. Probeer in een vloeiende beweging met je rechtervinger de vingertop van je klasgenoot te raken. Probeer het nu opnieuw maar met beide ogen open. Waarneming Het lukt goed met beide ogen en minder goed met slechts één oog. Besluit Met beide ogen open wanneer één oog gesloten is heb je een veel beter dieptezicht dan. Je hersenen verwerken de beelden van beide ogen en geven diepte aan het beeld. Dieptezicht maakt het inschatten van afstanden mogelijk. Dieptezicht is iets wat je gedurende heel je leven leert. 40 Licht en zien

37 2.4.3 Driedimensionaal zicht Onderzoeksvraag Hoe komt het dat je de omgeving driedimensionaal (3D) ziet? Hypothese Omdat voorwerpen in de omgeving n een hoogte, een lengte en een breedte hebben. n door beide ogen vanuit een andere hoek bekeken worden. n anders plat zouden zijn. Werkwijze Houd een pen op ongeveer 20 cm voor je neus. Sluit afwisselend je linker- en rechteroog. Waarneming De pen verspringt van links naar rechts. Besluit Je kunt 3D zien omdat voorwerpen bekeken worden. door beide ogen vanuit een andere hoek a Bekijk de linkse figuur. Kruis rechts aan wat je ziet. n n Welke verklaring is correct? n x Onze hersenen vervolledigen het beeld. n Onze hersenen voegen de beelden samen. n Onze hersenen maken hier een fout. HOOFDSTUK 2 - ZIEN 41

38 b Bekijk de figuur. deze tekeningen op milimeterpapier tekening op 75% Verklaar waarom je de figuur enkel met een 3D-bril in 3D ziet. De afbeelding bestaat eigenlijk uit twee beelden. De bril werkt als filter. Elk glas laat een ander beeld door. Daardoor nemen je hersenen twee beelden vanuit een verschillende hoek waar Optische illusies Onze hersenen mogen dan wel fantastisch werk leveren, soms maken ze toch ook foutjes. Daarvan wordt gebruikgemaakt in optische illusies. a Een optische illusie is iets wat waarneemt, maar dat door de hersenen het oog anders wordt opgevat of geïnterpreteerd. b Wat merk je als je jgeconcentreerd naar het zwarte puntje kijkt en je hoofd verder van en dichter bij het beeld brengt? De cirkels draaien 42 Licht en zien

39 c Welke muizenval is de langste? even lang d Hoeveel koeien tel je? 1 of 2 e Welke slang denk je dat de langste is? n de slang vooraan op de tekening n de slang achteraan op de tekening Meet beide slangen. Welke is de langste? n de slang vooraan op de tekening n de slang achteraan op de tekening n Ze zijn allebei even lang x Hersenen voegen de beelden van beide ogen samen. Hersenen zorgen dat je dieptezicht krijgt. Hersenen zorgen dat je driedimensionaal ziet. Sommige waarnemingen worden door de hersenen anders geïnterpreteerd. Dat is een optische illusie. HOOFDSTUK 2 - ZIEN 43

