Document

Report
Natuurkunde V6:
M.Prickaerts
21-02-13
Lichtbronnen
•
•
•
•
Er zijn diverse natuurlijke lichtbronnen
Sterren/zon en bliksem
Er zijn ook door de mens gemaakte lichtbronnen
Kaars, kampvuur, gloeilamp, gasontladingsbuis,
LED lamp
• Laser en stroboscoop worden vooral bij
natuurkunde gebruikt
Lichtbundels
Een lichtbundel die:
-
-
steeds breder wordt
Divergerende
lichtbundel
steeds smaller wordt
Convergerende
lichtbundel
- niet breder en
niet smaller wordt
Evenwijdige
lichtbundel
- niet breder en niet smaller
wordt en zeer dun is
Lichtstraal
(= evenwijdige lichtbundel)
Constructiestralen
Om beelden te tekenen (construeren) die bolle (positieve) lenzen
kunnen vormen heeft men z.g. Constructiestralen nodig
1ste soort
F
F
MAAR OOK
MAAR OOK
3de soort
F
F
MAAR OOK
1 Omgekeerd vergroot reëel (projector)
Van de bovenkant van de A komen lichtstralen
We weten echter niet hoe deze gebroken worden
Echter weten we wel hoe de 3 constructiestralen gaan
Waar komt het midden van de letter A ?
Het beeld komt als volgt uit te zien
F
F
Positie scherm
Origineel
(voorwerp)
1ste
beeld
soort
2de soort
3de soort
diaprojector
origineel
(voorwerp)
filmprojector
beeld
beeld
beamer
origineel
(voorwerp)
beeld
overheadprojector
origineel
(voorwerp)
beeld
origineel
(voorwerp)
Eenvoudige diaprojector
scherm
F
L
F
F
condensorlens
Diahouder
Voorwerp
afstand
projectielens
Beeld
afstand
3D sketchUp projector (klik hier)
2 Omgekeerd verkleind reëel (fototoestel , oog)
1ste soort
2de soort
3de soort
F
F
Positie lichtgevoellige laag
Origineel
(voorwerp)
Van de bovenkant van de boom komen lichtstralen
We weten echter niet hoe deze gebroken worden
Echter weten we wel hoe de 3 constructiestralen gaan
Waar komt een ander punt van de boom ?
Het beeld komt als volgt uit te zien
beeld
origineel
(voorwerp)
beeld
Eenvoudige camera
F
F
F
F
3 Omgekeerd even groot reëel
1ste soort
2de soort
3de soort
F
Teken de 3 constructiestralen gaan
Het beeld komt als volgt uit te zien
F
4 niet omgekeerd vergroot virtueel (vergrootglas)
1ste soort
2de soort
3de soort
F
Teken de 3 constructiestralen
De stralen hebben geen reëel snijpunt !!!!
Als je van rechts in de lens kijkt lijken alle
Stralen uit een virtueel snijpunt te komen
Het virtuele beeld komt er als volgt uit te zien
F
Geen beeld
1 ste soort
2 de soort
F
Evenwijdige lijnen dus geen beeld !!!!
F
F
Alle beeldvormingen
op een rijtje
F
2F
beeld
F
F
2F
beeld
F
F
2F
beeld
F
F
beeld
F
F
• Constructie van een willekeurige straal
2. Teken brandvlak:
loodrecht op hoofas
en door
hoofdbrandpunt F
1. Teken bijas:
evenwijdig aan
de straal en
door O
+
3. Straal gaat
verder door
bijbrandpunt
F’
F
’
F
F
3. Teken bijbrandpunt
F’
F
Alle beeldvormingen
op een rijtje
F
2F
beeld
F
F
2F
beeld
F
F
2F
beeld
F
F
beeld
F
F
Lichtstraal
• Constructie bij een positieve (bolle) lens
• Het construeren van het vervolg van een
willekeurige lichtstraal
+
willekeurige lichtstraal
+
+
+
beeldpunt
+
+
Vervolg lichtstraal
Lichtbundel
• Constructie bij een positieve (bolle) lens
• Het construeren van de gehele lichtbundel uit
een punt van het voorwerp
+
Lichtbundel uit top
+
+
+
Beeldpunt d.m.v.
2 constructiestralen
+
+
Vervolg lichtbundel
Vergroting
•
•
•
•
V groter dan 2f ; verkleining
V is 2f ; even groot
V kleiner dan 2f, maar groter dan f ; vergroot
V kleiner dan f; vergroot maar virtueel, hoe
dichter bij de lens des te kleiner het (vergrootte)
virtueel beeld, het beeld is niet omgekeerd
-
f
v
negatieve lens
-
F
brandpunt
brandpuntsafstand
f
voorwerpsafstand
v
-
1e constructiestraal
-
-
2e constructiestraal
-
-
b
-
(virtueel) beeld
b
beeldafstand
(negatief)
-
-
3e constructiestraal
(controle)
Bouw van het oog
•
•
•
Bij het oog is niet de
brandpuntsafstand (f)
constant, zoals bij een vaste lens,
maar het beeldpunt (b).
