Dossier OPTICA - · PDF fileGericht naar jongeren uit het secundair onderwijs Dossier OPTICA...

Gericht naar jongeren uit het

secundair onderwijs

Dossier OPTICA

Handleiding voor leerkrachten

©Scientastic, maart 2009, TEL :32.2.732.13.36, FAX : 32.2.736.53.35, e-mail: [email protected], site: www.scientastic.be. 2

Inh

ou

dso

pga

ve

Inhoudsopgave Inhoudsopgave............................................................................................................................. 2

Introductie ................................................................................................................................... 4

Voorbereiding van het bezoek ...................................................................................................... 5

1. Leerstof ........................................................................................................................................ 5

1.1. Voortplanting van licht ............................................................................................................ 5

1.2. Misconcept 1: .......................................................................................................................... 5

1.3. Bouw van het oog: ................................................................................................................... 6

1.4. Kleuren zien ............................................................................................................................. 7

1.5. Verschil optische en visuele illusie ........................................................................................... 8

Het bezoek aan Scientastic ........................................................................................................... 9

1. Proeven tijdens het bezoek: ........................................................................................................ 9

Proef 1: Ik ‘vlieg’ .................................................................................................................................. 9

Proef 7: De tafel van de tovenaar ........................................................................................................ 9

Proef 35: Jij en ik .................................................................................................................................. 9

Proef 37a: Schaduwen in kleur ............................................................................................................ 9

Proef 37b: Het monster ....................................................................................................................... 9

Proef 39: De televisie ........................................................................................................................... 9

Proef 44b: De lichttafel ........................................................................................................................ 9

Proef 49a: De cartoon ......................................................................................................................... 9

Proef 76: Alle kleuren .......................................................................................................................... 9

Proef 78: De schatkist .......................................................................................................................... 9

Proef 80: Regenboog ........................................................................................................................... 9

Proef 87: Verwijderde hoeken ............................................................................................................. 9

Proef 92: Het rad van Newton ............................................................................................................. 9

Proef 98: Vreemde farao ..................................................................................................................... 9

1. Vragenlijst voor de leerlingen met antwoorden ......................................................................... 9

1.1. Doel van de vragenlijst ............................................................................................................ 9

1.2. Vragenlijst.............................................................................................................................. 10

1. DENK-opdrachten ...................................................................................................................... 10

2. ZOEK-opdrachten ...................................................................................................................... 11

3. Omschrijving van een experiment ............................................................................................ 12

Verwerking van het bezoek ........................................................................................................ 13

1. Licht ........................................................................................................................................... 13

1.1. Voortplanting van licht .......................................................................................................... 13

1.2. Lichtbronnen en donkere lichamen ....................................................................................... 13

1.3. Misconcept 2 ......................................................................................................................... 13

1.4. Licht, een vorm van energie .................................................................................................. 14

1.5. Exciteren van elektronen (Enkel voor 3de graad) ................................................................... 14

1.6. Zichtbaar en onzichtbaar licht ............................................................................................... 15


Inh

ou

dso

pga

ve

1.7. Lichtstralen ............................................................................................................................ 16

1.8. Misconcept 3 ......................................................................................................................... 16

1.9. Snelheid van het licht ............................................................................................................. 16

1.10. Schaduw ............................................................................................................................ 17

2. Weerkaatsing ............................................................................................................................. 17

2.1. Licht invallen op een voorwerp .............................................................................................. 17

2.2. Weerkaatsingsverschijnselen ................................................................................................ 18

2.3. Weerkaatsingswetten ........................................................................................................... 19

2.4. Aard van het beeld ................................................................................................................ 19

2.5. Beeldvorming ......................................................................................................................... 20

2.6. Totale weerkaatsing .............................................................................................................. 21

2.7. Oefeningen ............................................................................................................................ 22

3. Speciale spiegels ........................................................................................................................ 23

3.1. Holle en bolle spiegels ........................................................................................................... 23

4. Lenzen van Fresnel .................................................................................................................... 23

5. Lichtbreking ............................................................................................................................... 23

5.1. Lichtbreking ........................................................................................................................... 23

5.2. Oefeningen ............................................................................................................................ 24

5.3. De regenboog ........................................................................................................................ 26

6. Kleuren ...................................................................................................................................... 27

6.1. Kleurenblindheid of Daltonisme ............................................................................................ 27

6.2. Additieve kleuren ................................................................................................................... 27

6.3. Substractieve kleurmenging .................................................................................................. 28

6.4. Absorberen van kleuren: filter ............................................................................................... 28

6.5. Terugkaatsing van kleuren .................................................................................................... 29

7. Optische instrumenten: het oog ............................................................................................... 29

7.1. Werking van het oog: ............................................................................................................ 29

8. Illusies ........................................................................................................................................ 31

8.1. Gezichtsbedrog ...................................................................................................................... 31

8.2. Müller-Lyer ............................................................................................................................ 31

8.3. Dieptezicht ............................................................................................................................. 32

8.4. Figuur-achtergrondscheiding ................................................................................................ 33


Intr

od

uct

ie

Introductie

Welkom in het museum Scientastic!

De bundel die u nu in handen heeft bestaat uit drie delen. Een deel bestemd voordat u naar

Scientastic komt, een deel voor tijdens het bezoek en een laatste deel als mogelijke verwerking

van het bezoek. U bent natuurlijk vrij om te kiezen welke informatie u uit de bundel wilt

behandelen.

Scientastic heeft als doel voor ogen om de leerlingen zoveel mogelijk de verschijnselen bij

optica te laten waarnemen. Dit doel is verwerkt in een bundel met demonstratieproeven bij

ieder deel informatie. De demonstratieproeven zijn uitgeschreven zodat u snel terugvindt wat u

hoeft te doen. De materialen die gebruikt worden in de proeven zijn eenvoudige voorwerpen

die u thuis kunt terugvinden of basisvoorwerpen die aanwezig zouden zijn in een fysicalokaal.

Indien u niet over het nodige materiaal beschikt kunt u beroep doen op de internetsites die bij

sommige proeven vermeld staan. Bij sommige demonstratieproeven staan ook vermeld waar u

bepaalde voorwerpen kunt aankopen, indien u dit nodig acht.

Leerlingen hebben dikwijls misopvattingen over verschijnselen in de natuurkunde. Via enkele

misconcepties in de bundel kunt u opsporen welke misopvattingen er nog heersen rond optica.

Geef leerlingen de kans om onderling te overleggen en bespreek daarna de antwoorden

klassikaal. Belangrijk is dat je zelf de oplossing niet geeft maar haalt uit het besluit van de

leerlingen.

We wensen u een fijn bezoek toe!


Vo

orb

erei

din

g va

n h

et b

ezo

ek

Voorbereiding van het bezoek

1. Leerstof

1.1. Voortplanting van licht

Demonstratieproef

Benodigdheden:

2 stukken karton met een kleine opening in.

Een brandend theelichtje.

Werkwijze:

Laat een theelichtje branden.

Vraag aan de leerlingen hoe ze de twee kartonnen met opening kunnen plaatsen om de

vlam te zien als ze doorheen de openingen van de twee kartonnen kijken.

Je kan de vlam zien als de 2 kartonnen op een rechte lijn staan.

