Geometrische optica, refractie, contrast
Benodigheden scherp zien:
- Voldoende licht
- Voldoende contrast
- Object groter dan het kleinste kritische detail
- Heldere structuren oog
- Exacte brandpunt op het netvlies.
Golflengte en amplitude
- 1 hele golf bestaat uit 1 berg en 1 dal
- Golflengte → lengte van een hele golf → λ lambda
- Amplitude (a) → de uitslag vanuit het midden, dus waar de rust bevindt
o Golfhoogte = 2 x de amplitude van dal en berg.
- Golfront verder van bron → alleen amplitude veranderd → licht wordt zwakker
- Golffront is het rustpunt
-
Lichtsnelheid
- De snelheid waarmee lichtgolven verplaatsen
- 300.000 km/s in lucht
- De snelheid waarmee golven zich uitbreiden is altijd gelijk
- Lichtsnelheid afhankelijk van
o Kleur en intensiteit licht
Frequentie (f)
- Het aantal golven dat in een bepaalde tijdeenheid tot stand komt
- Hertz (Hz) → het aantal trillingen per seconden → of cycles en perioden.
- Frequentie licht bepaald de kleur van licht
-
Verband golflengte, lichtsnelheid en frequentie
- C=fxλ
, - Lichtsnelheid is het product van frequentie en golflengte
o C =lichtsnelheid in vacuüm in Hz
o F = frequentie in Hz
o λ = golflengte in meter
- voorbeeld
o Hoe groot is de frequentie van rood licht (780 nm)
▪ C = 300.000 km/s = 300.000.000 m/s = 3 • 10 8
▪ Λ = 780 nm = 780 . 10 -9 m of 7,8 . 10 -7 m
▪ C = f x λ, f = c / λ
▪ 300000000 : 780.10 -9 = 3,8.10 14 Hz
▪ De frequentie van het rode licht is 3,85.10 14 Hz
Lichtbundels en vergentie
- Om scherp te kunnen zien moeten lichtbundels afkomstig van voorwerpen exact op
het netvlies vallen
- Lichtbundels → convergent, divergent of parallel
- Lichtbronnen
o Voorwerp dat lichtgolven uitzendt
o Verdelen in
▪ Puntvormige lichtbronnen
• Hele kleine lichtbron zonder enige uitgestrektheid, alleen
theoretisch mogelijk.
• Aangegeven met L, L’ etc.
• Vaak de top alleen aangegeven.
▪ Lichtbronnen gevormd door meerde puntvormige lichtbronnen
• Uitgestrekt
• Verzameling van een aantal puntvormige lichtbronnen
• Aangegeven met y, y’, y’’ etc.
• Bestaat dus uit meerdere punten L.
o Primaire lichtbronnen → zon, sterren, lampen
o Secundaire lichtbronnen → maan, objecten.
- Lichtstraal
o Denkbeeldige lijn waarlangs zich lichtgolven voortbewegen
o Golfstralen → denkbeeldige lijn vanuit het centrum naar buiten. Staan
loodrecht op de golffronten. Bij licht een lichtstraal.
o
o Lichtbron wordt aangegeven met L, L’, L’’
▪ Atoom doorgeven
- Lichtbundels.
, o De verzameling van lichtstralen die door de opening gaat die lekaar in
hetzelfde punt (L) kruisen
o Bundelopening
▪ De breedte van de lichtbundel. Bepaald door de opening.
o lichtbundel.
o Divergente lichtbundel
▪ Wordt breder en opening bundel neemt toe
▪ De krommingen van golffronten verder van het lampje worden steeds
minder sterkt
▪
o Evenwijdige lichtbundel
▪ Afstand groter → cirkel groter → golffronten minder krom → afstand
divergentiepunt oneindig groot → lichtbundel evenweidig.
▪ De zon
▪
o Convergente bundel
▪ Lichtbundel die steeds smaller wordt. De lichtbundels komen samen in
een convergentiepunt
▪ Kun je met een positieve lens convergent maken.
▪ Golffronten gekromd rond het convergentiepunt en de kromming is
groter naarmate je dichterbij het convergentiepunt komt.
▪ Er is altijd een medium (bv + lens) nodig voor een convergente
lichtbundel.
- Vergentie
, o De grootte van de kromming van een golffront, sterkte van de lichtbundel.
o Afhankelijk van afstand
o Afstand bundel tot punt L → l
o Vergentie uitdrukken in DPT
▪ Dpt = 1:m
o Licht naar punt L toe → waarde positief → convergerend
o Komt het punt van L af → waarde negatief. → divergerend
o Afstand groter → neemt de vergentie waarde af
o Afstand kleiner / sterkere kromming → neemt de vergentie waarde toe
Plan grensvlak
- Scheiding tussen twee verschillende doorzichtige stoffen.
- Rechte lijn
- de streepjes staan voor de vaste stof
Brekingsindex
- Het getal dat het gemiddelde licht remmend vermogen en daarmee mate van
lichtbreking aangeeft.
- Lucht n = 1,0
- met twee verschillende vaste stoffen, hoogste
brekingsindex fijnere arcering.
- Licht dat door een optisch dichter medium (water, glas etc) gaat zal min of meer
aferemd worden ten opzichte van lucht.
- N = lichtsnelheid in lucht / lichtnsnelheid in medium
- N medium = C lucht / C medium
- Beïnvloedt de mate van breking
Optisch dichter medium
- ODM, als de snelheid van licht in het medium afneemt.
Een loodrecht invallende lichtbundel op een plan grensvlak
- Als ene lichtbundel loodrecht op een plan grensvlak invalt, zal er geen breking of
refractie optreden.