40 Samenvatting licht bouw oog informatie verwerken in de hersenen zien samenvoegen van beelden dieptezicht 3D zicht optische illusies lens accommoderen lichtstralen convergeren beeld reëel virtueel eigenschappen afhankelijk van de plaats van het woorwerp constructie via karakteristieke stralen Licht wordt opgevangen door het oog. Het oog bestaat uit verschillende delen, met elk hun functie. Lenzen zorgen ervoor dat de lichtstralen gebroken worden. Waar de gebroken lichtstralen samenkomen wordt het beeld gevormd. Dat kan reëel of virtueel zijn. De kenmerken van het beeld zijn afhankelijk van de plaats van het voorwerp ten opzichte van de lens. De beeldvorming bij lenzen kun je construeren met behulp van karakteristieke stralen. De lens in je oog kan boller en platter worden om het beeld scherp op het netvlies te behouden. Dat is accommodatie. De informatie van de ogen wordt verwerkt in de hersenen. De hersenen zorgen voor het eigenlijke zien. Ze voegen het beeld van beide ogen samen. Je hersenen zorgen er ook voor dat je dieptezicht hebt en dat je driedimensionaal ziet. Soms maken je hersenen ook foutjes. Die kun je uitlokken met optische illusies. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. de hoofdas de brandpuntsafstand het optisch middelpunt het brandpunt reëel het beeldpunt de karakteristieke straal virtueel de accommodatie het dieptezicht het driedimensionale zicht (3D) de optische illusie Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Benoem de delen van het oog op een tekening. Geef de de functie van de iris. Benoem de inwendige delen van het oog. Geef de functies van de inwendige delen van het oog. Teken de karakteristieke stralen bij een dubbelbolle lens. Construeer het beeld bij een dubbelbolle lens. Geef de kenmerken van het beeld bij een dubbelbolle lens. hier kan alles niet meer op Pas accommodatie toe. de pagina. Licht toe dat het werkelijke zien in de hersenen gebeurt. Wat mee te doen? Herken optische illusies. 44 Licht en zien

41 HOOFDSTUK 3 TERUGKAATSING EN SPIEGELS a b Ga voor een spiegel staan. Neem met je linkerhand je rechteroorlel vast. Wat zie je in de spiegel? Je rechterhand neemt de linkeroorlel vast. Houd je leerwerkboek voor je in de spiegel. Hoe zie je de tekst? in spiegelschrift In de spiegel lijkt het alsof je achter de spiegel staat. Wat je in de spiegel ziet, is een spiegelbeeld. Jijzelf bent het voorwerp. c Wat gebeurt er met je beeld als je iets verder van de spiegel gaat staan? Het beeld wordt kleiner en staat verder achter de spiegel. d e Wat doet je spiegelbeeld als je jouw rechterhand op de spiegel plaatst? linkerhand op de spiegel Wat gebeurt er met het licht dat op een vlakke spiegel invalt? Het licht wordt weerkaatst. Spiegelwerking heb je onder andere bij gepolijste metaaloppervlakken. Een gewone spiegel is een glazen plaat waarvan de achterzijde bestreken is met een dun spiegelend laagje. De vlakke spiegel stel je voor door een lijnstuk. Het niet-spiegelende deel wordt met een arcering weergegeven. Hoofdstuk 3 - TERUGKAATSING EN SPIEGELS 45

42 3.1 Terugkaatsingswetten bij vlakke spiegels i n t T i = de invallende straal. I = het invalspunt. n = de normaal: de loodlijn op de spiegel door het invalspunt. Î = de invalshoek: de hoek tussen de normaal en de invallende straal. t = de teruggekaatste straal: de lichtstraal die terugkaatst vanaf de spiegel. ˆT = de terugkaatsingshoek: de hoek gevormd door de teruggekaatste straal en de normaal. Onderzoeksvraag Hoe liggen de invallende straal, de normaal en de teruggekaatste straal ten opzichte van elkaar? 1 Hypothese De invallende straal, de normaal en de teruggekaatste straal liggen in eenzelfde vlak. De invallende straal, de normaal en de teruggekaatste straal liggen in verschillende vlakken. Benodigdheden lichtbron optische schijf vlakke spiegel Proefopstelling Werkwijze Plaats de spiegel zodanig op de optische schijf dat een getekend lijnstuk de normaal vormt. De spiegel staat daarbij loodrecht op het tafeloppervlak. Laat één lichtstraal op de spiegel invallen in het invalspunt. Waarneming Hoe liggen de twee lichtstralen ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de normaal? Ze liggen in eenzelfde vlak, namelijk: het vlak van de tafel. Hoe liggen de twee lichtstralen en de normaal ten opzichte van de spiegel? loodrecht op het vlak van de spiegel 46 Licht en zien