Variant:

Gebruik van een soepele buis. Leerlingen zullen merken dat ze de vlam enkel kunnen zien

als de boog gestrekt is.

Besluit:

Licht plant zich rechtlijnig voort (in een homogene middenstof).

1.2. Misconcept 1:

Een auto staat op een rechte baan tijdens de nacht. De chauffeur heeft de lichten van de auto

aangestoken. Wat verder weg van de auto staat een voetganger op de baan, deze voetganger ziet

dat de lichten aanstaan van de auto.

DOORDENKER: De afbeelding is ingedeeld in vijf stukken. In welk(e) gedeelte(n) is er licht aanwezig?

D. C. B. A. E.


Vo

orb

erei

din

g va

n h

et b

ezo

ek

Antwoord:

Er zijn meerdere antwoorden mogelijk. Het licht komt niet voor na de auto in deel E. Er is geen licht

achter de wandelaar zelf, maar wel omheen de wandelaar.

Als leerlingen antwoorden dat de wandelaar op zo een grote afstand het licht bijna niet meer kan

zien dan mag dit ook goed gerekend worden.

1.3. Bouw van het oog:

Bron afbeeldingen: Evens, L. e.a. (2006) Bio voor jou 3 wetenschappelijke richtingen, VAN IN, p9,10

Meer informatie met animatie op http://www.bioplek.org/animaties/oog/oogonderbouw.html

De binnenste laag in het oog is het netvlies. In deze laag vind je de zintuigcellen terug die gevoelig

zijn voor het licht (= lichtreceptoren).

Het netvlies is opgedeeld in vier lagen:

- Een pigmentlaag: deze laag is gelegen tegen het vaatvlies en bevat donkere pigmenten.

Dankzij deze pigmenten worden de lichtstralen geabsorbeerd en wordt weerkaatsing van de

lichtstralen tegengegaan.

- Een laag met lichtreceptoren: bestaande uit kegeltjes en staafjes.

WEETJE: het netvlies bevat ongeveer 120 miljoen staafjes en 60 miljoen kegeltjes.

- Een laag bipolaire zenuwcellen: verbinden de laag met lichtreceptoren met een nieuwe laag

zenuwcellen.

- Een laag ganglioncellen: de uitlopers van de zenuwcellen in deze laag komen samen en de

oogzenuw vormen.

http://www.bioplek.org/animaties/oog/oogonderbouw.html


Vo

orb

erei

din

g va

n h

et b

ezo

ek

1.4. Kleuren zien

Demonstratieproef ligging staafjes en kegeltjes

Benodigdheden:

- Meerdere willekeurige voorwerpen met 1 bepaalde kleur

Werkwijze:

Laat een leerling met de beide ogen open voor zich uit staren. De leerkracht neemt een

voorwerp en stapt van achter de leerling naar voren toe in een boog om de leerling. De

proef lukt enkel als de leerling recht voor zich blijft uit kijken en niet naar het voorwerp

kijkt in de handen van de leerkracht. Het is de bedoeling dat de leerling probeert te

achterhalen wat het voorwerp is en welke kleur het voorwerp heeft.

Op een bepaald moment zal de leerling (meestal) het voorwerp waarnemen maar zonder

kleur, nog wat later ziet de leerling het voorwerp in kleur. De leerling herkent het

voorwerp pas binnen een bepaald bereik. De gele vlek en de lichtreceptoren van het oog

spelen hier een rol. ©Scientastic

Besluit kegeltjes en staafjes:

Het netvlies bevat lichtreceptoren namelijk de kegeltjes en de staafjes.

Met de staafjes kan je geen kleuren zien. Ze hebben een lage

prikkeldrempel waardoor je in het duister enkele grijze tinten te

zien krijgt. De staafjes liggen voornamelijk aan de zijkanten van het

netvlies.

Met de kegeltjes kan je kleuren zien, maar ze hebben een hoge

prikkeldrempel. In totaal zijn er 3 soorten kegeltjes afhankelijk van

de soort pigmenten in de schijfjes van de kegeltjes. Dankzij de

samenwerking van de 3 soorten kegeltjes zijn wij in staat om

verschillende kleuren te zien. De kegeltjes zijn voornamelijk gelegen

in het midden van het netvlies.

Bron afbeelding: Evens, L. e.a. (2006) Bio voor jou 3 wetenschappelijke richtingen, VAN IN, p14

Besluit gele vlek:

De gele vlek is een plaats op het netvlies waar alleen kegeltjes gelegen zijn. Via de gele vlek nemen

we het centrale gedeelte waar van het gezichtsveld. We kunnen hiermee de kleinste details

waarnemen van een voorwerp.


Vo

orb

erei

din

g va

n h

et b

ezo

ek

1.5. Verschil optische en visuele illusie

Besluit:

Optische illusies zijn een oorzaak door licht. Visuele illusies kennen hun oorzaak in ons visueel

systeem. Het visueel systeem is de samenwerking van de ogen, de zenuwen en de hersenen.

Een voorbeeld:

Optische illusie

Visuele illusie

Is het potlood gebroken?

Ziet u een jonge of een oude vrouw?

http://fysica.belsites.com/lichtbreking/breking_potlood2.jpg http://www2.werkstuknetwerk.nl/knaw/cognitie/VisueleIllusie.gif

De optische illusie is als gevolg door de lichtinval. Het lijkt alsof het potlood gebroken is maar het

potlood is nog steeds recht.

De visuele illusie vormt voor onze hersenen een probleem om te interpreteren omdat het ofwel

de jonge vrouw ziet ofwel de oudere vrouw.

http://fysica.belsites.com/lichtbreking/breking_potlood2.jpg

http://www2.werkstuknetwerk.nl/knaw/cognitie/VisueleIllusie.gif

http://www2.werkstuknetwerk.nl/knaw/cognitie/VisueleIllusie.gif


Het

bez

oek

aan

Sci

enta

stic

Het bezoek aan Scientastic

1. Proeven tijdens het bezoek: De onderstaande tekst geven de belangrijkste proeven weer rond het thema optica, proeven die de

leerlingen zeker eens van naderbij moeten bekijken.

Proef 1: Ik ‘vlieg’

- Spiegeling

- Beeldvorming

- Symmetrisch

- Rol van de hersenen

Proef 7: De tafel van de tovenaar

- Weerkaatsing

Proef 35: Jij en ik

- Weerkaatsing

- Doorlaten van licht

Proef 37a: Schaduwen in kleur

- Additieve en substractieve

kleurmenging

Proef 37b: Het monster

- Schaduwvorming

- Rechtlijnige voortplanting van licht

Proef 39: De televisie

- 3 primaire kleuren

Proef 44b: De lichttafel

- Kleurenspectrum

- Absorberen van kleuren

Proef 49a: De cartoon

- Beeldvorming

- Waarneming

Proef 76: Alle kleuren

- Kleurmenging via kleurintensiteit

Proef 78: De schatkist


- Weerkaatsing van licht

- Totale weerkaatsing van licht

- Breking van licht

Proef 80: Regenboog


- Breking van licht

- kleurenspectrum

Proef 87: Verwijderde hoeken

- Visuele illusie

- Rol van hersenen

- Rol van invallend licht

- Rol van de vorm van het voorwerp

Proef 92: Het rad van Newton

- Kleurenspectrum

- Kleurmenging

- Snelheid prikkeling lichtreceptoren

Proef 98: Vreemde farao

- Visuele illusie

- Rol van hersenen

- Rol van invallend licht

- Rol van de vorm van het voorwerp

1. Vragenlijst voor de leerlingen met antwoorden

1.1. Doel van de vragenlijst

De bedoeling is om de leerlingen alleen of in groepjes (= aangeraden) te laten zoeken naar de

antwoorden van de vragen.

