dag Calvin,

Wie gelijk heeft hangt denk ik af van wat je "invalshoek" noemt, hoe je invalshoek definieert. Misschien zorgt dat voor misverstanden?

Dus laten we voor deze uitleg even duidelijk afspreken:
de invalshoek is de hoek tussen een zonnestraal en de grond:




Dus volgens die afspraak is elke ochtend en avond de invalshoek klein, en midden op de dag groter. We zeggen dan dat 's middags de zon "hoger" staat. 

Volgens diezelfde afspraak zal dan in Nederland de invalshoek 's winters ook kleiner zijn dan 's zomers. 

En een andere afspraak mag natuurlijk best, als je maar met elkaar goed afspreekt. Als ik zeg dat de boom me met een snelheid van 120 km/h voorbij stak dan verklaar je me voor gek.

Maar dat zou dan kunnen zijn omdat ik dit een boom noem: 


en jij dit een boom noemt: 


Tja, van definities hangt dus alles af als je met elkaar praat.


Dus zeg het maar, jij verstaat onder invalshoek hetzelfde als ik hierboven? Maar toch vind je met je mooie proefje met zaklamp en wereldbol nog steeds wat anders? 
Dan moeten we nog maar eens goed naar je proefje kijken, want dan doe je daar denk ik iets niet helemaal goed.

Groet, Jan

Dank je wel voor je reactie Jan.

Graag gedaan. Als je proefje met die wereldbol blijft mislukken, zeg het maar, dan maak ik daar wel een paar tekeningetjes voor.

Graag, misschien wordt het duidelijker wat ik fout doe.

Dit plaatje geeft aan hoe de zon en aarde (met draaias) staan rond januari: het is zomer op het zuidelijk halfrond en winter op het noordelijk halfrond. 
De zuidpool staat zelfs 24 uur per dag in het licht, de noordpool is de hele dag donker.

Als je het zonlicht ziet dat bij even grote breedtegraden boven en onder de evenaar op de aarde valt, dan zie je dat op het noordelijk halfrond dezelfde hoeveelheid licht op een veel groter oppervlak strijkt omdat het (tov de horizon) onder een lagere hoek staat.  Omgekeerd, bij het zuidelijk halfrond staat de zon hoger aan de hemel en belicht dezelfde hoeveelheid licht een veel kleiner oppervlak omdat de zon onder grotere hoek met de horizon staat.

dag Calvin,

ik denk zomaar dat jij een globe hebt zoals hieronder:



De aarde draait rond een denkbeeldige as als een tol in het rond, een rondje per dag. Die denkbeeldige as staat altijd scheef op zo'n ding en dat heeft een reden: in het echt staat die as namelijk ook scheef op het vlak waarin de aarde rond de zon draait:



De aarde is dus in feite een draaiende tol. Hopelijk heb je wel eens met een tol gespeeld, en gezien dat die tol niet omvalt zolang hij maar snel genoeg blijft draaien. Een tol probeert er dus voor te zorgen dat zijn as altijd dezelfde kant op wijst (met een houten speelgoedtolletje hier op aarde lukt dat niet perfect, maar in eht heelal zijn er minder verstoringen en lukt dat dus over het algemeen prima.

In de animatie hieronder zie je die as dus steeds naar linksboven blijven wijzen, waar de aarde ook is in zijn rondje rond de zon, dat een jaar duurt:



kijken we dan eens in de winter:



dan wijst de noordpool dus van de zon vandaan :



als een groen streepje heb ik even Nederland getekend, midden op zo'n winterdag.

dat gaan we eens van ietsje dichterbij bekijken:



Op de noordpool komt er midden in de winter helemaal geen zonlicht, die ligt heel de winter in de schaduw. Daar duurt de "nacht" dan dus een hele winter.




kijken we dan eens in de zomer:



De noordpool van de aarde wijst dan een beetje schuin naar de zon toe.



en als we dan weer van dichterbij naar Nederland kijken, midden op de dag:




Zeg, als je dit nou zo in plaatjes ziet, kun je dan zelf uitvinden wat je verkeerd deed met je globe en je zaklamp? 

Groet, Jan

Jan en Theo bedankt voor jullie uitleg. Op school was het voor de de meeste kinderen in de klas niet duidelijk en mocht ik jullie uitleg meenemen. Het antwoordenboek van de juf had de uitleg niet. 
Bedankt!!