43 Besluit De invallende straal, de teruggekaatste straal en de normaal liggen in eenzelfde vlak, dat loodrecht op de spiegel staat. Onderzoeksvraag Welk verband is er tussen de terugkaatsingshoek en de invalshoek? 2 Hypothese De terugkaatsingshoek is kleiner dan de invalshoek. De terugkaatsingshoek is even groot als de invalshoek. De terugkaatsingshoek is groter dan de invalshoek. Benodigdheden lichtbron met één lichtstraal optische schijf waarbij het aflezen van hoeken mogelijk is spiegel Werkwijze De proefopstelling is hetzelfde als bij het vorige experiment. Richt telkens één lichtstraal op de spiegel met een invalshoek van 10, 20, 40, 50 en 60. Meet de overeenkomstige terugkaatsingshoek. Waarneming Vul aan. Î ( ) ˆT ( ) Wat stel je vast? De hoeken zijn even groot. Besluit Bij terugkaatsing op een vlakke spiegel is de invalshoek de terugkaatsingshoek. even groot als Is de stralengang bij terugkaatsing omkeerbaar? X ja nee Wetten van de terugkaatsing De invallende straal, de teruggekaatste straal en de normaal liggen in één vlak dat loodrecht op de spiegel staat. Bij terugkaatsing is de invalshoek gelijk aan de terugkaatsingshoek. De stralengang is omkeerbaar. Hoofdstuk 3 - TERUGKAATSING EN SPIEGELS 47

44 3.2 Beeldvorming bij vlakke spiegels Onderzoeksvraag Hoe is de afstand van het beeld ten opzichte van de plaats van het voorwerp? 1 Hypothese Ten opzichte van de spiegel is n de afstand van het beeld kleiner dan de afstand van het voorwerp. n de afstand van het beeld even groot als de afstand van het voorwerp. n de afstand van het beeld groter dan de afstand van het voorwerp. Benodigdheden doorzichtige plaat (verder benoemd als spiegel) zes kleine kaarsen blad papier liniaal fijne stift Proefopstelling Werkwijze Plaats je spiegel op een lijn midden op het blad papier. Markeer aan één kant van de spiegel drie punten op 5 cm (V 1 ), 15 cm (V 2 ) en 20 cm (V 3 ) van de spiegel. Plaats een brandende kaars (voorwerp) op de gemarkeerde plaats V 1. In de spiegel zie je het beeld achter de spiegel. Zet nu een niet brandende kaars juist op de plaats van het beeld. Beweeg de kaars zodat het lijkt alsof ze ook brandt. Duid de plaats van het beeld op het papier aan met B 1. Herhaal dat voor de twee andere plaatsen V 2 en V 3. Meet de afstanden van de spiegel tot B 1, B 2 en B 3. Waarneming De kaars achter de spiegel lijkt te branden als ze juist even ver achter de spiegel staat als de brandende kaars ervoor. Besluit De afstand van het beeld tot de spiegel is spiegel tot het voorwerp. even groot als de afstand van de Verwerking Verbind V 1 met B 1, V 2 met B 2 en ook V 3 met B 3. Wat stel je vast? De verbindingslijn staat loodrecht op de spiegel, hierbij staat de spiegel juist in de helft. 48 Licht en zien