De vragen zijn zo gesteld dat de leerlingen niet letterlijk het antwoord kunnen terugvinden in het

museum. Ze kunnen het antwoord vinden door de kennis die ze opdoen in het museum samen te

brengen. Daarnaast moedigen we met de vragenlijst de leerlingen aan om samen te redeneren en

van elkaar te leren.

De vragenlijst is ingedeeld in denkopdrachten (over 1 experiment), zoekopdrachten (over meerdere

experimenten) en omschrijving van 1 experiment. U kunt zelf kiezen welke soort opdracht u

meegeeft aan de leerlingen.


Het

bez

oek

aan

Sci

enta

stic

1.2. Vragenlijst

De antwoorden staan in het cursief. Sommige vragen zijn hoger in moeilijkheidsgraad, bij deze

opgaven staat er ‘[uitdaging]’ vermeld.

1. DENK-opdrachten

Proef (1) Ik vlieg: Je kan spelen met je spiegelbeeld door een helft van je lichaam tegen de

spiegelrand te drukken. Waarom vinden wij het niet vreemd om een samenstelling te zien van

onze linkerhelft en het spiegelbeeld van onze linkerhelft?

Doordat ons lichaam bijna symmetrisch is vinden onze hersenen het niet vreemd om twee

linkerbeelden samengesteld te zien.

Proef (2) De afgrond: In deze proef wordt er gebruik gemaakt van spiegels. Wat gebeurt er

precies bij de spiegels dat zorgt voor het gevoel van diepte als je naar beneden kijkt en het

gevoel van hoogte als je naar boven kijkt?

Aan zowel de bovenkant als de onderkant van het kasteel zijn er spiegels geplaatst. Deze spiegels

weerkaatsen keer op keer de voorwerpen in het kasteel waardoor je een gevoel krijgt van hoogte en

diepte.

Proef (37a) Schaduwen in kleur: Druk op de rode knop om te lampen te laten schijnen. Welke

lamp(en) moet je afdekken om volgende kleuren te krijgen?

Groen: de lampen blauw en rood

Geel: de lamp blauw

Zwart: de lampen blauw, rood en groen

Wit: geen enkele lamp

Proef (37b) Het monster: Hoe komt het dat de hond op het scherm groter weergegeven wordt

dan het meisje?

De afstand tussen de hond en het scherm is groter dan de afstand tussen het meisje en het scherm.

Schaduwen worden groter als de afstand groter wordt.

[UITDAGING] Proef (35) Jij en ik: In verhoorkamers wordt er ook gebruikt gemaakt van deze

soort spiegels maar wat is er verschillend met het licht in de verhoorkamers?

Bij de verhoorkamer is er aan de kant waar de agenten meeluisteren geen licht en aan de kant waar

de ondervraging doorgaat wel licht.

[UITDAGING] Proef (44b) de lichttafel: Ga even na welke kleur je krijgt als je een rode en een

blauwe filter op elkaar plaatst op de lichttafel.

Hoe komt het dat je deze kleur krijgt?

Je krijgt de kleur zwart, een blauwe filter laat enkel blauw licht door en houdt andere kleuren tegen

waaronder rood. Een rode filter laat enkel rood licht door en geen blauw licht. Er kan met andere

woorden geen (rood) licht doorheen de filter en de afwezigheid van licht geeft de kleur zwart.


Het

bez

oek

aan

Sci

enta

stic

Proef (78) De schatkist: Hoe kan je zien dat er bij een diamant een totale weerkaatsing is?

Een diamant weerkaatst invallend licht totaal terug waardoor je de felle schittering ziet van een

diamant.

[UITDAGING] Proef (80) De regenboog: Controleer de boog met kleuren, welke kleur wordt het

meest afgebogen? Hint: Kijk naar de hoek tussen de witte lichtstraal en de gekleurde

lichtstraal.

De blauwe kleur ligt binnenin, deze kleur wordt het meest afgebogen of gebroken.

[UITDAGING] Proef (92 ) Het rad van Newton: Laat het rad draaien. Wuif met je hand en de

vingers open heen en weer. Wat gebeurt er en hoe komt dit?

Je krijgt terug alle kleuren apart te zien want doordat je heen en weer wuift volgen de beelden elkaar

minder snel op van het bewegend rad.

Proef (98) Vreemde farao: Hoe kan je thuis deze proef namaken?

Je kan deze proef namaken door een masker met de holle kant naar jou toe te keren.

2. ZOEK-opdrachten Zoek in het museum naar 4 leuke toepassingen van weerkaatsing van spiegels.

- Proef (2) de afgrond

- Proef (4) de stereoscopen

- Proef (7) de tafel van de tovenaar

- Proef (28) de reusachtige caleidoscoop

- Proef (33) verdwijn

- Proef (35) jij en ik

- Proef (36) half jij – half ik

- Proef (41) gezichtsbedrog

- Proef (42) het labyrint

- Proef (47) het spiegelpaleis

- Proef (50c) de zeshoek

- Proef (78) de schat

- …

Zoek in het museum naar de volgende proeven. Onderzoek hoeveel maal je weerspiegeld

wordt.

Proef (7) de tafel van de tovenaar: 4 weerkaatsingen

Proef (28b) de caleidoscoop: meerdere malen afhankelijk van de hoever je de twee spiegels van

elkaar plaatst.

Proef (78) de schatkist: 2 weerkaatsingen

[UITDAGING] Zoek in het museum naar manieren om uit wit licht 1 of meerdere kleuren te

verkrijgen.

- Proef (37) de schaduwen in kleur: voor het witte licht gaan staan dat gevormd wordt door de

rode, blauwe en groene lampen.

- Proef (44b) de lichttafel: absorberen van kleuren uit wit licht

- Proef (77) de veelkleurige schijf

- Proef (80) de regenboog: breking van licht

- Proef (90) het gepolariseerd licht: bepaalde kleuren worden tegengehouden door de filters uit

het witte licht


Het

bez

oek

aan

Sci

enta

stic

[UITDAGING] Zoek of de volgende proeven voorbeelden zijn van een optische of visuele illusie.

Kijk uit, sommige proeven zijn beiden.

Proef(28) de reusachtige caleidoscoop: optische illusie

Proef (87) verwijderde hoeken: optische illusie (gesneden) en visuele illusie (zien van kubus)

Proef (60) de grijzen: visuele illusie Proef (63) de kleine grote: visuele illusie

Proef (80) de regenboog: optische illusie

Zoek in het museum op welke manieren je met licht een witte indruk krijgt?

- Samenbrengen van rood, blauw en groene lichten

- Door verschillende kleuren heel snel te laten draaien

[UITDAGING] Zoek naar voorbeelden in het museum waarbij je hersenen door de snelheid van

de beweging van voorwerpen iets anders ziet.

Bijvoorbeeld, als je in een pretpark in een snel bewegende rollercoaster zit dan lijken de

voorwerpen om je heen voorbij te gaan als een wazige streep.

