Optica

• Spiegels• Breking• Lenzen• Biofysica het oog

– oudziend– verziend– bijziend

Algemeen• Licht gaat met snelheid van 299.792.458 (m/s)

door vacuüm• Licht plant zich rechtlijnig voort (schaduw)• Op een voorwerp:

– Terugkaatsen (diffuus / spiegelend)– Absorberen (kleuren)– Doorlaten (breking, lenzen)

Spiegels (1)

• Normaal = lijn loodrecht op spiegel

• Hoek van inval = hoek tussen invallende lichtstraal en normaal

• Hoek van terugkaatsing = hoek tussen teruggekaatste straal en normaal

Spiegels (2)

• Voorwerpspunt = snijpunt invallende lichtstralen

• Beeldpunt = snijpunt teruggekaatste (gebroken) lichtstralen

• Bij spiegel: v = b

Breking (1)

Bij niet-loodrechte inval op een grensvlak tussen 2 stoffen treedt breking op

Daarbij geldt van A naar B:

BeidlichtsnelhAeidlichtsnelhn

ri

sinsin

Breking (2)

Bij overgang van B naar A geldt:

Bv. nwater = 1,33 (lucht naar water) dan

nwater naar lucht = 1/1,33 = 0,752

BAAB n

n

1

Breking (3)

Bij breking van langzaam naar snel medium (bv. Glas naar lucht) kan totale terugkaatsing optreden:

Grenshoek = hoek van inval waarbij hoek van breking 900 is.

ng 1sin

Breking (4)

Berekening:• 1) Loodrechte inval dus

geen breking

• 2) i = 90o – 40o = 50o en sin g = 1/1,50 = 0,67g = 41,8o dus i>g totale terugkaatsing

Breking (5)

3) Eerst i uitrekenen:i = 180-40-40-90 =10o

sin 10 / sin r = 0,67Dus r = 15o

Lenzen (1)

Holle (-) en bolle (+) lenzen

Brandpunt F = snijpunt gebroken lichtstralen als invallende bundel evenwijdig is.

Lenzen (2)Constructiestralen:• Straal door O gaat rechtdoor• Straal door F gaat evenwijdig aan hoofdas• Straal evenwijdig aan hoofdas gaat door F

Lenzen (3)

• Voorwerpsafstand v• Beeldafstand b• Brandpuntsafstand f• Beeldgrootte BB’• Voorwerpsgrootte VV’

Lenzen (4)

Lenzenformule:

Vergroting:

Lenssterkte:S in (dpt) als f in (m)

fbv111

vb

VVBBN

''

fS 1

Lenzen (5)

• Virtuele beelden:Als v < f dan is het beeld virtueel en dan is b < 0

• Negatieve lenzen:Als de lens negatief is moet je f < 0 invullen.

Lenzen (6)

• Bij-as-constructie:• Teken bij-as door O evenwijdig aan

lichtstraal• Vind het bij-brandpunt F*• Lichtstraal gaat door F*

Biofysica (1)

Het oog heeft accommodatievermogen:

Mogelijkheid om de lenssterkte aan te passen door samentrekken kringspieren rond de ooglens.

Biofysica (2)

• Nabijheidspunt N:voorwerpspunt dat met maximale accommodatie scherp op het netvlies kan worden afgebeeld (normaal: ca 15 cm).

• Vertepunt V:Voorwerpspunt dat in ongeaccommodeerde toestand scherp op het netvlies kan worden afgebeeld (normaal )

Biofysica (3)

Oudziend:• Maximale accommodatie neemt af• N komt verder weg dan normaal• Leesbril (+) nodig voor dichtbij kijken• V blijft oneindig.

Biofysica (4)

• Berekening sterkte:• No = virtueel beeld• Nb = voorwerp• Lenzenformule

toepassen

Biofysica (5)

Bijziend:• Ooglens ongeaccommodeerd te sterk of

oogbol te groot• V komt dichterbij dan normaal• Negatieve bril nodig voor veraf kijken• N ligt ook te dichtbij (geen nadeel)

Biofysica (6)

Bijziend:fbril = -Vo

Vb in oneindige(Nb komt ook verder weg)

Biofysica (7)

Verziend:• Ooglens ongeaccommodeerd te zwak of

oogbol te kort• V komt verderaf dan normaal• Positieve bril nodig voor veraf kijken• N ligt ook te veraf (extra nadeel).

Biofysica (8)

Verziend:fbril = Vo

Vb in oneindige(Nb komt ook dichterbij)

Biofysica (9) Loep

• Doel: on-geaccommodeerd kijken naar dichtbij gelegen voorwerp

• Middel: Zet VV’ in brandpunt loep: