OPTICA Deel 2 -lichtbreking

Terugkaatsing van het licht

Inleiding terugkaatsing Waarom dragen jullie een zonnebril? glazen laten slechts een beperkt deel van de zon door, de rest absorberen ze, zo beschermen ze onze ogen Waarom moet je een reflector hebben op je fiets? Deze reflecteert het licht, of weerkaatst het Hieruit kunnen we afleiden dat sommige voorwerpen het licht weerkaatsen ( = reflecteren) doorlaten of absorberen donkere voorwerpen absorberen grote hoeveelheden licht lichte voorwerpen weerkaatsen grote hoeveelheden licht blinkende voorwerpen weerkaatsen nagenoeg alle licht ruwe voorwerpen verstrooien het licht p149

Gerichte terugkaatsing of reflectie Licht valt op effen spiegelend oppervlak Alle lichtstralen in één richting teruggekaatst P149-150

Diffuse terugkaatsing Wolk = kleine druppeltjes Oneffen metaaloppervlak Verfrommelde folie Elke lichtbundel in andere richting teruggekaatst P150

Regelmatige en Diffuse terugkaatsing van het licht Proef: a) Een evenwijdige lichtbundel valt in op een spiegel b) Een evenwijdige lichtbundel valt in op gekreukt aluminiumfolie Waarneming: a) Door de spiegel wordt het licht in één richting teruggekaatst b) Door de aluminiumfolie wordt het licht in verschillende richtingen teruggekaatst. P150

Wetten van de terugkaatsing: toepassing verklaring van de diffuse terugkaatsing lichtbundel oneffen spiegelend oppervlak P150

Regelmatige en Diffuse terugkaatsing van het licht Theorie Regelmatige terugkaatsing ontstaat als licht invalt op een effen oppervlak. Het licht wordt in dezelfde richting teruggekaatst. Diffuse terugkaatsing ontstaat als licht invalt op een oneffen oppervlak Het licht wordt in alle richtingen teruggekaatst P150

Regelmatige en Diffuse terugkaatsing van het licht Toepassingen a) Waarom zien we geen beeld meer als we op een spiegel uitademen ? Diffuse terugkaatsing op waterdruppels   b) Verklaar waarom op zolder de binnenvallende zonnestralen duidelijk te zien zijn. Diffuse terugkaatsing op stofdeeltjes c) Een autobestuurder ziet in de mist duidelijk de lichtbundels van zijn auto. Verklaar. P150

Soorten spiegels Een spiegel is elk voorwerp dat licht op een regelmatige manier weerkaatst Vlakke spiegels: het spiegeloppervlak is vlak Sferische spiegels: het spiegeloppervlak is bolkap Hol: de binnenzijde van de bolkap is spiegelend Vergroten het spiegelbeeld Bol :de buitenzijde van de bolkap is spiegelend Verkleinen het spiegelbeeld-> groot gezichtsveld P151

Terugkaatsingwetten Zie leerlingenproef

1. Vlakke spiegels

Terugkaatsing licht: naamgeving teruggekaatste straal Een lichtstraal die invalt op een voorwerp, valt altijd in op een bepaald punt van het voorwerp. Het invalspunt is het punt waar de invallende straal het voorwerp raakt. De lijn die loodrecht op het voorwerp staat en door het invalspunt gaat,noemen we de normaal. De hoek die de invallende lichtstraal maakt met de normaal, noemen we de invalshoek, en de hoek die de weerkaatste lichtstraal maakt met de normaal, noemen we de weerkaatsingshoek normaal invallende straal P151

Wetten van de terugkaatsing : « 1 » teruggekaatste straal normaal invalshoek = terugkaatsingshoek i = t invallende straal P152

Wetten van de terugkaatsing: « 2 » De stralengang is omkeerbaar P152

Wetten van de terugkaatsing: « 3 » lichtbron Lichtstraal valt in op spiegel vlak scherm In invalspunt teken je de normaal Door de straal en de normaal plaats je een vlak scherm De teruggekaatste straal valt ook samen met het scherm invalspunt vlakke spiegel Invallende straal, normaal en teruggekaatste straal liggen in hetzelfde vlak P152