- Proef (19) de manneken pis

- Proef (92) Het rad van newton

- Proef (49a) de cartoon

Ga op zoek naar wat de drie basiskleuren zijn van licht. Waar worden de drie basiskleuren in

het museum allemaal gebruikt?

- Proef (39) De televisie

- Proef (44b) De lichttafel

- Proef (37a) schaduwen in kleur

- Proef (76) alle kleuren

Licht is een vorm van energie, zoek in het museum voorwerpen en proeven waarbij je dit

waarneemt.

- Proef (93a) het leven van de zon

- Proef (93b) fosforescerend licht

- Proef (96) de schaduwen die voortduren

3. Omschrijving van een experiment Kies een proef en analyseer het, door de volgende stappen zorgvuldig te volgen:

1. Omschrijf het gebruikte materiaal of maak een schets van de proef.

2. Omschrijf wat je met deze proef hebt moeten doen.

3. Wat is er dan gebeurd?

4. Weet je waarom dit zo is gebeurd?

5. Kun je nog andere proeven in het Scientastic Museum bedenken, die hetzelfde principe

gebruiken?


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Verwerking van het bezoek

1. Licht

1.1. Voortplanting van licht

Besluit:

Licht plant zich rechtlijnig voort (in een homogene middenstof).

1.2. Lichtbronnen en donkere lichamen

Demonstratieproef: lichtbron vs. donker lichaam

Doel: Achterhalen hoe wij in staat zijn om voorwerpen te zien.

Benodigdheden:

- Een lokaal dat je volledig kan verduisteren

- Een willekeurig voorwerp, uitgezonderd zwart (vb. het bord)

- Een lamp/zaklamp

Werkwijze:

Verduister het lokaal, de leerlingen mogen het voorwerp niet zien. Knipper de zaklamp aan

en schijn op het voorwerp. Je kan uit de leerlingen halen dat het licht uit de zaklamp komt

(= lichtbron). Leerlingen hebben moeilijkheden met het volgende: het voorwerp waar je

op schijnt weerkaatst het licht van de lichtbron in onze ogen waardoor we het voorwerp

kunnen zien (= donker lichaam).

Besluit:

We kunnen voorwerpen zien omdat ze zelf licht uitstralen (= lichtbron) of omdat ze licht

weerkaatsen (= donker lichaam). Dit licht zal uiteindelijk in onze ogen vallen.

1.3. Misconcept 2

Op een tafel liggen er twee kaarten. Een zwarte kaart en een witte kaart. Je schakelt het licht uit

zodat het lokaal volledig verduisterd is.

DOORDENKER:

- Als je het zwarte voorwerp en het witte voorwerp in je handen neemt, kan je de witte kaart

onderscheiden van de zwarte kaart?

- Welke van de onderstaande voorwerpen zijn donkere voorwerpen?

Een ster

De maan

Een brandend blad papier

Een reflector

Antwoorden:

- Je kan in het duister de twee kaartjes niet uit elkaar halen afhankelijk van de kleur. Het zijn

beide donkere voorwerpen die licht nodig hebben om gezien te worden.

- De maan en de reflector zijn voorbeelden van donkere lichamen.


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

1.4. Licht, een vorm van energie

In Scientastic kan je uw eigen schaduw ‘vangen’! Om de proef (96) de schaduwen die blijven te

begrijpen kan je de demonstratieproef gebruiken om de leerlingen op weg te zetten.

Demonstratieproef: radiometer van Crookes

Doel: De radiometer van Crookes is een manier om aan te tonen dat licht een vorm is van

energie.

Benodigdheden:

- Radiometer van Crookes (www.leermiddelen.be; 9,75 €)

- Lamp

Werkwijze:

Laat licht schijnen op de radiometer van Crookes. Het molentje zal beginnen draaien.

Verklaring:

Licht bestaat uit energiepakketjes of fotonen. Deze fotonen verplaatsen zich aan de hand

van straling. De fotonen zorgen voor het opwarmen van de gasdeeltjes aan de zwarte kant

van de vleugeltjes waardoor er daar een hogere gasdruk wordt gerealiseerd. Het molentje

start met draaien.

Filmfragment van een radiometer van Crookes: http://www.youtube.com/watch?v=cey-JBeHrww

Besluit:

Licht is een vorm van energie.

Licht vertoont altijd een dualiteit. Je kan verschijnselen verklaren via de aanwezigheid van deeltjes

terwijl je andere verschijnselen kan verklaren aan de hand van licht als straling.

Bij de proef in Scientastic wordt het licht tijdelijk ‘gevangen’ gehouden op het doek met

fosforescerende deeltjes. Jijzelf houdt het licht tegen waardoor op het doek achter je geen licht

komt. Dit gedeelte kan geen licht opvangen. Na de lichtflits zie je een duidelijk contrast met jouw

schaduw en het opgelichte gebied op het doek. Je hebt je schaduw ‘gevangen’.

1.5. Exciteren van elektronen (Enkel voor 3de graad)

6. Materie is opgebouwd uit deeltjes of atomen. In een atoom vind je een positief geladen kern

terug met protonen en neutronen met daaromheen een mantel met negatief geladen

elektronen. Ieder elektron beweegt omheen de kern in een baan overeenkomend met een

bepaald energieniveau.

Als een elektron overgebracht wordt naar een hoger energieniveau dan is daar arbeid voor

nodig. De nodige arbeid kan geleverd worden door een bepaalde vorm van straling, door

botsende deeltjes en warmte.

http://www.leermiddelen.be/

http://www.youtube.com/watch?v=cey-JBeHrww


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

7. Op deze manier krijgt het elektron een bepaalde hoeveelheid potentiële energie. De nieuwe

toestand is echter niet stabiel, het elektron is geëxciteerd.

8. Het elektron houdt deze instabiele positie niet vol en keert terug naar het oorspronkelijk

energieniveau. De energie die vrijkomt bij het terugvallen naar het oorspronkelijk niveau wordt

uitgestraald als een magnetische golf, bijvoorbeeld licht.

Animatie excitatie van een elektron: http://ontwikkel.thinkquest.nl/~lla129/licht_gif.htm

Besluit:

Het licht is opgebouwd uit kleine energiepakketten met de naam fotonen. Licht bereikt ons onder de

vorm van straling met allemaal aparte en kleine energiepakketjes.

De hoeveelheid energie bepaalt de frequentie en dus de golflente van het licht.

Bij een fosforescerende stof blijven de elektronen langer in de aangeslagen toestand, hierdoor wordt

het licht iets langer ‘opgevangen’.

1.6. Zichtbaar en onzichtbaar licht

Je kan in het museum een proef terugvinden met ‘blacklights’, nl. proef (57) dag en nacht. Een

blacklight-lamp produceert voornamelijk ultraviolet licht. Als dit UV-licht invalt op bepaalde

materialen dan kan het licht deels teruggezonden worden als zichtbaar licht waardoor we het wel

kunnen zien. Een identiteitskaart en bankbiljetten die je belicht met blacklight zal oplichten.

Besluit:

Licht maakt deel uit van het elektromagnetische spectrum, waarbij zichtbaar licht ligt tussen 380 en

740 nanometer. Ultraviolet licht behoort tot onzichtbaar licht en ligt tussen 1 tot 400 nanometer.