Door aanpassing van de lens
(accommoderen), is de
brandpuntsafstand (f) variabel.
Een lichtstraal die in een oog valt,
wordt op zijn weg naar het netvlies
een aantal malen gebroken.
Brekingsindices (n):
–
–
–
–
hoornvlies:
vocht in oogkamer:
ooglens:
glasachtig lichaam:
1,38
1,34
1,41
1,34
De brekende werking van het oog
wordt dus voornamelijk bepaald
door ....................
Afbeelding van een voorwerp op netvlies
•
Afbeelding (BB’) van een voorwerp (LL’) op het netvlies van het oog.
Accommoderen, brandpuntsverandering van ooglens
•
•
•
Om een voorwerp scherp te kunnen zien, moet het oog sterker accommoderen
als dat voorwerp zich dichter bij het oog bevindt.
Als het oog sterker accommodeert, wordt de lens boller en daardoor zal de
brandpuntsafstand (f) kleiner worden (F gaat dichter naar de lens toe).
Opmerking: Met de groene gestippelde constructiestraal, kunnen we F bepalen.
Merk op dat deze lichtstraal niet door de ooglens heen gaat.
Accommoderen, Vertepunt, Nabijheidspunt
•
Het accommoderen van het oog speelt zich af tussen twee grenzen:
–
–
het oog is ongeaccommodeerd (minst bol)
het oog is maximaal geaccommodeerd (maximaal bol)
•
Het oog ziet alleen scherp tussen zijn vertepunt V0 (zonder accommodatie) en zijn
nabijheidspunt N0 (met maximale accommodatie):
•
Voor een normaal oog geldt dat het vertepunt in het oneindige ligt (V0 = ∞):
Bijziendheid en Verziendheid
•
•
Bijziend:
–
V0 < ∞ als oog ongeaccommodeerd.
–
Alleen een bril nodig op grote afstand.
Verziend:
–
–
V0 < 0 (achter het oog).
Een bril nodig voor korte afstand, als wel voor grote afstand (oog niet ongeaccommodeerd).
Opmerking: voorwerpen die op het rode gedeelte van de hoofdas geplaatst worden,
kunnen (zonder bril) scherp gezien worden.
Bepaling sterkte brillenglas bij bijziendheid (1)
•
Ongeaccommodeerd:
•
Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, zonder bril:
•
Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, met bril:
Bepaling sterkte brillenglas bij verziendheid (1)
•
Ongeaccommodeerd:
•
Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, zonder bril (oog ongeaccommodeerd):
•
Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, met bril:
Bepaling sterkte brillenglas bij verziendheid (2)
•
Maximaal geaccommodeerd:
Oudziend
•
•
Kenmerk: een oudziend oog heeft het nabijheidspunt (N0) te ver weg
liggen.
M.a.w.: bij een oudziend oog heeft in maximaal geaccommodeerde toestand
een te zwakke convergerende werking. Dit is te corrigeren met een positieve (+)
lens (alleen nodig op korte afstand).
Voorbeeld: Oudziend
Vraag:
•
Het nabijheidspunt van een oudziend oog ligt op 75 cm van dat oog.
 Bereken hoe sterk een brillenglas moet zijn om met dat oog de krant op 30 cm afstand
goed te kunnen lezen.
Oplossing:
Eerst tekening maken!
Tekening bestuderen:
- Het voorwerp (Nb) ligt 30 cm voor de lens.
- Na breking, zullen de lichtstralen de weg volgens alsof ze vanuit N0 komen.
- Er wordt dus een virtueel beeld gevormd op 75 cm (N0) vóór de lens.
Dan pas rekenen.
30 cm
(Nb)
-75 cm
(N0)
50 cm = 0,50 m
2,0 dpt
Werking loep - gezichtshoek
•
Je ziet een voorwerp duidelijker als het dichter bij het oog staat. Je ziet het voorwerp dan
onder een hoek : de gezichtshoek is dan groter. Daardoor is ook het beeld op het netvlies
groter:
Werking loep - werking (1)
•
Gezichtshoek zonder loep (oog maximaal geaccommodeerd):
•
Gezichtshoek met loep (oog ongeaccommodeerd):
•
Angulaire vergroting:
Werking loep - werking (2)
•
Vergroting met loep (oog geaccommodeerd):
(oog denkt BB’ te zien)
•
Vergroting:

similar documents