Summary
Colour Science Samenvatting
- Course
- Institution
Samenvatting van Colour Science.
[Show more]
Seller
Follow
melisaukic
Reviews received
Content preview
1 Aard van het licht1.1 LICHT
= Vorm van een elektromagnetische straling die zichtbaar is voor het oog. Elektromagnetische straling is een vorm van energie
en gedraagt zich als een golf. Ze zijn opgebouwd uit een elektrische & magnetische component die loodrecht op elkaar trillen.
Licht is een duaal karakter: → golfkarakter (polarisatie, twee-spleten experiment).
→ deeltjeskarakter (absorptie, foto-elektrisch effect).
TWEE-SPLETEN EXPERIMENT
Licht passeert door een spleet in het 1e scherm & passeert daarna door 2 spleten in het 2de scherm. Op de 3e scherm
neemt men een interferentiepatroon waar.
Constructieve interferentie: lichtgolven kunnen elkaar versterken (in fase).
Destructieve interferentie: lichtgolven kunnen elkaar uitdoven (tegenfase).
Polarisator: Toestel of voorwerp dat alleen golven doorlaat die in één welbepaald vlak trillen. Het licht dat
doorgelaten is is het gepolariseerd licht, het trilt nog maar in één richting. Het niet-gepolariseerd licht is meer bij
kunstmatig & natuurlijk licht waar ze golven produceren in alle vlakken van de voortbewegingsrichtingen trillen.
Golven: trilling die zich voortplant van één naar een ander.
Golflengte λ: afstand tss 2 opeenvolgende toppen (m).
Frequentie f: aantal golven dat per seconde op een bepaald punt passeert. ( s–1 of Hertz, afgekort Hz). 1 THZ = 1012 HZ
Amplitude: maximale uitwijking t.o.v. de evenwichtstand (mà.
Voorplantingssnelheid c
FOTO-ELEKTRISCH EFFECT
Hertz ontdekte dat elektrische stroom ontstond als er licht op metaal scheen. Licht kon de elektronen losmaken uit metalen
(kan alleen met blauw, niet rood). De energie van de vrijgemaakte elektronen was niet afhankelijk van de intensiteit, maar van
de frequentie van het licht.
≠ golftheorie, want de energie van de golf is evenredig met de amplitude. Dit betekent dat als de intensiteit van het invallend
licht hoog genoeg is, er elektronen zouden moeten uitgezonden worden onafhankelijk de frequentie van het licht.
DUS DUAAL:
Bij deeltjeskarakter heb je kleine afzonderlijke pakketjes energie: fotonen/lichtquanta.
Lichtstroom: stroom van fotonen die zich als golf voortbewegen (golfkarakter).
h: 6,63.10-34 J.s
,1.2 ELEKTROMAGNETISCH SPECTRUM
c = snelheid van golf in een middelstof.
c0 = snelheid van golf in een luchtledige
(lichtsnelheid: 3.108 m/s)
c
𝑐𝑐 = 𝜆𝜆.𝑓𝑓 λ= f
RADIOGOLVEN
> grootste golflengte
> Toepassing: TV, radio, gsm,..
> Radio Frequency Identification (RFID): Op
verpakkingen plaatsen ze een elektronische etiket waarin een chip radiosignalen met identificatiecode uitzendt, wordt
opgevangen door een handscanner. Voordeel: op grotere afstand inlezen & radiosignalen worden uit tegengehouden
door niet-geleide materiaal.
INFRAROODSTRALING (= warmtestraling of IR-straling)
> Toepassing: nachtkijkers & infraroodfotografie
> 1e vorm van niet-zichtbaar elektromagnetisch straling
> onzichtbaar maar waarneembaar door de warmte
> IR drogen: inkt sneller drogen
ULTRAVIOLETTE STRALING (UV)
> Soorten: - UV-A: 400-315nm - UV-B: 315-280nm
- UV-C: 280-200nm - Geen naam: 200-10nm (sterkste)
> Toepassingen:
- UV-C: bacteriedodende werking, gebruikt voor ruimtes & blikverpakkingen te steriliseren;
- Opwekken van fluorescentie;
- Polymeriseren of uitharden van UV-inkten.