Elektromagnetisch spectrum

http://ontwikkel.thinkquest.nl/~lla129/licht_gif.htm


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

1.7. Lichtstralen

Om licht grafisch voor te visualiseren, gebruikt men dikwijl het concept “lichtstraal”. Volgens dit

concept gaat een lichtbron lichtstralen uitzenden, die voorgesteld worden in de vorm van rechte

pijltjes. Men zou zich kunnen inbeelden dat deze eigenlijk samengesteld zijn uit energiedeeltjes. Met

andere woorden zou men een lichtstraal kunnen vergelijken met een snelle opeenvolging van

rechtdoor gaande energieballetjes.

Dit model zal helpen bij de studie van het gedrag van het licht.

1.8. Misconcept 3

Links op de figuur schijnt een lamp. Rechts zie je een kamer met een muur (2) en drie ramen (A,B,C).

DOORDENKER:

- Vanuit welke ramen kan je de lamp zien?

- Welk deel van de muur 2 is verlicht door de lamp als het buiten en in de kamer donker is?

1.9. Snelheid van het licht

Demonstratieproef lichtsnelheid:

Benodigdheden:

- Zaklamp

- Lokaal dat je volledig kan verduisteren

Werkwijze:

Knipper de zaklamp aan en uit. Leerlingen merken op deze manier dat zij direct het licht te

zien krijgen. Licht heeft een grote snelheid.


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Besluit:

De voortplantingssnelheid van het licht in vacuüm (luchtledig) of in lucht bedraagt het afgeronde

getal 300 000 km/s. Deze snelheid varieert afhankelijk van het medium waarheen het licht zich in

voortplant. De lichtsnelheid in een medium, bijvoorbeeld water of glas, is lager dan in lucht.

WEETJE:

Een lichtjaar is een lengtemaat dat gebruikt wordt in de astronomie. Het geeft de afstand weer dat

licht aflegt in 1 jaar tijd.

Men maakt gebruik van lichtjaren om de grote afstanden tussen planten, sterren, … te bepalen.

Het licht van de maan doet er 1,3 seconden over om de aarde te bereiken.

1.10. Schaduw

Met de volgende demonstratieproef kan je de proef (37b) Het monster die je terugvindt in het

museum Scientastic nabootsen en uitleggen aan de leerlingen.

Demonstratieproef: schaduw

Benodigdheden:

- (zak)lamp of kaars

- Vrije muur

- 2 uitgeknipte figuren: een hond en een meisje

Werkwijze:

Laat de lamp schijnen op één van de uitgeknipte figuren met een afstand ertussen van 1

meter. Zorg ervoor dat de schaduw valt op de muur. Vraag aan de leerlingen de naam van

het verschijnsel op de muur en hoe schaduw ontstaat.

Laat de leerlingen zoeken naar de opstelling uit de proef van Scientastic waarbij je de

indruk krijgt op de muur dat een monster het meisje wilt opeten.

Besluit:

Schaduw is een onmiddellijk gevolg van de rechtlijnige voortplanting van het licht.

Voor het ontstaan van een schaduw heb je een lichtbron en een voorwerp nodig. Je krijgt schaduw

als het licht van een lichtbron geheel of gedeeltelijk wordt tegengehouden door een voorwerp.

2. Weerkaatsing

2.1. Licht invallen op een voorwerp

Demonstratieproef

Benodigdheden:

- Zaklamp

- Lokaal dat verduisterd kan worden

- Blad wit en zwart papier

- Spiegel

Werkwijze:

Plaats tegen de rechtopstaande spiegel loodrecht het witte blad. Schijn met de zaklamp op

de spiegel. Zorg ervoor dat het weerkaatste licht van de zaklamp komt op het witte blad.


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Vervang het witte blad door een zwart blad en voor de proef opnieuw uit.

Op het witte blad verkrijg je een felle weerkaatsing van licht en licht wordt deels

doorgelaten. Op het zwarte blad krijg je amper weerkaatsing en er wordt geen licht

doorgelaten.

Besluit:

Licht dat op een voorwerp invalt kan:

A. geabsorbeerd worden: Het licht dat invalt op een voorwerp zal hierbij gedeeltelijk omgezet

worden in een andere vorm van energie. Wanneer het voorwerp al het licht absorbeert dan is

het voorwerp zwart.

B. weerkaatst worden: ieder voorwerp weerkaatst van licht een bepaalde golflente, die golflengte

is eigen aan de materie. De overige golflengtes worden geabsorbeerd.

C. doorgelaten worden: De hoeveelheid licht dat doorgelaten wordt hangt af van de dikte van het

medium. Er ontstaat een verandering van voortplantingsrichting (= breking) van licht als het licht

door een bepaalde middenstof heengaat.

Afhankelijk van de hoeveelheid licht dat doorgelaten wordt maakt men een onderscheidt tussen:

- doorzichtig: het licht wordt doorgelaten

- doorschijnend: het licht wordt deels doorgelaten. Je ziet door een doorschijnend lichaam

enkel een schijnsel zonder details.

- ondoorschijnend: het licht wordt niet meer doorgelaten

De verschijnselen absorptie, weerkaatsing en doorlaten van licht treden bijna altijd samen op.

2.2. Weerkaatsingsverschijnselen

De spiegelanimatie in het museum Scientastic is een must om te zien. De onderstaande

demonstratieproef helpt je om de weerkaatsing voor te stellen van het licht.

Demonstratieproef: weerkaatsing

Benodigdheden:

- Spiegel

- (Zak)lamp

- Verduisterd lokaal

Werkwijze:

Plaats de spiegel plat op de tafel. Schijn met de lamp op de spiegel zodanig dat de

weerkaatsing terug te vinden is op het plafond van het verduisterd klaslokaal.


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Schema:

Het onderstaand schema kan je samen met de leerlingen opbouwen aan het bord, zo

verklaar je de proef en tegelijkertijd het principe van de weerkaatsing.

Besluit:

Als de lichtstralen na contact met een oppervlak terug dezelfde richting hebben dan spreken we van

weerkaatsing of reflectie.

2.3. Weerkaatsingswetten

Demonstratieproef: weerkaatsingswetten

Benodigdheden:

- Laser/lamp met een duidelijke, fijne lichtstraal

- Spiegel

- Rond blad verdeeld in de verschillende graden

Werkwijze:

Maak de opstelling na als in het voorbeeld.

1. Laat een lichtstraal invallen, toon aan de leerlingen dat de weerkaatste straal in

hetzelfde vlak licht als de invallende straal en de normaal.

2. Laat de leerlingen de grootte van de hoek tussen de invallende straal en de normaal

aflezen en daarna de grootte van de hoek tussen de weerkaatste straal en de normaal.

3. Laat de invallende straal invallen op de plaats van de weerkaatste straal en lees de

invalshoek en de weerkaatsingshoek af. De stralengang is omkeerbaar.

Besluit:

Wet 1: De invallende, weerkaatste straal en de normaal liggen in 1 vlak, namelijk het vlak loodrecht

op de spiegel.

Wet 2: De invalshoek is gelijk aan de weerkaatsingshoek.

Wet 3: De stralengang is omkeerbaar.

