Natuurkunde V6:

M.Prickaerts21-02-131LichtbronnenEr zijn diverse natuurlijke lichtbronnenSterren/zon en bliksemEr zijn ook door de mens gemaakte lichtbronnenKaars, kampvuur, gloeilamp, gasontladingsbuis, LED lampLaser en stroboscoop worden vooral bij natuurkunde gebruikt-steeds breder wordtEen lichtbundel die:-steeds smaller wordt-niet breder enniet smaller wordt-niet breder en niet smallerwordt en zeer dun isDivergerendelichtbundelConvergerendelichtbundelEvenwijdigelichtbundelLichtstraal(= evenwijdige lichtbundel)Lichtbundels3FF2de soortConstructiestralenOm beelden te tekenen (construeren) die bolle (positieve) lenzenkunnen vormen heeft men z.g. Constructiestralen nodig1ste soortFFMAAR OOKFF3de soortMAAR OOKMAAR OOK41 Omgekeerd vergroot reel (projector)Van de bovenkant van de A komen lichtstralenWe weten echter niet hoe deze gebroken worden1ste soort2de soort3de soortWaar komt het midden van de letter A ?Het beeld komt als volgt uit te zienOrigineel(voorwerp)beeldFFEchter weten we wel hoe de 3 constructiestralen gaanPositie scherm5

diaprojectorfilmprojectorbeameroverheadprojectororigineel(voorwerp)beeldorigineel(voorwerp)beeldorigineel(voorwerp)beeldorigineel(voorwerp)beeldLEenvoudige diaprojectorFFFcondensorlensDiahouderprojectielensVoorwerpafstandBeeldafstandscherm3D sketchUp projector (klik hier)7Echter weten we wel hoe de 3 constructiestralen gaan2 Omgekeerd verkleind reel (fototoestel , oog)FFVan de bovenkant van de boom komen lichtstralenWe weten echter niet hoe deze gebroken worden1ste soort2de soort3de soortWaar komt een ander punt van de boom ?Het beeld komt als volgt uit te zien

Origineel(voorwerp)beeldPositie licht-gevoellige laag8

beeldorigineel(voorwerp)Eenvoudige camera

FF

FF

10Teken de 3 constructiestralen gaan3 Omgekeerd even groot reelFF1ste soort2de soort3de soortHet beeld komt als volgt uit te zien

11Teken de 3 constructiestralen4 niet omgekeerd vergroot virtueel (vergrootglas)FF1ste soort2de soort3de soortDe stralen hebben geen reel snijpunt !!!!

Als je van rechts in de lens kijkt lijken alleStralen uit een virtueel snijpunt te komenHet virtuele beeld komt er als volgt uit te zien

12Geen beeldFF

1 ste soort2 de soortEvenwijdige lijnen dus geen beeld !!!!13Alle beeldvormingenop een rijtjeFFFFFFFFFFbeeldbeeldbeeldbeeld2F2F2F Constructie van een willekeurige straal1. Teken bijas: evenwijdig aan de straal en door O3. Straal gaat verder door bijbrandpunt F2. Teken brandvlak: loodrecht op hoofas en door hoofdbrandpunt F3. Teken bijbrandpunt FF FF+ Alle beeldvormingenop een rijtjeFFFFFFFFFFbeeldbeeldbeeldbeeld2F2F2FLichtstraalConstructie bij een positieve (bolle) lensHet construeren van het vervolg van een willekeurige lichtstraal++willekeurige lichtstraal++beeldpunt++Vervolg lichtstraalLichtbundelConstructie bij een positieve (bolle) lensHet construeren van de gehele lichtbundel uit een punt van het voorwerp++Lichtbundel uit top++Beeldpunt d.m.v.2 constructiestralen++Vervolg lichtbundelVergrotingV groter dan 2f ; verkleiningV is 2f ; even grootV kleiner dan 2f, maar groter dan f ; vergrootV kleiner dan f; vergroot maar virtueel, hoe dichter bij de lens des te kleiner het (vergrootte) virtueel beeld, het beeld is niet omgekeerd

-fv-negatieve lensFfvbrandpuntsafstandvoorwerpsafstandbrandpunt--1e constructiestraal--2e constructiestraal-b-b(virtueel) beeldbeeldafstand(negatief)--3e constructiestraal(controle)

Bouw van het oogBij 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:1,38vocht in oogkamer:1,34ooglens:1,41glasachtig lichaam:1,34 De brekende werking van het oog wordt dus voornamelijk bepaald door ....................42Afbeelding (BB) van een voorwerp (LL) op het netvlies van het oog.

Afbeelding van een voorwerp op netvlies43Om 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, brandpuntsverandering van ooglens

44Accommoderen, 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= ):45Bijziend: 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).Bijziendheid en Verziendheid

Opmerking: voorwerpen die op het rode gedeelte van de hoofdas geplaatst worden, kunnen (zonder bril) scherp gezien worden.46

Ongeaccommodeerd:Bepaling sterkte brillenglas bij bijziendheid (1)Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, zonder bril:Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, met bril:47

Ongeaccommodeerd:Bepaling sterkte brillenglas bij verziendheid (1)Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, zonder bril (oog ongeaccommodeerd):Lichtstralen van voorwerp op grote afstand, met bril:48Maximaal geaccommodeerd:Bepaling sterkte brillenglas bij verziendheid (2)

49Kenmerk: 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).Oudziend

50Vraag: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.Voorbeeld: OudziendOplossing:Eerst tekening maken!Dan pas rekenen.

30cm -75 cm (Nb) (N0)50cm = 0,50 m2,0 dptTekening 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) vr de lens.51Je 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 - gezichtshoek

52

Gezichtshoek zonder loep (oog maximaal geaccommodeerd): Werking loep - werking (1)Gezichtshoek met loep (oog ongeaccommodeerd): Angulaire vergroting:

53Vergroting met loep (oog geaccommodeerd): (oog denkt BB te zien)

Vergroting: Werking loep - werking (2)

54