- Snelheid veranderd wel
Benodigheden scherp zien:
- Voldoende licht
- Voldoende contrast
- Object groter dan het kleinste kritische detail
- Heldere structuren oog
- Exacte brandpunt op het netvlies.
Golflengte en amplitude
- 1 hele golf bestaat uit 1 berg en 1 dal
- Golflengte → lengte van een hele golf → λ lambda
- Amplitude (a) → de uitslag vanuit het midden, dus waar de rust bevindt
o Golfhoogte = 2 x de amplitude van dal en berg.
- Golfront verder van bron → alleen amplitude veranderd → licht wordt zwakker
- Golffront is het rustpunt
-
Lichtsnelheid
- De snelheid waarmee lichtgolven verplaatsen
- 300.000 km/s in lucht
- De snelheid waarmee golven zich uitbreiden is altijd gelijk
- Lichtsnelheid afhankelijk van
o Kleur en intensiteit licht
Frequentie (f)
- Het aantal golven dat in een bepaalde tijdeenheid tot stand komt
- Hertz (Hz) → het aantal trillingen per seconden → of cycles en perioden.
- Frequentie licht bepaald de kleur van licht
-
Verband golflengte, lichtsnelheid en frequentie
- C=fxλ
, - Lichtsnelheid is het product van frequentie en golflengte
o C =lichtsnelheid in vacuüm in Hz
o F = frequentie in Hz
o λ = golflengte in meter
- voorbeeld
o Hoe groot is de frequentie van rood licht (780 nm)
▪ C = 300.000 km/s = 300.000.000 m/s = 3 • 10 8
▪ Λ = 780 nm = 780 . 10 -9 m of 7,8 . 10 -7 m
▪ C = f x λ, f = c / λ
▪ 300000000 : 780.10 -9 = 3,8.10 14 Hz
▪ De frequentie van het rode licht is 3,85.10 14 Hz
Lichtbundels en vergentie
- Om scherp te kunnen zien moeten lichtbundels afkomstig van voorwerpen exact op
het netvlies vallen
- Lichtbundels → convergent, divergent of parallel
- Lichtbronnen
o Voorwerp dat lichtgolven uitzendt
o Verdelen in
▪ Puntvormige lichtbronnen
• Hele kleine lichtbron zonder enige uitgestrektheid, alleen
theoretisch mogelijk.
• Aangegeven met L, L’ etc.
• Vaak de top alleen aangegeven.
▪ Lichtbronnen gevormd door meerde puntvormige lichtbronnen
• Uitgestrekt
• Verzameling van een aantal puntvormige lichtbronnen
• Aangegeven met y, y’, y’’ etc.
• Bestaat dus uit meerdere punten L.
o Primaire lichtbronnen → zon, sterren, lampen
o Secundaire lichtbronnen → maan, objecten.
- Lichtstraal
o Denkbeeldige lijn waarlangs zich lichtgolven voortbewegen
o Golfstralen → denkbeeldige lijn vanuit het centrum naar buiten. Staan
loodrecht op de golffronten. Bij licht een lichtstraal.
o
o Lichtbron wordt aangegeven met L, L’, L’’
▪ Atoom doorgeven
- Lichtbundels.
, o De verzameling van lichtstralen die door de opening gaat die lekaar in
hetzelfde punt (L) kruisen
o Bundelopening
▪ De breedte van de lichtbundel. Bepaald door de opening.
o lichtbundel.
o Divergente lichtbundel
▪ Wordt breder en opening bundel neemt toe
▪ De krommingen van golffronten verder van het lampje worden steeds
minder sterkt
▪
o Evenwijdige lichtbundel
▪ Afstand groter → cirkel groter → golffronten minder krom → afstand
divergentiepunt oneindig groot → lichtbundel evenweidig.
▪ De zon
▪
o Convergente bundel
▪ Lichtbundel die steeds smaller wordt. De lichtbundels komen samen in
een convergentiepunt
▪ Kun je met een positieve lens convergent maken.
▪ Golffronten gekromd rond het convergentiepunt en de kromming is
groter naarmate je dichterbij het convergentiepunt komt.
▪ Er is altijd een medium (bv + lens) nodig voor een convergente
lichtbundel.
- Vergentie
, o De grootte van de kromming van een golffront, sterkte van de lichtbundel.
o Afhankelijk van afstand
o Afstand bundel tot punt L → l
o Vergentie uitdrukken in DPT
▪ Dpt = 1:m
o Licht naar punt L toe → waarde positief → convergerend
o Komt het punt van L af → waarde negatief. → divergerend
o Afstand groter → neemt de vergentie waarde af
o Afstand kleiner / sterkere kromming → neemt de vergentie waarde toe
Plan grensvlak
- Scheiding tussen twee verschillende doorzichtige stoffen.
- Rechte lijn
- de streepjes staan voor de vaste stof
Brekingsindex
- Het getal dat het gemiddelde licht remmend vermogen en daarmee mate van
lichtbreking aangeeft.
- Lucht n = 1,0
- met twee verschillende vaste stoffen, hoogste
brekingsindex fijnere arcering.
- Licht dat door een optisch dichter medium (water, glas etc) gaat zal min of meer
aferemd worden ten opzichte van lucht.
- N = lichtsnelheid in lucht / lichtnsnelheid in medium
- N medium = C lucht / C medium
- Beïnvloedt de mate van breking
Optisch dichter medium
- ODM, als de snelheid van licht in het medium afneemt.
Een loodrecht invallende lichtbundel op een plan grensvlak
- Als ene lichtbundel loodrecht op een plan grensvlak invalt, zal er geen breking of
refractie optreden.
- Snelheid veranderd wel