45 Onderzoeksvraag Wat is de aard van het beeld bij een vlakke spiegel? 2 Hypothese De vlakke spiegel vormt een reëel beeld. De vlakke spiegel vormt een virtueel beeld. Benodigdheden spiegel brandende kaars scherm Werkwijze Plaats de brandende kaars voor de spiegel. Probeer met het scherm het beeld van de kaars op te vangen. Waarneming Je kunt het beeld van de kaars niet opvangen op een scherm. Besluit Het beeld bij een vlakke spiegel is virtueel. Onderzoeksvraag Hoe is de grootte van het beeld ten opzichte van het voorwerp? 3 Hypothese Het beeld is kleiner dan het voorwerp. Het beeld is even groot als het voorwerp. Het beeld is groter dan het voorwerp. Benodigdheden doorzichtige plaat (verder benoemd als spiegel) legoblokjes Proefopstelling Werkwijze Bouw een torentje met vijf legoblokjes. Plaats het torentje voor de spiegel. Bouw naast het beeld achter de spiegel een gelijkaardig torentje tot het nieuwe torentje even groot is als het beeld. Waarneming Vergelijk de grootte van het voorwerp met de grootte van het beeld. Ze zijn even groot. Besluit De grootte van het beeld is gelijk aan de grootte van het voorwerp. Hoofdstuk 3 - TERUGKAATSING EN SPIEGELS 49

46 De afstand van het beeld tot de spiegel is even groot als de afstand van de spiegel tot het voorwerp. Het beeld bij een vlakke spiegel is virtueel. Het beeld is niet op een scherm op te vangen. De grootte van het beeld is gelijk aan de grootte van het voorwerp. Het beeld staat altijd rechtop Constructie van het beeld Een voorwerp is opgebouwd uit voorwerpspunten. Vanuit een voorwerpspunt vertrekken vele stralen die invallen op de spiegel. Een beeld is opgebouwd uit beeldpunten. De voorwerpsafstand is de loodrechte afstand van het voorwerpspunt tot aan de spiegel. De beeldafstand is de loodrechte afstand van het beeldpunt tot aan de spiegel. Vanuit een voorwerpspunt teken je de loodlijn op de spiegel. Trek die loodlijn verder door achter de spiegel. Meet de voorwerpsafstand. De voorwerpsafstand is gelijk aan de beeldafstand. Pas die afstand af op het verlengde van de loodlijn. Het bekomen punt is het beeldpunt. Het beeldpunt en het voorwerpspunt liggen symmetrisch ten opzichte van de spiegel. Die werkwijze herhaal je voor verschillende voorwerpspunten. De verschillende beeldpunten vormen het beeld. a Teken het beeld. b Geef de kenmerken van het beeld. aard: grootte: ligging: stand: virtueel even groot even ver achter de spiegel als de letter E ervoor staat rechtop 50 Licht en zien

47 c Waarom zie je in winkels soms spiegels achter koopwaar? Door de vlakke spiegel lijkt het aanbod van koopwaar veel groter. d Verklaar de schrijfwijze van de tekst op de ziekenwagen. De automobilist ziet in de achteruitkijkspiegel het spiegelschrift en leest ambulance. e Hoe komt het dat je het gebouw op dit plein twee keer ziet? Le miroir d eau aan de Place de la Bourse in Bordeaux Het dun waterlaagje op het plein werkt als een vlakke spiegel, zodat je het gebouw en het spiegelbeeld ziet. Hoofdstuk 3 - TERUGKAATSING EN SPIEGELS 51

48 3.3 Gebogen spiegels a Welke soorten gebogen spiegels ben je al eens tegengekomen? verkeersspiegel, spiegel aan de kassa, schminkspiegel of scheerspiegel Bij sferische of gebogen spiegels is het spiegelende oppervlak een deel van een boloppervlak. b Kruis aan. x bolle spiegel holle spiegel bolle spiegel holle spiegel x bolle spiegel holle spiegel x x bolle spiegel holle spiegel c Bekijk de afbeelding. De fietser ziet van zichzelf altijd een rechtopstaand beeld Welk soort spiegel is het? Geef de kenmerken van het beeld. aard: plaats: grootte: stand: virtueel achter de spiegel verkleind rechtop een bolle spiegel 52 Licht en zien

