SAMENVATTING 2 NW VS3: FYSICA
DEEL 3: OPTICA
HOOFDSTUK 1: VOORTPLANTING VAN LICHT (P. 205)
1. onderscheid maken tussen een lichtbron en een donker voorwerp
Voorwerpen kunnen gezien worden als ze ofwel licht zelf uitstralen ofwel met licht in interactie gaan.
Een lichtbron (bv. vlammetje van lucifer) is in staat om licht uit te stralen of uit te zenden. Het zorgt
ervoor dat andere voorwerpen – die zelf geen lichtbron zijn – zichtbaar worden. Dit licht is voor ons
noodzakelijk om ook maar iets te kunnen zien.
Een donker voorwerp kan enkel gezien worden nadat dit met licht van een lichtbron in interactie
gegaan is.
2. beschrijven wat er kan gebeuren als licht invalt op een voorwerp
Licht – een vorm van energie – kun je niet zien. De aanwezigheid van licht kun je pas aantonen als het
met een ander voorwerp in interactie gaat.
Proef 1: onzichtbaar licht met krijt
• Absorptie
Invallend licht wordt omgezet in een andere energievorm. Elk voorwerp absorbeert een deel van het
spectrum. Dit bepaalt de kleur van het voorwerp. Als al het licht geabsorbeerd wordt, is het
voorwerp zwart.
• Transmissie of doorlating
Doorzichtig: een gedeelte van het licht wordt doorgelaten waarbij de lichtstralen niet al te
veel verstoord worden. Doorzichtig voorwerp is onzichtbaar.
→ regelmatige transmissie: licht dat er door komt, vervolgt ongehinderd zijn
weg.
Bv. vensterglas
Doorschijnend: een gedeelte van het licht wordt doorgelaten maar de lichtstralen worden in
het materiaal alle kanten opgestuurd voor ze weer naar buiten komen. Je ziet
enkel een schijnsel door een doorschijnend lichaam. Er is geen detail meer te
onderscheiden.
→ onregelmatige transmissie
Bv. melkglas
Ondoorschijnend: er wordt geen licht meer doorgelaten.
• Weerkaatsing
Een voorwerp zal enkel die golflengte van licht weerkaatsen eigen aan de materie waaruit het is
opgebouwd. De andere golflengtes worden geabsorbeerd. Om iets te kunnen zien door
weerkaatsing, moet de lichtbron aan dezelfde kant van het voorwerp staan als jezelf.
1
, • Verstrooiing of diffusie
Lichtstralen zijn enkel zichtbaar als het licht botst tegen
kleine deeltjes – zoals stof of regendruppels. Door de
botsing wordt het licht naar alle kanten verspreid. Je
hebt fijne deeltjes en licht nodig, maar niet te veel!
3. licht zien als een vorm van energie
Proef 2: radiometer van Crookes
Licht op zich is een vorm van energie. Het is dus niet zichtbaar. Licht moet iets kunnen prikkelen (bv.
netvlies of lichtmeter) vooraleer je het kunt waarnemen. Het is steeds onderweg via stralingsenergie.
Licht bestaat uit kleine pakketjes (quanten), nl. fotonen. Licht kan zich gedragen als een golf of als
een deeltje. Warm licht heeft een rode tot gelige schijn, koud licht heeft een witte tot blauwige
schijn.
Een lichtbron is in staat een bepaalde vorm van energie om te zetten naar lichtenergie.
• Warmte: Ekin → Efoton
Bv. de zon, een vlam, een gloeilamp, halogeen verlichting
Proef 3: lichtbron tgv warmte
Hoe warmer een voorwerp, hoe harder de deeltjes trillen: Ekin. Warme lichamen zenden licht of
elektromagnetische stralen uit. Om dat “licht” te zien, moet de temperatuur hoog genoeg zijn. Hoe
warmer het lichaam, hoe korter de golflengte van het licht. De golflengte van infrarood licht is te lang
dus nemen we dit licht niet waar.
