- Scholieren.com

Een dunne lichtbundel - een lichtstraal – beweegt langs een rechte lijn, totdat die een
grensvlak tegenkomt, bijv. een overgang van lucht naar water. Hier verandert die van
richting: lichtbreking.
De gestippelde lijn, loodrecht op het grensvlak, is de normaal. De hoek tussen de invallende
lichtstraal en de normaal is de hoek van inval (∠i). De hoek tussen de uittredende lichtstraal
en de normaal is de hoek van breking (∠r). Voor deze breking geldt:
- Bij de overgang van lucht naar water, breekt de lichtstraal naar de normaal toe: ∠r is
dan kleiner dan ∠i.
- Bij de overgang van water naar lucht, breekt de lichtstraal van de normaal vandaan: ∠r
is groter dan ∠i.
- Lichtstralen die loodrecht op het water vallen, veranderen niet.
Bij een hoek van inval van 42° is de hoek van breking 90°. Maak je de hoek van inval groter
dan 42°, dan wordt de lichtstraal niet meer gebroken, maar volledig teruggekaatst. In dat
geval geldt de spiegelwet: ∠i = ∠r. De hoek van inval waarbij de hoek van breking gelijk is
aan 90°, heet de grenshoek. Als ∠i kleiner is dan of gelijk is aan de grenshoek, dan wordt de
lichtstraal gebroken. Als de ∠i groter is dan de grenshoek, dan wordt de lichtstraal
teruggekaatst.
Met een lens kun je een evenwijdige bundel licht concentreren in 1 punt. Voor de lens lopen
de lichtstralen evenwijdig aan de hoofdas: lijn die door het midden van de lens loopt,
loodrecht op de lens. Na de lens bewegen de lichtstralen naar elkaar toe en komen samen in
1 punt: het brandpunt (F). De afstand tussen het midden van de lens en het brandpunt heet
de brandpuntsafstand (f). Hoe kleiner de brandpuntsafstand, hoe sterker de lens het licht
breekt.
sin i
Voor de breking naar de normaal toe geldt de brekingswet van Snellius:
= n waarbij n
sin r
een constante/brekingsindex is. Hoe groter de n, hoe sterker het licht wordt gebroken.
Een positieve lens maakt van een evenwijdige bundel licht een convergente bundel. De lens
buigt de lichtstralen naar de hoofdas toe en werkt dus convergerend (naar binnen). Hoe
boller de lens, hoe sterker de convergerende werking. Een negatieve lens buigt de
lichtstralen af naar buiten en werkt divergerend. Een evenwijdige bundel zonlicht voor de
lens wordt een divergente bundel na de lens (naar buiten).
Met een positieve lens kun je een vergroot/verkleind beeld van een voorwerp maken. Als je
een foto neemt, valt er licht van het voorwerp op de lens. De lens zorgt ervoor dat het licht
uit het voorwerpspunt (L) ook weer in het beeldpunt (B) bij elkaar komt. Een foto is scherp
als de beeldpunten heel klein zijn en elkaar niet overlappen.
Met een tekening op schaal kun je uitzoeken waar het beeld achter de lens ontstaat: het
beeld construeren. Je gebruikt daarvoor constructiestralen waarvan je precies weet hoe ze
lopen.
- Constructiestraal 1 loopt voor de lens evenwijdig aan de hoofdas en gaat na de lens door
het brandpunt F.
- Constructiestraal 2 gaat door het midden van de lens en verandert niet van richting.
- Constructiestraal 3 gaat voor de lens door het brandpunt en loopt na de lens evenwijdig
aan de hoofdas.
Hoe je het beeld van een voorwerp construeert:
1. Teken de hoofdas. Teken de lens als een horizontale streep. Teken aan beide kanten
van de lens het brandpunt en zet er een F bij.
2. Teken het voorwerp als een pijl V1V2 op de juiste afstand voor de lens. V2 ligt op de
hoofdas, V1 daarboven.
3. Teken de 3 constructiestralen vanuit V1. Teken het beeldpunt B1 waar de stralen
samenkomen.