Tja, daar gaan we weer :(  

Noem me een ouwe brompot, maar in het Nederlandse onderwijs glijdt de boel meer en meer op zijn kop: basisschoolboeken zitten het verschijnsel seizoenen uit te leggen met woorden als "invalshoek" en dergelijke die helemaal niet op de basisschool thuishoren, en ik loop op de middelbare school er in mijn natuurkundelessen op vast dat een steeds groter wordend deel van mijn leerlingen niet meer fatsoenlijk basic kan lezen of rekenen. En die juf van Calvin is nou ook weer een berg tijd kwijt die ze beter aan lezen of rekenen had kunnen besteden. Dat neem ik haar niet zozeer kwalijk, behalve dat mijn basisschoolcollega's eens en masse zouden moeten zeggen "barst met al je "leuke" dingetjes, back to basics, lezen en rekenen eerst en vooral herhalen en herhalen". Leer ze in zo'n soort mens-en-natuurles dat in de zomer de zon hoger aan de hemel staat dan 's winters, en als er dan van die wijsneusjes rondlopen die precies willen weten waarom (een logische en welkome vraag, dat bedoel ik niet) dan zijn er legio mogelijkheden om die effectief door te verwijzen. Daar hoef je geen hele klas mee lastig te vallen in een methodeboek.

Mijn basisschoolcollega's zijn al duizendpoot genoeg zonder dat ze ook nog eens de naadjes van alle natuurkundige, scheikundige en biologische kousen hoeven te kennen en kunnen uitleggen. Met een grote groep tienjarigen variërend in niveau van speciaal onderwijs tot en met vwo+ heb je je handen al meer dan vol zonder allerlei bijkomende rompslomp. Alle respect.

Ik kreeg een paar jaar geleden wel een vertwijfeld telefoontje van een basisschoolcollega die een leskist met allerlei schakelmateriaal hadden gekregen, op basis van Boolse logica notabene. Daar wisten ze geen raad mee. Gek is dat, dat is sturingstechniek dat in de bovenste lagen van het MBO en op het HBO thuishoort. Ik heb die kist bekeken en geadviseerd dat ding maar ongeopend te laten. Wie verzint er in godsnaam zoiets?? Allemaal met de bedoeling de basisschoolleerlingen alvast warm te maken voor techniek. Geef die kinders een fatsoenlijke meccanodoos voor sinterklaas, en stimuleer ze daarmee aan de gang te gaan in plaats van met die rottige gamecomputers. 

En laat de juffen er vooral voor zorgen dat ik weer leerlingen krijg die weer fatsoenlijk kunnen lezen en rekenen. Dan hou ik van mijn natuurkunde-uren tenminste weer eens tijd over naast het verplichte programma om verwonderende natuurkundige dingen te gaan doen. Want die tijd ben ik nu kwijt aan lees- en rekenproblemen. Tot en met vwo-niveau.

Goed, genoeg gebromd voor deze zondag. 

Zijn er nog vragen over welk natuurkundig onderwerp ook, zolang men erbij vertelt op welk niveau de vrager zich bevindt zullen wij ons best doen er een passend en begrijpelijk antwoord op te geven. 

Groet, Jan

Dag Calvin en Jan,

Wanneer een lichtstraal op een voorwerp valt, is dat vaak niet loodrecht, maar onder een hoek. Deze hoek noemen we de hoek van inval. De hoek van inval is de hoek tussen de lichtstraal en de normaal (de normaal is een hulplijn die loodrecht op het vlak staat waar de lichtstraal het voorwerp raakt.
Ik heb jaren lesgegeven aan het voortgezet onderwijs en ben deze week met pensioen gegaan. Dus Calvin, de eerste gedachte die je had over de invalshoek is juist: die is in de zomer klein en in de winter groot.

Maar hier zit het probleem met "dagelijks taalgebruik" en de wat nauwkeuriger maar niet altijd even voor de hand liggende verklaringen.
Ja, in de natuurkunde is de invalshoek de hoek tov de normaal.  Da's helemaal niet logisch in gewoon taalgebruik waar het meten vanaf de horizon veel logischer voorkomt. 
En zo ontstaat het verschil in inzicht dat teruggebracht kan worden tot ander gehanteerde definities.

Als net gepensioneerde leraar zul je zo ook wel vreemde uitspraken gehoord hebben als "ik weeg 80 kg" (ipv 800 N), de doorsnede van 10 m (ipv diameter) en nog zo'n stel. Uitroeien is moeilijk - zeker als kranten als NRC en Volkskrant dit soort dingen ook fout (dwz volgens de volkstaal van de journalist, zelden met een exacte achtergrond) blijven schrijven.

 En dat kan voor mijn part voor de zon die op de aarde valt anders zijn dan voor een lichtstraal op een spiegel of een lens. Op sterk gekromde oppervlakken zoals holle of bolle lenzen of spiegels werkt het handiger en nauwkeuriger te meten vanaf de normaal. Maar als in andere situaties, zoals aardappelteelt of architectuur, meten vanaf het horizontale oppervlak handiger is, niks mis mee. Kwestie van afspreken, zoals ik zei.

Groet, Jan van de Velde