Terugkaatsingwetten: samenvatting de invallende straal, normaal en de teruggekaatste straal liggen in hetzelfde vlak De invalshoek van een lichtstraal is altijd gelijk aan de weerkaatsingshoek De stralengang is omkeerbaar N = normaal Î = invalshoek T^ =terugkaatsingshoek i = invallende straal, t = teruggekaatste straal P152

Beeldvorming bij een vlakke spiegel

Symmetriewet voor vlakke spiegels Proef met kaars Waarneming Het beeld bevindt zich evenver achter de spiegel dan het voorwerp ervoor. De lijn die voorwerp en beeld verbindt staat loodrecht op de spiegel: voorwerp en beeld liggen symmetrisch t.o.v. de spiegel Afstand =….cm ( gelijk ) P153

3.3 Kenmerken van het spiegelbeeld Proef kaars + voorwerp Waarneming Het beeld staat rechtop Linker- en rechterzijde zijn omgewisseld De grootte van het beeld is gelijk aan de grootte van het voorwerp. Het spiegelbeeld is een virtueel beeld -> Het beeld kan NIET opgevangen worden op een scherm P153

Stand van het beeld voorwerp beeld Beeld staat rechtop links rechts rechts links Links en rechts zijn verwisseld P153

Grootte en aard van het beeld reëel voorwerp Voorwerp en beeld symmetrisch t.o.v. spiegel Spiegel = wateroppervlak Voorwerp en beeld even groot beeld Beeld is virtueel P153

Voorbeeld : constructie van het beeld van het lijnstuk [ab] Stap 1 : teken het spiegelbeeld op gelijke afstand achter de spiegel (loodrecht projecteren) Stap 2 : teken de (door de spiegel) teruggekaatste lichtstraal naar het oog, vertrekkend vanuit het spiegelbeeld achter de spiegel: stippellijn voor de spiegel: volle lijn Stap 3 : teken de lichtstraal van het voorwerpspunt naar de spiegel P153

Constructie van een beeldpunt bij een vlakke spiegel steunend op de terugkaatsingswetten Het beeldpunt is het snijpunt van de verlengden van de teruggekaatste stralen ! Vlakke spiegel 2 t i 1 i t 3 i = t i t i = t 1 V i = t 3 2 1 2 3 P153

Het beeld bij meer dan één spiegel : dezelfde terugkaatsingswetten!

Verklaring van de beeldvorming steunende op de terugkaatsingswetten Opdracht : vervolledig de stralengang Waarneming Het beeld bevindt zich achter de spiegel in het snijpunt van het snijpunt van het verlengde van de teruggekaatste stralen P153

Conclusie: kenmerken van het spiegelbeeld Rechtopstaand Links - rechts – verwisseld Even groot Virtueel Voorwerp en beeld liggen symmetrisch t.o.v. de spiegel Een VIRTUEEL BEELD is een beeld dat men NIET kan opvangen op een scherm P153

Beeldvorming bij sferische spiegels (holle en bolle spiegels)

1. Holle spiegel

Holle spiegel : terugkaatsingswetten

Holle spiegel : terugkaatsingswetten Een straal evenwijdig met de symmetrieas wordt door het brandpunt teruggekaatst Een straal door het brandpunt wordt evenwijdig met de symmetrieas teruggekaatst

Stap 1 Kies één punt van het voorwerp (bv Stap 1 Kies één punt van het voorwerp (bv. de bovenkant)  Teken een evenwijdige straal met de hoofdas  Teken een brandpuntstraal

Stap 2 Teken de reflectie van beide stralen

Stap 3 Teken het beeld van de pijl in het snijpunt van beide teruggekaatste stralen

Hoe verandert het beeld met de positie van het voorwerp?

Wanneer wordt het beeld van een holle spiegel virtueel?

Samenvatting: holle spiegel 9 voorwerpen, 9 beelden

Toepassingen holle spiegel

Toepassingen holle spiegel : zonnecentrale

Spiegel als verwarmingselement