2.4. Aard van het beeld

In misdaadseries wordt er gebruik gemaakt van aangepaste ramen in de verhoorkamers. In

Scientastic vind je deze ‘ramen’ terug maar ze zijn aan beide kanten verlicht. Hierdoor kan je twee

gezichten vervormen tot 1 gezicht. De verklaring kan je achterhalen door de onderstaande

demonstratieproef.


Ver

wer

kin

g va

n h

et b

ezo

ek

Demonstratieproef: aard van het beeld

Benodigdheden:

- Plexiplaat

- 2 kaarsen

- Een lokaal dat je deels kan verduisteren

Werkwijze:

Zorg ervoor dat de leerlingen de opstelling niet kunnen zien. Neem de plexiplaat en plaats

een kaars met vlam voor de plexiplaat. Doordat de plexiplaat deels licht doorlaat en deels

licht weerkaatst zie je op de plexiplaat een beeld van de kaars met vlam. Plaats nu achter

de plexiplaat in het beeld een kaars zonder vlam.

Zorg ervoor dat de opstelling zo staat dat de leerlingen op 1 lijn de brandende kaars, de

plexiplaat en de niet-brandende kaars zien. Toon nu de opstelling aan de leerlingen, ze zijn

verwonderd om achteraf te zien dat de ene kaars niet brand.

Als je een wit blad houdt op de plaats waar de kaars stond zonder vlam dan zie je geen

beeld. Je kan het beeld niet opvangen op papier, het beeld is virtueel.

Link met de camera obscura:

Daar kan je het beeld wel opvangen, het beeld is reëel.

Besluit:

Het beeld gevormd door een vlakke spiegel is virtueel.

2.5. Beeldvorming

Goocheltrucs maken soms gebruik van spiegels en weerkaatsing. In Scientastic kan je een

goocheltruc terugvinden nl. proef (7) de tafel van de tovenaar. Handig is dat je daarbij weet wat de

eigenschappen zijn van een gevormd beeld.

Demonstratieproef: eigenschappen van het beeld

Benodigdheden:

- Plexiplaat

- Gekleurde blokken


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Werkwijze:

Aan de hand van deze materialen kan je de eigenschappen van het beeld van een

voorwerp bij een spiegel achterhalen. De plexiplaat heeft een spiegelende werking en is

doorschijnend.

Grootte van het beeld: Plaats enkele gekleurde blokken voor de plexiplaat. In de plaat kan

je het beeld van de blokken zien. Blijf door de plexiplaat aan deze kant kijken en plaats

dezelfde gekleurde blokken achter de plexiplaat ter hoogte van het beeld. De blokken aan

de ene kant zijn even groot aan de andere kant.

Ligging van het beeld: De afstand tussen het voorwerp en de spiegel is even groot als de

afstand tussen het beeld en de spiegel.

Aard van het beeld: Zie vorige proef, je kan het beeld niet opvangen met een blad papier

(= virtueel beeld).

Stand van het beeld: Zorg ervoor voorwerp en beeld symmetrisch verschillend zijn van

elkaar. De leerlingen kunnen zelf uithalen dat het beeld rechtopstaand is + dat links en

rechts verwisseld zijn.

Besluit:

Grootte: Het beeld is even groot als het voorwerp.

Ligging: De afstand tussen het beeld en de spiegel is gelijk aan de afstand tussen het voorwerp en de

spiegel.

Aard: Het beeld is virtueel.

Stand: het beeld is symmetrisch ten opzichte van de spiegel, links en rechts zijn gewissel, het beeld is

rechtopstaand.

De onderstaande figuur geeft weer hoe de weerkaatsing van het licht gebeurt in de proef van

Scientastic.

2.6. Totale weerkaatsing

In Scientastic kan je proberen om een schatkist in water te verlichten aan de hand van een lichtstraal.

In deze proef wordt een lichtstraal van de lichtbron weerkaatst op een spiegel. Je kan de spiegel zo

stellen dat de lichtstraal het wateroppervlak raakt onder een hoek van (meer dan 51°) waardoor de

lichtstraal volledig weerkaatst wordt tegen het spiegelend wateroppervlak.

Dit verschijnsel van totale weerkaatsing wordt gebruikt in optische vezels. Het licht kan hier niet

ontsnappen, omdat ze elke keer weerkaatst wordt op de wanden. Om dit te zien, kan

je kijken naar de proef (78b) het Cameleonoog.

Applet totale weerkaatsing: http://www.haycap.nl/app-c/zaklamp/zaklamp.htm

http://www.haycap.nl/app-c/zaklamp/zaklamp.htm


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

2.7. Oefeningen

1. Welke van de volgende tekeningen geeft de weerkaatsing correct weer?

a)

b) c) d)

2. Een lichtstraal valt onder 30° in op een spiegel. We veranderen de richting van de straal door ze

15° te draaien volgens de aangegeven pijl en dit zonder het invalspunt te wijzigen.

De grootte van de weerkaatsingshoek, α, bedraagt dan:

a) α = 15°

b) α = 20°

c) α = 30°

3. In een kamer schijnt een laserstraal,L, op een vlakke spiegel, S. Oorspronkelijk viel de lichtstraal

in punt 1 op de spiegel. Indien we de laserstraal nu laten invallen in punt 2 dan zal de

weerkaatsingshoek.

L

2. 1.

S

a) groter worden

b) kleiner worden

c) hetzelfde blijven


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

3. Speciale spiegels

3.1. Holle en bolle spiegels

De proef (47) de vervormende spiegel zorgt steeds voor heel wat hilariteit. Wat gebeurt er nu precies

met jouw beeld in een holle (concaaf) en bolle (convex) spiegel?

Demonstratieproef: lepel

Benodigdheden:

- Lepel

Werkwijze:

Laat een leerling naar zijn spiegelbeeld kijken in de holle en bolle kant van de spiegel.

Vraag telkens naar de verschillende waarnemingen.

Applet werking sferische spiegels: http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=48 of

http://www.explorelearning.com/index.cfm?method=cResource.dspView&ResourceID=592

Besluit:

Bolle(convexe) spiegels het gezichtsveld vergroten.

Holle (concave) spiegels verkleinen het gezichtsveld, maar het wordt gebruikt om alles groter te zien.

WEETJE:

Bolle spiegels komt je in het dagelijkse leven meer tegen dan holle spiegels. Een make-up spiegel,

bolle spiegels in de uitkijkspiegels van een auto, het gebruik van bolle spiegels aan de kassa van

winkelketens, …

4. Lenzen van Fresnel Scientastic heeft een proef (14) de reus met de lenzen van Fresnel. Alsof je door een vergrootglas

kijkt.

Besluit:

Eén van de zijden van de lens is gegroefd. Zo’n soort lens is een ‘lens van Fresnel’, naar de naam van

de uitvinder. De lens heeft aan het oppervlak de ronding van een gewone lens, maar aan de

binnnenzijde is het glas (of het plastic) verwijderd.

WEETJE:

August Fresnel heeft in 1800 lenzen voor de Franse zeevaart uitgevonden. Doordat de

vervorming zich aan het oppervlak afspeelt, kon hij de lenzen licht maken in de plaats

van zware, volle lenzen van glas. De lenzen worden ook gebruikt in vuurtorens,

raamspionnen en overheadprojectors.

