Icon up Overzicht

Lichtgolven

Onderwerp: Licht, Optica (licht en lenzen) (havo)

>Breking en reflectie van lichtgolven: een zeldzaam moment in het Operagebouw van Sydney.


Om terug of verder te gaan binnen de lessenreeks van perceptie, klik op de pijl van het uitklapmenu onderaan deze bijles en kies de les van jouw keuze.

 

Welke natuurkundige grootheden spelen een rol?

Bij het licht dat je ogen opvangen hebben we te maken met dezelfde golfeigenschappen: golflengte, frequentie, golfsnelheid, amplitude en energie. Ook hier treedt breking op omdat de golfsnelheid van het licht in glas of water bijvoorbeeld lager is dan in lucht.

  Om over na te denken...
- De kleur van voorwerpen onder water is (bijna) hetzelfde als hun kleur boven water. Toch verandert de golflengte van het licht. Wat nemen je ogen dus waar: frequentie of golflengte?
- Wat golft er dan bij 'elektromagnetische golven' ?

Bij elke golf wordt er energie getransporteerd: trillende deeltjes moeten dus een kracht op elkaar uitoefenen. Daarmee verrichten ze arbeid en brengen zo de energie over op het volgende deeltje van de golf. Dat gebeurt ook bij elektromagnetische golven. Er worden elektrische- en magnetische krachten uitgeoefend.

Extra

De kracht op een deeltje op één bepaalde plaats is:

>

Het patroon dat ontstaat als je naar een rijtje deeltjes krijgt:

>

Waarin de plaats x en de tijd t allebei voorkomen.

Bijvoorbeeld bij twee elektronen: elektron 1 beweegt langs een verticale lijn op en neer. Elektron 2 kan ook langs een verticale lijn bewegen (beide lektronen zitten bijvoorbeeld in een metalen antenne).

 

Maar het duurt even voordat een tweede elektron de veranderende elektrische kracht van het eerste elektron voelt. Die uitbreiding van de krachtwerking kun je beschrijven met een golf, er 'golft' dus niets echt. Net zoals bij dit voorbeeld voor de elektrische kracht werkt er ook een veranderende magnetische kracht op elektron 2, vandaar de naam elektromagnetische golven.

Extra

Normaal spreek je van lichtsterkte, er is bijvoorbeeld veel of weinig licht. Als natuurkundigen de energie van het licht willen meten gebruiken we vaak het begrip intensiteit: de hoeveelheid lichtenergie die per seconde (loodrecht) door een oppervlak van één vierkante meter gaat. In het vorige onderdeel heb je gezien dat de hoogte van een golf ook wel amplitude genoemd wordt. De energie van een golf neemt natuurlijk toe als de hoogte groter wordt en zo gaat het ook met de energie van lichtgolven. Als de amplitude toeneemt, neemt ook de energie en daarmee de intensiteit van een golf toe. Kortweg:

>

Bij het meten van de intensiteit van licht gebruiken we verschillende begrippen:

  • het uitzenden van licht heet emissie
  • het doorlaten van licht heet transmissie
  • het terugkaatsen van licht noemen we reflectie
  • het opvangen van licht heet receptie

Probeer nu de volgende flashlet.

Licht van je computerscherm wordt gefilterd door een roodfilter en komt op je netvlies terecht. Het roodfilter laat maar bepaalde golflengtes door en het netvlies kan niet alle golflengtes waarnemen. Wat zie jij dan nog van de uitgezonden golflengtes? Versleep de blokjes van het roodfilter en het netvlies met je muis

Extra

Als je er ook rekening mee wilt houden dat je ogen niet alle kleuren even goed kunnen zien, kun je beter werken met het begrip lichtflux. Bepaalde golflengtes 'tellen' dan minder sterk mee bij het bepalen van de intensiteit.

 

Om over na te denken...
Wat is r + t + a ?

In een beamer moet het kleine LCD schermpje bijvoorbeeld heel veel licht doorlaten om een helder beeld op het scherm te krijgen.

Om over na te denken...
Hoeveel keer wordt dit voorwerp ongeveer vergroot? Hoeveel keer wordt dus de intensiteit verzwakt?

In een rood/groen brilletje wordt het licht van een bepaalde kleur doorgelaten en de andere kleuren niet. Tenminste, dat zou zo zijn bij een ideaal brilletje! In werkelijkheid zal de intensiteit van de andere golflengtes niet helemaal nul zijn. Het beeldscherm van je computer zendt ook niet alle kleuren even sterk uit. Voordat je 3D plaatjes kunt gaan maken moet je dus eerst even kijken of brilletje en scherm wel bij elkaar passen.

Om over na te denken...
Wat betekent dat voor de golflengtes van scherm en brilletje?

Om te testen of jouw brilletje geschikt is voor het beeldscherm dat je gebruikt is hier een testplaatje voor een rood/groen brilletje:

De rode lijnen zijn gemaakt met de kleurcode RGB 255/0/0 en de groene lijnen met de code RGB 0/255/0. Kijk voor meer informatie over deze codes op de 'kleur' pagina.

  Om over na te denken...
- Wanneer is een brilletje geschikt voor jouw beeldscherm? Gebruik in je antwoord: transmissie, emissie, receptie
- Hoe zie je dan deze lijnen? Gebruik in je antwoord: intensiteit
- Verandert de intensiteit van het rode licht dat je ziet als je een rood brillenglas tussen het beeldscherm en je oog houdt?
- Verandert de intensiteit van het witte licht dat je ziet als je een rood brillenglas tussen het beeldscherm en je oog houdt?

Met dit kleurmengertje kun je de kleuren van jouw beeldscherm ijken op de filters in je rood/groen bril. Zoek de kleuren die door het éne filter wel en door het andere filter niet gezien worden. Schrijf de kleurcodes even op, zodat je later de goede kleuren kunt gebruiken voor je eigen anaglyph.

  Om over na te denken...
- Je kunt met een tekenprogramma zoals Paint je eigen anaglyph tekenen. Welke kleuren ga je gebruiken? Hoe moet je je tekening opzetten? (Tip: maak eerst een bovenaanzicht van wat je éne oog en wat je andere oog moet zien)
- Je kunt met een prismaspectrometer ook meten welke golflengtes de filters doorlaten en welke het beeldscherm uitzendt. Hoe zouden de ideale emissie (beeldscherm) en transmissie (brillenglas) eruit moeten te zien?

In deze lesmodule kun je ook een opdracht vinden om met je digitale camera en het programma Anamaker zelf 3D foto's te maken en te bekijken met je rood-groen brilletje.

 

Information about this module: robouwerkerk@nospamplanet.nl