• Excitatie elektron
Bv. neonlamp, fosforescerend, fluorescerend,…
De elektronen die rond de kern vliegen, doen dat langs hun vaste energiebaan. Als zo een elektron
naar een baan verder wordt gebracht dan is daar energie voor nodig. Het elektron krijgt m.a.w. een
hoeveelheid potentiële energie. Dit is echter geen stabiele situatie. Het elektron is geëxciteerd. Het
elektron voelt zich op die afstand helemaal niet goed en wil weer terug naar zijn baan met minimale
potentiële energie. Als het elektron naar zijn oorspronkelijke baan terugvalt, moet daarbij energie
vrijkomen. Die energie wordt uitgestraald als een foton. Licht is dus soms een deeltje en soms een
golf. Eén elektron kan door één foton worden vrijgemaakt.
Neonlamp
Sommige gassen (bv. neon) stralen licht uit als ze onder een
hoge elektrische spanning gebracht worden.
2
, Fosforescerend
Elektronen worden aangeslagen, maar i.p.v. onmiddellijk
weer terug te vallen, wordt de terugval uitgesteld. De
lichtenergie die invalt, wordt even opgeslagen om dan pas
later terug uitgezonden te worden.
Fluorescerend
- Zichtbaar licht terugkaatsen
- Delen van het onzichtbare spectrum terugkaatsen als
zichtbaar licht
➔ Er wordt meer zichtbaar licht weerkaatst dan wat er
op ingevallen is.
Tube Luminescent (TL)
De gassen in een TL-lamp stralen onder hoge spanning
ultraviolet licht uit. De wand van de buis is bedekt met een
fluorescerende laag. Dit zet UV-licht om in zichtbaar licht.
Spaarlamp
= opgevouwen TL-lamp
Bioluminescentie
Glimwormen hebben een bepaald orgaan dat luciferine
produceert. Als dat met zuurstof in contact komt, wordt er
licht uitgestraald.
Chemische luminescentie
Als gele fosfor in contact komt met zuurstof, ontstaat een
blauwachtig licht.
4. uitleggen wat geometrische optica is en alle begrippen (lichtend punt, lichtstraal, lichtbundel,
divergeren, convergeren, evenwijdig …) hier rond vlot gebruiken.
Lichtend punt = een lichtbron waarvan de afmetingen verwaarloosd kunnen worden.
of = een niet-puntvormige lichtbron bestaat uit een groot aantal lichtende punten
puntvormige
lichtbron: Bv. zeer kleine lichtbron of lichtbron is ver verwijderd (sterren, draadje gloeilamp,
laser)
Elk lichtend punt zendt oneindig veel lichtstralen uit in alle richtingen.
Lichtstraal: = de baan die een lichtdeeltje aflegt
3
, Lichtbundel: = de verzameling van een heleboel lichtstralen.
evenwijdig convergerend divergerend
Een convergerende lichtbundel komt voor na weerkaatsing of breking. Als een
lichtbundel convergeert, dan snijden de lichtstralen in het convergentiepunt. Na
dit punt divergeert de lichtbundel.
Geometrische = gedeelte van de leer van het licht waarvoor het gelijkstellen van een smalle
optica: lichtbundel met een lichtstraal toegelaten is.
5. begrijpen dat we een voorwerp enkel kunnen zien als een smalle lichtbundel ervan onze
ogen kan bereiken
Elk punt van het voorwerp verspreid lichtstralen in alle
richtingen. Slechts een klein deel daarvan – een smalle
bundel – komt in onze ogen terecht. Enkel divergerende
lichtbundeltjes prikkelen ons netvlies. Je kan een donker
voorwerp pas volledig zien als er vanuit elk punt van dat
voorwerp lichtstralen toekomen in de ogen. Hiervoor moet
je je positie veranderen, zodat een ander bundeltje
weerkaatste lichtstralen je oog bereiken.
Licht moet bewegen om te kunnen bestaan. Mocht het tot stilstand komen, dan houdt het licht op te
bestaan. Lichtsnelheid: 300 000 km/s.
6. weten dat licht zich rechtlijnig voortplant en dat daarop onze waarneming berust
Proef 4: buis en gummidarm
Proef 5: kaartjes
Aangezien deze rechtlijnige voortplanting zo fundamenteel is, maken onze hersenen er ook
voortdurend gebruik van. Onze hersenen gaan er steeds van uit dat als licht in onze ogen valt, dat
een rechtlijnig traject heeft afgelegd vanuit het voorwerp. Dit is niet altijd het geval is, waardoor er
vele illusies ontstaan.
4