5. Lichtbreking

5.1. Lichtbreking

Je kan breking van het licht bestuderen in proef (80) de regenboog in het museum Scientastic. In de

onderstaande demonstratieproef kan je breking herhalen in de klas.

Demonstratieproef: lichtbreking

Benodigdheden:

- Laser

- Drinkrietje/potlood/liniaal

http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=48



Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

- (Doorzichtig) vat met water

- Lokaal dat je kan verduisteren

Werkwijze:

Laat een lichtstraal invallen in een vat met water. De lichtstraal wordt gebroken in het

water. Laat je de lichtstraal aan de zijkanten van het vat vallen dan merk je twee brekingen

op. De overgang van lucht naar het water toe, de overgang van het water naar de lucht

toe.

Variant: Breng een drinkrietje in het vat met water.

Besluit:

Als een lichtstraal van het een medium overgaat naar een ander medium dan verandert de lichtstraal

van richting.

Schema:

Bij de eerste figuur gaat het licht van lucht naar water/glas, van optisch ijl naar optisch dicht.

Bij de tweede figuur gaat het licht van water/glas naar lucht, van optisch dicht naar optisch ijl.

Applet lichtbreking: http://www.haycap.nl/app-c/lichtbreking/lichtbreking.htm Applet lichtbreking volgens Huygens: http://www.walter-fendt.de/ph14nl/huygenspr_nl.htm

5.2. Oefeningen

1. Welke hoek is juist benoemd?

2

1

3

4

a) 1 is de invalshoek

b) 2 is de invalshoek

c) 3 is de brekingshoek

d) 4 is de uitvalshoek

http://www.haycap.nl/app-c/lichtbreking/lichtbreking.htm

http://www.walter-fendt.de/ph14nl/huygenspr_nl.htm


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

2. Welke uitspraak is juist?

lucht

andere middenstof

De opstelling geldt

a) als de andere middenstof een kleinere optische dichtheid heeft dan lucht

b) als de andere middenstof een grotere optische dichtheid heeft dan lucht

c) bij geen van bovenstaande opties

d) altijd

3. Welke tekening a, b, c, d hoort bij de bovenstaande opstelling?

lucht

andere middenstof

a)

b) c) d)


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

5.3. De regenboog

De proef (80) De regenboog geeft je de kans om de breking van licht in kleuren van naderbij te

bekijken. In de klas kan je zelf proberen een regenboog te creëren.

Demonstratieproef: namaken van een regenboog

Benodigdheden:

- Laag vat met water

- Een spiegel

- Een zonnige dag en een lokaal met een raam / felle lamp

- Wit papier / witte muur

Werkwijze:

Plaats de spiegel schuin in het vat met water. Zorg ervoor dat de zon of de lamp loodrecht

in het vlak licht met de spiegel. Verander de hoek en ga op zoek naar een regenboog die je

opvangt op het witte blad.

Besluit:

Een regenboog is een gekleurde cirkelboog. Een regenboog kan je zien bij het schijnen van de zon in

regen of nevel maar ook in de waterdruppels van een tuinslang en soms in de branding in de zee

door het opspatten van waterdruppels.

Het licht van de zon komt op de waterdruppels terecht waardoor het gebroken wordt tot een

spectrum van primaire kleuren die in elkaar overlopen.

Om een regenboog te kunnen zien moet jijzelf tussen de regenboog en de zon staan, met de zon in je

rug. Het zonlicht wordt in de waterdruppels weerkaatst, daarom moet je op 1 lijn met de zon staan

en het middelpunt van de regenboog.

Applet prisma: http://www.explorelearning.com/index.cfm?method=cResource.dspView&ResourceID=608

WEETJE :

Vanuit een vliegtuig of in de bergtoppen kan je een regenboog soms waarnemen als een volledige

cirkel. Daar heb je geen horizon die in de weg zit.



Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

6. Kleuren

6.1. Kleurenblindheid of Daltonisme

In Scientastic heb je een proef (72b) test je kleurenvisie waarbij je kan testen of je mogelijk

kleurenblind bent. Bij kleurenblindheid kan je bepaalde kleuren niet volledig waarnemen. Je kan een

‘kleurenzwakte’ hebben waarbij je bepaalde kleuren minder goed kan zien. Daarnaast kan het zijn

dat één van de drie kleurwaarnemingssystemen aangetast zijn in je oog.

WEETJE:

Rood-groenkleurenblindheid komt het meest voor, dit komt omdat de kegeltjes hun grootste

gevoeligheid hebben voor de rode, groene en het blauwe golflengtegebied. De gevoeligheid ligt zeer

dicht bij elkaar van de rode en groene kegeltjes.

6.2. Additieve kleuren

Aan de hand van de proef (37a) schaduwen in kleur wordt in het museum Scientastic de additieve en

substractieve kleuren verklaard. Het is een proef waarbij de leerlingen zelf op zoek kunnen gaan naar

verschillende kleuren.

Applet kleuren: http://vak-nat.feo.hvu.nl/simulaties/simulaties/optica/kleuren/TabbedcolorBox.html

Demonstratieproef: primaire en secundaire kleuren

Benodigdheden:

- 3 transparanten met een cirkel met de primaire kleuren (rood, groen en blauw)

- Projector

Werkwijze:

Door de transparanten deels over elkaar te plaatsen bekom je de secundaire kleuren

(cyaan, magenta en geel)

Plaats je de drie primaire kleuren over elkaar dan bekom je een witte kleur.

Variant: Je kan deze proef ook doen als u beschikt over 3 lampen en 3 gekleurde filters.

Besluit:

Bij additieve kleurmenging ga je telkens een kleur ‘optellen’. De kleurenbundel krijgt er op die manier

een kleur bij.

Rood, blauw en groen vormen de primaire kleuren. Deze drie kleuren samen

vormen de kleur wit.

- Rood en blauw vormt magenta

- Blauw en groen vormt cyaan

- Rood en groen vormt geel

http://vak-nat.feo.hvu.nl/simulaties/simulaties/optica/kleuren/TabbedcolorBox.html


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Magenta, cyaan en geel vormen de secundaire kleuren. Deze drie kleuren samen vormen de kleur

zwart.

Oefening op additieve kleurmenging

Laat de leerlingen achterhalen welke kleur er al verschijnen in het gebied waar de cijfers staan.

Opgave : Antwoord:

Bron: Durandeau J.-P. e.a. (2007) Physique Chimie. Hachette éducation

6.3. Substractieve kleurmenging

Cyaan, geel en magenta vormen de primaire kleuren. Deze drie kleuren samen

vormen de kleur zwart.

- Wit - groen vormt magenta

- Wit - rood vormt cyaan

- Wit - blauw vormt geel

Rood, blauw en groen vormen de secundaire kleuren. Deze drie kleuren samen vormen de kleur wit.

6.4. Absorberen van kleuren: filter

De proef (44b) uit Scientastic met de lichttafel zorgt steeds voor vraagtekens als een rode filter op

een blauwe filter het kleur zwart geeft en niet paars. De volgende proef kan je gebruiken om de

informatie te herhalen.


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Demonstratieproef gekleurde filters

Benodigdheden:

- (zak)lamp

- Gekleurde filter (gekleurd glas, gekleurd cellofaan, gekleurd papier)

- Vrije muur

Werkwijze:

Schijn met de lamp tegen de muur, doe daarna hetzelfde maar met de gekleurde filter

voor de lamp. Vraag aan de leerlingen hoe het komt dat die enkele kleur tevoorschijn

komt.