4. B2 ligt loodrecht boven B1 op de hoofdas. Het beeld staat dus ondersteboven.
Een fresnellens is opgebouwd uit verschillende ringen van glas met een stukje van een
positieve lens. Deze lenzen zijn zeer geschikt om licht te bundelen > spotlights, leesloep…
Bij een reëel beeld staat het voorwerp aan de ene kant van de lens en het beeld aan de
andere kant. Je krijgt een reëel beeld als het voorwerp verder weg staat dan het brandpunt.
Bij een virtueel beeld lijkt het beeld aan dezelfde kant van de lens te zitten als het voorwerp.
Het voorwerp staat dan tussen het brandpunt en de lens.
Om een goede foto te maken, moet je eerst scherpstellen. Bij een camera doe je dit door de
afstand tussen de lens en de beeldchip te verstellen. Maar bij een beamer kan het op 2
manieren:
- Je kunt het scherm verschuiven totdat de stralen vanuit 1 punt van het voorwerp weer in
1 punt samenkomen.
- Je kunt de afstand tussen het lcd-schermpje en de lens aanpassen.
Er zijn 3 afstanden belangrijk:
1. Voorwerpsafstand (v): de afstand tussen de lens en het voorwerp.
2. Beeldafstand (b): de afstand tussen de lens en het scherpe beeld.
3. Brandpuntsafstand (f): de afstand van de lens tot het brandpunt.
1
1
1
Bij deze 3 afstanden geldt de lenzenformule: f = v + b
Als je de afmetingen van het voorwerp en het beeld kent, kun je de vergroting (N)
lengte beeld
b
berekenen: N =
N=
lengte voorwerp
v
Met een lenzentelescoop kun je veraf gelegen voorwerpen vergroot zien. Deze telescoop
bestaat uit minstens 2 lenzen: het oculair vlak bij je oog en het objectief aan de kant van het
voorwerp. Het objectief is altijd groot, zodat het veel licht kan verzamelen. Daardoor kun je
voorwerpen die ver weg staan en daardoor lichtzwak zijn, toch helder zien.
Het hoornvlies en de ooglens werken samen als een positieve lens, zodat er op het netvlies
een scherp beeld ontstaat. Dat beeld staat ondersteboven en is sterk verkleind.
Het glasachtig lichaam houdt je oog in de goede vorm zodat de beeldafstand hetzelfde blijft.
Het netvlies bevat een groot aantal lichtgevoelige zintuigcellen die elk een elektrische puls
geven als er licht op valt. Deze pulsen worden door de oogzenuw doorgegeven aan de
hersenen. Pas als je hersenen die pulsen ontvangen hebben, zie je iets.
De pupil is een opening in de iris. In fel licht zijn je pupillen klein zodat er niet te veel licht op
je netvlies valt.
De afstand tussen de ooglens en het netvlies is altijd even groot: 17 mm. De beeldafstand
ligt dus vast. Als de voorwerpsafstand (v) verandert en de beeldafstand (b) is constant, zal
volgens de lenzenformule de brandpuntsafstand (f) moeten veranderen. Dit gebeurt door
een kring van spiertjes rond de ooglens die de ooglens platter en boller kunnen maken:
accommoderen van het oog.
Bijziend: ver weg niet meer scherp. Het beeld valt niet óp, maar vóór het netvlies. Dit kan
opgelost worden door negatieve lenzen.
Verziend: vlakbij niet meer scherp. Het beeld valt áchter het netvlies. Hiervoor heb je
positieve lenzen nodig om weer scherp te zien.
Oudziend: vlakbij niet meer scherp. Dit komt doordat de spiertjes te oud zijn om te
accommoderen.
1
De sterkte (S) van een lens geef je aan in dioptrie. Je kunt de sterkte berekenen door: S = f .
Bij een jong iemand is er geen grens aan de afstand waarop hij nog scherp kan zien. Zijn
vertepunt is dus oneindig. Bij bijzienden ligt het vertepunt niet op oneindig maar dichtbij.
De plek waarop je nog net scherp ziet, noem je het nabijheidspunt.
Je kunt dus alles scherp zien tussen het nabijheidspunt en het vertepunt.