1.1 Hoe plant licht zich voort?

A Lichtstralen en lichtbundels

OPDRACHT 6

Bekijk de video van het wereldrecord ‘lasershow’ (met 320 lasers) op Pukkelpop.

1 Bepaal de kenmerken van licht. Duid aan in de linkerkolom.

2 Hoe neem je die kenmerken waar in de lasershow?

Vul aan in de rechterkolom.

WERELDRECORD LASERSHOW

Kenmerk van licht

… … Licht plant zich rechtlijnig voort. Licht plant zich niet rechtlijnig voort.

… … Er zijn (stof)deeltjes nodig om lichtstralen zichtbaar te maken. Er zijn geen (stof)deeltjes nodig om lichtstralen zichtbaar te maken.

Een laserstraal kun je het best voorstellen door:

De lichtbundel die onstaat door de bewegende laserstralen, kun je het best voorstellen door:

Waarneming in de show

247THEMA 04 HOOFDSTUK 1 3 Geef het verschil tussen de vorm van een laserstraal en de lichtbundel die ontstaat door de bewegende laserstralen. ©VAN IN

Het licht dat geproduceerd wordt door een lichtbron, beweegt zich voort door een middenstof. Als de samenstelling van die middenstof overal hetzelfde is, spreek je van een homogene middenstof. In een doorzichtige, homogene middenstof plant licht zich rechtlijnig voort. De lichtstraal is onzichtbaar. Door de weerkaatsing van een lichtstraal deeltjes zie je het rechte pad van het licht. op

De lichtsnelheid in een homogene middenstof is constant en afhankelijk van de middenstof. Licht heeft de hoogst mogelijke snelheid in een vacuüm: vvacuüm = 299 792 458 m s of afgerond vvacuüm = 3,00 · 108 m s

. In de middenstof lucht is de lichtsnelheid vergelijkbaar. In andere middenstoffen is de lichtsnelheid een stuk lager.

Als licht invalt op een glas water, heeft het een andere snelheid in elke middenstof. In het water zijn er meer deeltjes dan in de lucht, waardoor je het licht beter ziet.

vlucht = 3,00 · 108 m s vglas = 2,00 · 108 m s vwater = 2,25 · 108 m s

Afb. 8 Een lichtstraal stel je voor als een rechte met een pijlpunt in het midden. De pijl geeft de zin van de lichtstraal aan. Een lichtstraal komt in werkelijkheid nooit alleen voor. Een lichtbron zendt altijd meerdere lichtstralen uit, die samen een lichtbundel vormen. Er zijn drie soorten lichtbundels:

Divergerende lichtbundel Evenwijdige lichtbundel Convergerende lichtbundel

De lichtstralen gaan uiteen. De lichtstralen zijn evenwijdig.

De lichtstralen komen samen in één punt. Verwar de voorstelling van een lichtstraal niet met een rechte (geen pijlpunt) of met een vector (pijlpunt op het uiteinde). TIP ©VAN IN

Alle natuurlijke en de meeste kunstmatige lichtbronnen produceren een divergerende lichtbundel.

Een laserbundel is een evenwijdige lichtbundel. Omdat een laserbundel evenwijdig en heel smal is, noem je dat ook een laserstraal. Een laserstraal bezit heel veel energie. Enerzijds is dat gevaarlijk. Het veroorzaakt bijvoorbeeld oogschade als je rechtstreeks naar laserlicht kijkt. Anderzijds hebben lasers dankzij hun hoge energie ook veel technologische toepassingen.

TIP

Wil je meer weten over lasers? Ga dan naar de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal.

Licht plant zich in een homogene, doorzichtige middenstof rechtlijnig voort. Je tekent de lichtstraal als een rechte lijn met een pijl die de zin aangeeft. De lichtsnelheid is afhankelijk van de middenstof. Verschillende lichtstralen samen vormen een lichtbundel: • Een divergerendebundel bestaat uit uiteenlopende lichtstralen die uit één punt vertrekken. • Een evenwijdigebundel bestaat uit evenwijdige lichtstralen. • Een convergerendebundel bestaat uit lichtstralen die samenkomen in één punt.

` Maak oefening 1, 2 en 3.

OPDRACHT 7

Bestudeer de afbeeldingen en hun beschrijving.

Er is één lichtstraal getekend. Teken twee andere lichtstralen om de vorm van de bundel duidelijk te maken. 2 3

De spots worden met lenzen bijgeregeld, zodat de divergerende lichtbundels de juiste breedte hebben om de artiest te belichten. THEMA 04 HOOFDSTUK 1 249

Een divergerende lichtbundel verandert bij weerkaatsing op een parapluvormig scherm in een evenwijdige lichtbundel. Het fotomodel wordt gelijkmatig belicht tijdens de fotoshoot. 1 Zonlicht dat invalt op een glas, wordt een convergerende lichtbundel die convergeert in één punt. Na dat punt is de bundel divergerend. ©VAN IN

OPDRACHT 8

Bestudeer hoe licht zich gedraagt op verschillende oppervlakken.

1 Vul de kenmerken van het gedrag van het invallende licht aan met:

al het – een deel van het – geen

2 Hoe neem je dat waar op de afbeelding? Vul aan in de tabel.

1 Een spiegel:

• weerkaatst

• absorbeert

• laat

Waarneming op de foto: licht;

licht;

licht door.

2 Een raam:

• weerkaatst licht;

• absorbeert licht; • laat licht door. Waarneming op de foto: Een houten vloer: • weerkaatst licht; • absorbeert licht; • laat licht door. 3 Waarneming op de foto: ©VAN IN

Als licht invalt op een donker lichaam, treden er drie fenomenen op: 1 Het donkere lichaam weerkaatst het licht: het licht beweegt na terugkaatsing rechtlijnig, met een andere zin. 2 Het donkere lichaam absorbeert het licht: het licht beweegt niet verder.

De lichtenergie wordt opgenomen door het donkere lichaam. 3 Het donkere lichaam laat het licht door:het licht beweegt na de overgang rechtlijnig.

absorberenweerkaatsen doorlaten weerkaatsen absorberen doorlaten

Afb. 9

Donkere lichamen zijn zichtbaar doordat ze het licht weerkaatsen. De stof waaruit het donkere lichaam gemaakt is en onder welke hoek het licht invalt, bepalen de verhouding van het teruggekaatste, geabsorbeerde en doorgelaten licht.

invallende laserstraal weerkaatste laserstraal invallende laserstraal weerkaatste laserstraal

Afb. 10 Afb. 11

Ondoorschijnende stof Doorzichtige of doorschijnende stof • Een ondoorschijnende stof laat geen licht door. Het licht weerkaatst en wordt geabsorbeerd. Bij spiegels wordt al het licht weerkaatst. • Doorzichtige en doorschijnende stoffen laten (een deel van het) licht door. In welke richting dat gebeurt, hangt af van de combinatie van middenstoffen. Het licht wordt ook weerkaatst. Bij doorschijnende stoffen is er ook absorptie. • Als een lichtbundel invalt op een ondoorschijnendestof, wordt die gedeeltelijk geabsorbeerd en gedeeltelijk teruggekaatst. • Bij een doorzichtige of doorschijnende stof wordt het licht ook gedeeltelijk doorgelaten. ` Maak oefening 4, 5 en 6. THEMA 04 HOOFDSTUK 1 251

absorptieabsorptie doorgelaten laserstraal ©VAN IN