Hoofdstuk 4: Licht. Natuurkunde Havo 2011/2012.

Transcriptie

1 Hoofdstuk 4: Licht Natuurkunde Havo 2011/2012

2 Hoofdstuk 4: Licht Natuurkunde 1. Kracht en beweging 2. Licht en geluid 3. Elektrische processen 4. Materie en energie Beweging Trillingen en golven Elektriciteit Energie (SE) Kracht, arbeid en energie Licht Signaalverwerking Radioactiviteit Elektromagnetisme (SE) Elektrische energie (SE) 2

3 Licht 2. Licht en geluid Trillingen en golven Licht Teken lichtstralen als lijnen Pijlen in stralen geven de voortplantingsrichting aan Lichtbundels: Evenwijdig Divergent Convergent 3

4 Door gelaten lichtstralen Licht breekt als het van de ene naar de andere stof gaat. Breking naar de normaal toe: i r i sini sinr n r Breking van de normaal af: i r sini 1 sinr n i Grenshoek: sing 1 n r 4

5 Door gelaten lichtstralen Hoe gaat de lichstraal verder? Een lichtstraal valt vanuit lucht op een grensovergang lucht kunststof. De hoek van inval is 20. De brekingsindex van lucht naar de kunststof is 1,40. Hoe groot is de brekingshoek? Voorbeeld Maak een tekening Schrijf de wet van Snellius op Vul alle bekende waarden in Bereken de onbekende waarde uit sini sinr n sin sinr sinr 0.24 r

6 Terug gekaatste lichtstralen 2. Golven en straling Trillingen en golven Licht EM spectrum Radioactiviteit Spiegeling vindt plaats bij volledige terugkaatsing bij doorzichtige stoffen en bij spiegels De wet van Snellius: i = t Hoeken meet je altijd ten opzichte van de normaal. De normaal staat altijd loodrecht op het oppervlak! Normaal Normaal i t t i 6

7 Terug gekaatste lichtstralen Hoe kijkt de kat naar zijn neus? Teken zijn spiegelbeeld aan de andere kant van de spiegel Teken een lijn van zijn gespiegelde neus naar zijn pupil Lijnen aan de andere kant van de spiegel zijn gestippeld Teken een lijn van de spiegel naar zijn neus 7

8 Lenzen Bij lenzen treedt breking op afhankelijk van het soort lens Bolle (+) lenzen convergeren Evenwijdige bundel komt samen in het brandpunt Lichstralen uit één punt, gaan na breking weer door één punt Holle ( ) lenzen divergeren Evenwijdige bundel lijkt na breking uit één punt te komen + F f 8

9 Lenzen Lenzenformule: S = = + f b v S = dioptrie = lenssterkte Vergrotingsformule: B N = = V b v B b v V 9

10 Lenzen Reëel beeld: v > f en b > 0 V B v f f b 10

11 Constructiemethoden Voor bolle lenzen zijn er drie standaard constructie stralen 1. Straal door optisch midden, gaat rechtdoor verder V B 2. Evenwijdig aan de hoofdas, gaat door brandpunt verder V B 3. Straal door het brandpunt, gaat evenwijdig met hoofdas verder V B 11

12 Constructiemethoden Daarnaast zijn er nog twee hulpstralen. 4. Straal door bijbrandpunt, gaat V F * evenwijdig aan bijas verder f B brandvlak bijas 5. Straal evenwijdig aan bijas, V F * bijas gaat door bijbrandpunt verder B brandvlak Elke rechte straal die door het optisch midden gaat, is een bijas Brandvlak: lijn die door het brandpunt gaat en loodrecht op de hoofdas staat Punt waar een bijas het brandvlak snijdt is een bijbrandpunt F* 12

13 Constructiemethoden Hoe ga ik te werk? Teken de straal door het optisch midden Teken de standaard constructiestraal (zie slide 11) Indien nodig: teken bijas (zie slide 12) TIP: werk van 2 kanten Let op hints in de opgave "scherp afgebeeld alle stralen uit één punt op het voorwerp komen samen "waargenomen met ongeaccommodeerd oog stralen komen evenwijdig het oog binnen 13

14 Oog Het oog is een speciale bolle lens met constante beeldafstand en variabele brandpuntsafstand Met een ongeaccommodeerd (ontspannen) oog kan je veraf scherp zien Nabijheidspunt: Vertepunt: dichtstbijzijnde punt dat je scherpt ziet met maximaal geaccommodeerd oog punt wat je scherp ziet als je niet accommodeert Gezond oog, dichtbij Gezond oog, ver weg 14

15 Oog Gezond oog Verziend oog Bijziend oog Oudziend oog Vertepunt Achter het oog Dicht bij het oog Nabijheidspunt 20 cm > 20 cm < 20 cm > 20 cm Remedie + lens lens + lens Verziend oog, dichtbij Bijziend oog, ver weg 15

16 Elektromagnetisch spectrum Frequentie (golflengte) bepaald het soort straling De snelheid van straling is gelijk aan de lichtsnelheid: c = f λ 16

17 Emissie (uitzenden) en absorptie Atomen bestaan uit een kern met daaromheen elektronen in verschillende banen Een elektron kan van de ene naar de andere baan gaan door: Een foton uit te zenden: energie van elektron neemt af, elektron naar lagere baan Energie te absorberen: energie van elektron neemt toe, elektron naar hogere baan E h f 17

18 Tips & Tricks Teken bij breking en spiegeling altijd eerst de normaal. Bij een bol kan je de normaal tekenen door een lijn door het middelpunt te trekken. Let op of je van de normaal af of naar de normaal toe breekt. De kleinste hoek zit altijd aan de kant van glas, water, plastic etc. Ken de constructie stralen Begin met het teken van de straal door het optisch midden, deze kan je altijd tekenen. Let op je eenheden en tekens! 18