Natuurkunde hoofdstuk 4
↳ eigenschappen van stoffen en materialen
➣ paragraaf 4.1 optische eigenschappen
optische eigenschappen = hebben te maken met het gedrag van licht
als licht op een voorwerp valt kunnen er 3 dingen gebeuren:
• het licht wordt weerkaatst
• het licht wordt geabsorbeerd
• het licht wordt doorgelaten en gebroken
Bij weerkaatsing kijk je naar de hoek tussen de lichtstraal en de normaal
(de normaal in een punt is de streeplijn loodrecht op het oppervlak)
hoek van inval i = de hoek tussen de invallende lichtstraal en de normaal (α)
hoek van terugkaatsing t = is de hoek tussen de weerkaatste lichtstraal en de normaal (β)
bij elke weerkaatsing van licht geldt: i = t
hoek van breking r = de hoek die de gebroken lichtstraal maakt met de normaal
breking naar de normaal = een breking waar r kleiner is dan i
de brekingswet geeft het verband weer tussen de hoek van inval en die van breking:
𝑠𝑖𝑛 𝑖𝐴
nA→B = 𝑠𝑖𝑛 𝑟𝐵
waarbij:
• nA→B = de brekingsindex voor de overgang van stof A (lucht) naar stof B (glas)
• iA = de hoek van inval in stof A (lucht) in graden
• rB = de hoek van breking in stof B (glas) in graden
Bij een grotere brekingsindex en een zelfde hoek van inval hoort een kleinere hoek van breking: de
lichtstraal wordt sterker gebogen
Als je lichtstraal van stof B (glas) naar stof A (lucht) loopt, dan breekt de lichtstraal van de normaal af:
1
nB→A = 𝑛𝐴→𝐵
Binas 18: brekingsindices van lucht naar stof
voorbeeld: nperspex = 1,49
1 1
de brekingsindex van perspex (B) naar lucht (A): nB→A = 𝑛𝐴→𝐵
= 1,49
= 0,671
de hoek van een breking kan maximaal 90º worden, de hoek van inval daarbij heet grenshoek g
als de hoek van inval groter is dan de grenshoek dan treedt totale terugkaatsing op
voor het verband tussen de grenshoek en de brekingsindex geldt de formule:
1
sin g = 𝑛
waarbij:
• g = de grenshoek in graden
• n = de brekingsindex van een stof
voorbeeld: als bij de overgang van perspex naar lucht de hoek van inval gelijk is een de grenshoek g,
dan is de hoek van breking gelijk aan 90º, er geldt:
𝑠𝑖𝑛 𝑔 𝑠𝑖𝑛 𝑔 1
nperspex→lucht = 𝑠𝑖𝑛(90º)
= 1
= 𝑛𝑙𝑢𝑐ℎ𝑡→𝑝𝑒𝑟𝑠𝑝𝑒𝑥
1
de grenshoek van perspex bereken je dus met: sin g = 1,49
, hieruit volgt g = 42,2º
➣ paragraaf 4.2 temperatuur, warmte en uitzetten
thermische eigenschappen: hebben te maken met warmte
moleculen zijn voortdurend in beweging en hebben daardoor kinetische energie
ook oefenen moleculen aantrekkende krachten op elkaar uit: potentiële energie (hoe groter de afstand
tussen de moleculen hoe groter de potentiële energie)
inwendige energie (van een stof) = de som van de kinetische en potentiële energie
de gemiddelde kinetische energie van de moleculen van een stof is een maat voor de temperatuur van
een stof: stijgt het dan stijgt de temperatuur, en andersom
warmte (Q) = de hoeveelheid energie die wordt verplaatst in J (joule)
↳ eigenschappen van stoffen en materialen
➣ paragraaf 4.1 optische eigenschappen
optische eigenschappen = hebben te maken met het gedrag van licht
als licht op een voorwerp valt kunnen er 3 dingen gebeuren:
• het licht wordt weerkaatst
• het licht wordt geabsorbeerd
• het licht wordt doorgelaten en gebroken
Bij weerkaatsing kijk je naar de hoek tussen de lichtstraal en de normaal
(de normaal in een punt is de streeplijn loodrecht op het oppervlak)
hoek van inval i = de hoek tussen de invallende lichtstraal en de normaal (α)
hoek van terugkaatsing t = is de hoek tussen de weerkaatste lichtstraal en de normaal (β)
bij elke weerkaatsing van licht geldt: i = t
hoek van breking r = de hoek die de gebroken lichtstraal maakt met de normaal
breking naar de normaal = een breking waar r kleiner is dan i
de brekingswet geeft het verband weer tussen de hoek van inval en die van breking:
𝑠𝑖𝑛 𝑖𝐴
nA→B = 𝑠𝑖𝑛 𝑟𝐵
waarbij:
• nA→B = de brekingsindex voor de overgang van stof A (lucht) naar stof B (glas)
• iA = de hoek van inval in stof A (lucht) in graden
• rB = de hoek van breking in stof B (glas) in graden
Bij een grotere brekingsindex en een zelfde hoek van inval hoort een kleinere hoek van breking: de
lichtstraal wordt sterker gebogen
Als je lichtstraal van stof B (glas) naar stof A (lucht) loopt, dan breekt de lichtstraal van de normaal af:
1
nB→A = 𝑛𝐴→𝐵
Binas 18: brekingsindices van lucht naar stof
voorbeeld: nperspex = 1,49
1 1
de brekingsindex van perspex (B) naar lucht (A): nB→A = 𝑛𝐴→𝐵
= 1,49
= 0,671
de hoek van een breking kan maximaal 90º worden, de hoek van inval daarbij heet grenshoek g
als de hoek van inval groter is dan de grenshoek dan treedt totale terugkaatsing op
voor het verband tussen de grenshoek en de brekingsindex geldt de formule:
1
sin g = 𝑛
waarbij:
• g = de grenshoek in graden
• n = de brekingsindex van een stof
voorbeeld: als bij de overgang van perspex naar lucht de hoek van inval gelijk is een de grenshoek g,
dan is de hoek van breking gelijk aan 90º, er geldt:
𝑠𝑖𝑛 𝑔 𝑠𝑖𝑛 𝑔 1
nperspex→lucht = 𝑠𝑖𝑛(90º)
= 1
= 𝑛𝑙𝑢𝑐ℎ𝑡→𝑝𝑒𝑟𝑠𝑝𝑒𝑥
1
de grenshoek van perspex bereken je dus met: sin g = 1,49
, hieruit volgt g = 42,2º
➣ paragraaf 4.2 temperatuur, warmte en uitzetten
thermische eigenschappen: hebben te maken met warmte
moleculen zijn voortdurend in beweging en hebben daardoor kinetische energie
ook oefenen moleculen aantrekkende krachten op elkaar uit: potentiële energie (hoe groter de afstand
tussen de moleculen hoe groter de potentiële energie)
inwendige energie (van een stof) = de som van de kinetische en potentiële energie
de gemiddelde kinetische energie van de moleculen van een stof is een maat voor de temperatuur van
een stof: stijgt het dan stijgt de temperatuur, en andersom
warmte (Q) = de hoeveelheid energie die wordt verplaatst in J (joule)