49 d Houd een soeplepel met de holle zijde voor je oog. Wat zie je? een omgekeerd beeld van jezelf Sluit een van je ogen. Breng de soeplepel zeer dicht tegen je oog. Trek je wenkbrauw op en neer. Wat zie je? een rechtopstaand beeld e Bekijk de afbeelding. Hoe ziet de chauffeur de achterliggende omgeving in de spiegel? rechtopstaand Geef de andere kenmerken van het beeld. aard: plaats: grootte: virtueel achter de spiegel verkleind Welk soort spiegel zie je? n x bolle spiegel n holle spiegel Wat is het nadeel van dit type achteruitkijkspiegel? De wagens achter je zie je kleiner. Daardoor kun je de verkeerde indruk hebben dat de onderlinge afstand groter is. Hoofdstuk 3 - TERUGKAATSING EN SPIEGELS 53

50 f Bij de koplamp van een fiets staat het lampje in het hoofdbrandpunt (F) van een holle spiegel. Elke straal die door of vanuit F loopt, wordt evenwijdig met de hoofdas weerkaatst. Teken drie stralen die vanuit het lampje, hier voorgesteld door F, vertrekken. F Wat stel je vast? De weerkaatste stralen lopen evenwijdig. Welk soort lichtbundel bekom je? een evenwijdige lichtbundel g De ruimte die je via een spiegel kunt zien, is beperkt. Dat gebied kun je afbakenen door de stralen op de buitenste punten van het spiegelvlak te laten invallen. Arceer het gebied dat door het getekende oog gezien wordt. De dodehoekspiegel 54 Licht en zien

51 Doordat een chauffeur niet alles rond zijn vrachtwagen kan zien in de hoofdspiegels, is het systeem met dodehoekspiegels verplicht gemaakt. Om een veel beter zicht te hebben op de ruimte rond de vrachtwagen, is die uitgerust met: hoofdspiegels; een breedtespiegel rechts; een trottoirspiegel; een vooruitkijkspiegel; een dodehoekspiegel. Heel vaak wordt ook een dodehoekcamera gebruikt. Een bolle spiegel geeft altijd een virtueel, verkleind en rechtopstaand beeld. Bij een bolle spiegel zijn de kenmerken van het beeld afhankelijk van de plaats ten opzichte van de spiegel. Hoofdstuk 3 - TERUGKAATSING EN SPIEGELS 55

52 Samenvatting spiegels vlakke spiegels wetten van terugkaatsing invalshoek is even groot als terugkaatsingshoek stralengang is omkeerbaar invallende straal, teruggekaatste straal en normaal in één vlak beeld virtueel even groot rechtopstaand voorwerp en beeld zijn symmetrisch holle spiegels beeld afhankelijk van afstand tot spiegel gebogen spiegels bolle spiegels beeld virtueel rechtopstaand verkleind Een spiegel kan vlak of gebogen zijn. Bij een vlakke spiegel is er een virtueel, rechtopstaand beeld dat even groot is als het voorwerp. Voorwerp en beeld zijn symmetrisch. Bij vlakke spiegels gelden de wetten van terugkaatsing. Een bolle spiegel vormt altijd een virtueel, rechtopstaand en verkleind beeld. Het beeld bij een holle spiegel is afhankelijk van de afstand tot de spiegel. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. het spiegelbeeld de teruggekaatste straal (t) de terugkaatsingshoek ( ˆT) het voorwerpspunt de voorwerpsafstand de beeldafstand de sferische spiegel de gebogen spiegel Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Teken een vlakke spiegel. Duid een vlakke spiegel op een tekening aan. Voer de experimenten rond de beeldvorming bij een vlakke spiegel uit. Geef de wetten van de terugkaatsing bij een vlakke spiegel. Construeer bij een vlakke spiegel het beeld. Geef de kenmerken bij beeldvorming door een vlakke spiegel. Geef de kenmerken bij beeldvorming bij een bolle spiegel. Herken het soort gebogen spiegel aan de hand van het beeld. 56 Licht en zien