> verantwoordelijk voor verbleken van kleurstoffen & verbranden van mensenhuid.
ZICHTBAAR LICHT
= deel van elektromagnetisch spectrum waar menselijk oog gevoelig
voor is. Staafjes & kegeltjes in ons oog worden omgezet in signalen
die zorgen voor licht- en kleurindruk.
Via experimenten met prisma’s werd er ontdekt dat zonlicht een mengsel
is van alle kleuren van de regenboog = polychromatisch: bevat
verschillende golflengten die elk als een andere kleur waargenomen
worden.
Monochromatisch: bestaan uit maar één kleur of golflengte bestaan. Die
kleuren noemen de spectraalkleuren.
1.3 METHODES OM LICHT TE PRODUCEREN
Lichtbron: voorwerp dat een of andere energie omzet naar elektromagnetische stralen uit het zichtbaar spectrum. Die
omzetting kan gebeuren via temperatuurstraling, gasontlading, elektroluminescentie, fotoluminescentie,..
ATOMEN
Bestaat uit kern (+) waar errond negatieve geladen elektronen draaien. Elektron die dicht bij de kern zit heeft weinig
energie. Terwijl een elektron die verder gelegen is meer energie heeft.
Als een elektron naar een hoger energieniveau springt is de atoom aangeslagen of zit in een geëxciteerde toestand.
Als het een energieniveau lager verspringt dan staan ze energie af & is het in een emissie.
,TEMPERATUURSTRALING
Kinetische energie → licht en IR
Temperatuurstralers: vaste stoffen of vloeistoffen zenden licht uit als ze op een temperatuur van boven 100K
gebracht worden (zon, gloeilamp, vlammen, zwarte stralers..).
GASONTLADING
Elektrische energie → licht
Vb’s gasontladingsbronnen: lamp gevuld met gas (neon, argon, helium,..) of gasvormig gemaakt metaal (kwik,
natrium).
Deze gasvulling wordt beschoten met elektronen waardoor de gasatomen in een aangeslagen toestand zijn. Bij het
terugvallen van de grondtoestand wordt de opgenomen energie uitgezonden onder vorm van fotonen. Het gas
wordt gebruikt om de spectrale samenstelling te bepalen & dus ook kleur van uitgezonden licht (vb. neonlampen of
geelachtige straatverlichting).
ELEKTROLUMINESCENTIE
Bepaalde vaste stoffen (zoals halfgeleiders) kunnen licht uitzenden als er elektrische stroom erdoor passeert (vb.
LED, Light Emitting Diode).
Halfgeleiders: stoffen die het midden houden tussen isolatoren & geleiders.
Onder normale toestand geleiden ze de elektrische stroom niet maar door stoffen toe te voegen bij de halfgeleider
kan er wel een geleiding ontstaan.
Afhankelijk van die stof dat werd toegevoegd ontstaan er n-type halfgeleiders (= negatief geladen zijn omdat er
elektronen op overschot zijn) & p-type halfgeleiders (= positief geladen omdat elektronen te kort zijn, dat zijn
gaten).
In een gebied waar beide elkaar aanraken, vullen de vrije elektronen van de n-type de gaten van de p-type → zo
ontstaat een isolerende laag.
Als de n-type geleider verbindt met de negatieve pool van de batterij & de p-type met de positieve pool. Er worden
vrije n-elektronen aangetrokken door de positieve, dus gaan ze richting de n-type. Zo verdwijnt de isolerende laag en
ontstaat er een elektrische stroom.
Als een vrij elektron in een gat komt moet de elektron energie afstaan om naar een niveau lager te gaan (gat) dus
zendt het fotonen uit & ontstaat er licht.
FOTOLUMINESCENTIE
Sommige stoffen absorberen straling & zenden licht uit met een verandering van golflengte.