Besluit:

Een filter laat de kleur door die de filter zelf aanneemt, de andere kleuren worden geabsorbeerd. Een

rode filter zal uit wit licht alle kleuren absorberen, enkel de rode kleur wordt doorgelaten.

De kleur die doorgelaten wordt is afhankelijk van de filter zelf en van het invallend licht.

Een rode filter laat enkel de rode kleur door, een blauwe filter laat enkel

blauw licht door. Als je de twee tegenover elkaar plaatst krijg je de kleur

zwart.

6.5. Terugkaatsing van kleuren

Voorwerpen hebben elk een bepaalde kleur. De kleur die wij zien met het oog, is de kleur van het

licht dat het voorwerp weerkaatst in onze ogen.

Een blauw voorwerp waar wit licht op schijnt, weerkaatst het blauwe licht uit het witte licht en

absorbeert de overige kleuren. Hierdoor krijgen wij de blauwe kleur te zien van het voorwerp.

7. Optische instrumenten: het oog

7.1. Werking van het oog:

Demonstratieproef

Benodigdheden: Optische bank (www.leermiddelen.be)

- (Reuter)lamp

- Karton met pijl

- Bolle lens

- Scherm

Werkwijze:

Plaats de karton met een pijl (voorwerp) op een kleine afstand van de lamp. De lens plaats

je wat verder weg met achter de lens een scherm.

De precieze afmetingen kan je op bepalen bij het voorbereiden van de proef.

http://www.leermiddelen.be/


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

Als de voorwerpen op een juiste plaats staan zie je een beeld op het scherm. Dit beeld zou

kleiner moeten zijn dan het voorwerp en omgekeerd.

Opmerking: de optische bank kan je ook vervangen door middelen van thuis. Je kan een

sterke lamp gebruiken, de schermen kunnen bestaan uit karton, enkel de bolle lens is

moeilijk te vervangen.

Applet optische bank: http://home.wanadoo.nl/pjs100/applets/physlet-Cristian-krahmer/applets/optik1.html

Een eenvoudige proef om aan te tonen dat het beeld van een voorwerp omgekeerd komt te staan

kan je terugvinden in het museum, proef (40) de geheime boodschap, of je kan het thuis namaken.

Demonstratieproef: namaken bolle lens

Benodigdheden:

- Bokaal met water

- Een stuk tekst

Werkwijze:

Rol de gesloten bokaal met water over het stuk papier en kijk naar het resultaat.

Besluit:

Doorheen een bolle lens of de ooglens wordt van een voorwerp een omgekeerd en verkleind beeld

gevormd.

Bron afbeelding: Evens, L. e.a. (2006) Bio voor jou 3 wetenschappelijke richtingen, VAN IN

Lichtstralen komen langs alle kanten ons oog binnen, deze worden gebundeld met behulp van de

ooglens. Het is een regelbare lens waarvan de bollingsgraad kan aangepast worden. De functie van

deze lens is alle invallende lichtstralen samen te bundelen op de interne wand van het oog: het

netvlies. Het beeld wordt als gevolg van de bolle lens omgekeerd en verkleind weergegeven op het

http://home.wanadoo.nl/pjs100/applets/physlet-Cristian-krahmer/applets/optik1.html


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

netvlies. De ‘informatie’ die terecht komt op de lichtsensoren op de gele vlek komt wordt

doorgestuurd naar de hersenen via de oogzenuw. In de hersenen wordt de informatie verwerkt en

het beeld terug omgekeerd. Het resultaat zorgt ervoor dat wij het voorwerp duidelijk kunnen

waarnemen en dat het voorwerp niet langer ondersteboven staat.

8. Illusies Kijken doe je met de ogen maar zien doe je met de hersenen.

8.1. Gezichtsbedrog

Demonstratieproef: gezichtsbedrog

Benodigdheden:

- Afbeelding zoals het voorbeeld

Werkwijze:

Geef de leerlingen de tijd om zelf een verklaring te zoeken waarom zij een vijfhoek en een

driehoek zien zonder dat deze is getekend.

Besluit:

Als er op een tekening iets ontbreekt dan zullen de hersenen het beeld op het netvlies verbeteren.

Wat je dus denkt te zien is, beïnvloedt wat je effectief ziet.

Dit is gezichtsbedrog.

8.2. Müller-Lyer

Demonstratieproef: Müller-Lyer

Benodigdheden:

- Afbeelding zoals in het voorbeeld

Werkwijze:

Geef de leerlingen de tijd om de afbeelding te bestuderen en zelf te zoeken naar een

verklaring waarom wij denken dat bij de rechtse figuur de lijn langer is dan bij de linkse,

terwijl de beide lijnen even lang zijn.

Besluit:

De hoeken die naar binnen toe wijzen interpreteren onze hersenen als de binnenkant van een

voorwerp. De hoeken die naar buiten toe wijzen interpreteren wij als de buitenkant van een

voorwerp. Daarom veronderstellen de hersenen dat de lijn bij het voorwerp met pijlen naar de

buitenkant groter is.


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

8.3. Dieptezicht

Demonstratieproef: dieptezicht

Benodigdheden:

- Een afbeelding zoals in het voorbeeld.

- Een meetlat.

Werkwijze:

Laat de leerlingen een lat verticaal plaatsen op de zwarte lijn. Het hoofd tussen de beide

ogen moet rusten op de bovenkant van de lat. De afbeelding laat je bekijken met beiden

ogen open. De leerlingen zouden de vogel in de kooi moeten zien.

Besluit:

De ogen bij de mens zijn naar voren gericht wat als gevolg heeft dat de gezichtsvelden van de ogen

elkaar overlappen. Het linkeroog neemt een bepaald voorwerp waar uit een andere hoek dan het

rechteroog, onze hersenen verwerken deze twee beelden tot 1 beeld. Als een voorwerp dicht bij de

ogen staat dan zal het verschil tussen het linkerbeeld en het rechterbeeld groter zijn. Op deze manier

zijn we in staat tot dieptezicht en kunnen we afstanden inschatten.

Kijken met 2 ogen = binoculair, zorgt voor dieptezicht

Kijken met 1 oog = monoculair, zorgt niet voor dieptezicht


Ver

we

rkin

g va

n h

et b

ezo

ek

8.4. Figuur-achtergrondscheiding

Demonstratieproef

Benodigdheden:

- Afbeelding zoals in het voorbeeld

Werkwijze:

Geef de leerlingen de tijd om de afbeelding te bestuderen en zelf te zoeken naar een

verklaring voor het zien van zowel een vaas als twee gezichten in de vaas.

Besluit:

Dit verschijnsel heeft te maken met het principe van figuur-achtergrondscheiding. We

kunnen ofwel een vaas zien ofwel twee gezichten, maar beide figuren tegelijk zien is

bijna onmogelijk. Wanneer je één van de beide figuren ziet beschouwt onze waarneming

de rest van de afbeelding automatisch als achtergrond.

Dossier OPTICA - · PDF fileGericht naar jongeren uit het secundair onderwijs Dossier OPTICA...

Documents

Transcript of Dossier OPTICA - · PDF fileGericht naar jongeren uit het secundair onderwijs Dossier OPTICA...