FLUORESCENTIE (fosfor)
= stoffen die onmiddellijk zichtbaar licht uitstralen wanneer ze bestraalt worden met hoog energetische
stralen. Dit stopt meteen wanneer (UV-) bestraling ook stopt want onstabiel.
TOEPASSING: - wordt gebruikt om papier witter te laten lijken & om de was wit te maken
→ Optical Brightnening Agents (OBA)
- TL-lampen (Tube Luminescent): gassen in TL-buis zenden door de elektrische stroom UV-stralen uit, die
terecht komt op het glaswand die bedekt is door fluorescente stof die daardoor zichtbaar licht uitzendt.
- Fluorescente inkten: als het licht op een rood fluorescente inkt bedrukt blad valt, wordt het teruggekaatst als
rood licht.
-Fluohesjes, fluoverkeersborden,..
FOSFORESCENTIE (zwavel)
Als fosforescerende stoffen met zichtbaar licht bestraald worden, worden de elektronen geëxciteerd. Deze
toestand is stabiel, dus vallen de elektronen niet onmiddellijk terug.
(vb. wijzer van een uurwerk of fosforescerende inkt).
, 1.4 LASER (LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION)
Laserlicht is coherent: het voldoet dus aan..
o Monochromatisch; bevat 1 golflengte
De golflengte wordt bepaald door de hoeveelheid energie die uitgestraald wordt als de elektronen
terugvallen naar de grondtoestand = laserlicht.
o Alle golven zijn in fase
2 FOTOMETRIE
2.1 RADIOMETRIE
2.1.1 Stralingsstroom
Stralingsenergie Qe.: energie die uitgestraald of ontvangen wordt d.m.v. elektromagnetische stralen.
De eenheid: Joule (J).
Uitgestraalde hoeveelheid energie voor een tijdstip:
Qe(t) zegt hoeveel energie de lamp uitstraalde vóór tijdstip t.
Voorbeeld: Op tijdstip t1 = 0s heeft de stralingsbron nog geen stralingsenergie uitgezonden en bijgevolg is Qe(t1) = 0J.
Op tijdstip t2 = 60s heeft de stralingsbron al 2400J uitgestraald of Qe(t2) = 2400J. Dan is Δt = 60s en ΔQe = 2400J.
Hoe sterk straalt de lamp gemiddeld in een tijdsinterval:
gemiddelde stralingsstroom P : hoeveelheid stralingsenergie die gemiddeld per seconde door een bundel
elektromagnetische stralen wordt meegevoerd. Met andere woorden: hoe sterk straalt de lamp gemiddeld in een
tijdsinterval? (uitgedrukt in Watt (W), of Joule per seconde)
Voorbeeld: Als de gemiddelde stralingsstroom P in een tijdsinterval Δt bekend is, dan kunnen we daaruit bepalen
hoeveel energie er in dit interval werd uitgezonden. Als Δt = 60s en P = 40W, dan is ΔQe = P × Δt = 40W × 60s = 2400J.
ogenblikkelijke stralingstroom P(t) op een welbepaald tijdstip t. Daarvoor nemen we een klein tijdsinterval Δt rond
de tijdstip dat ons interesseert.
Klein tijdsinterval: dt kleine hoeveelheid energie uitgestraald: dQe
2.1.2 Stralingsverdeling (stralingsspectrum P(λ) )
= De stralingsverdeling beschrijft de samenstelling van de straling.
= zegt voor elke golflengte hoeveel straling er wordt meegevoerd. Ze beschrijft hoe de straling is samengesteld of
hoe de stralingsstroom verdeeld is over de verschillende golflengten.
(uitgedrukt in Watt per nanometer).
Om dit te meten moet je dus een heel klein golflengte interval 𝑑𝑑λ nemen, meten hoeveel straling
daar wordt uitgezonden en de verhouding maken.
Infinitisimaal kIein = naar nul nadert.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller melisaukic. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.86. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
64438 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now