Samenvatting Toelatingsexamen Arts-Tandarts , Fysica

Ingangsexamen 2020 fysica


Samenvatting: Hoofdstuk 1: Optica
1. Elektromagnetische straling

Elektromagnetische golven
Elke verandering van het magnetisch veld leidt tot verstoring van het elektrisch veld en omgekeerd.
=> golven van elektrische en magnetische velden die zich verplaatsen in de ruimte
= elektromagnetische golven

Lichtsnelheid cvacuum = 3,00 . 108 m/s : verandert naargelang aard van de middenstof


 Type golf: bepaalt door golflengte λ




Elektromagnetisch spectrum

Elke golflengte = gekoppeld aan een
frequentie:

c
λ=
f
=> Hoe groter f, hoe korter λ en hoe
meer E

Fotonen
Fotonen = kwanta van elektromagnetische golfenergie die wisselwerken met materie.

Wet van Planck: E = h.f  f = frequentie van de golf in hertz (Hz of 1/s)
 E = energie van een foton in Joule (J) of elektronvolts (eV)
 h = constante van Planck = 6,63.10−34 J . s = 4,14.10−15 eV.s

Geometrische optica
Golffront = oppervlak dat punten met dezelfde fase verbindt en zo de verplaatsing van de E.M. golf
in de tijd weergeeft.
 afstand tussen opeenvolgende golfronten = λ
 puntvormige lichtbronnen => sferische golffronten
 op grote afstand => vlakke lichtbronnen

Lichtstraal = baan van 1 E.M. golf of foton
 ⊥ op golffront
 algemeen: rechtlijnige verplaatsing in doorzichtige middenstof

E.M. golven  in vacuüm => snelheid c
 in andere media => sneheid v < c

c
Brekingsindex n=  nlucht = 1 en nwater = 1,33
v
 golflengte afhankelijk



1

,Ingangsexamen 2020 fysica


 overgang van media => frequentie = cte, maar golflengte veranderd
λ 1 n2
=> =
λ 2 n1
Interactie van licht met materie
 Absorptie: E.M. golf stopt en zijn energie wordt opgenomen door de materie.
 Reflectie: E.M. golf kaatst af op het oppervlak; in 1 bepaalde richting of in een brede band
 Transmissie: E.M. golf gaat door de materie heen.
 Fluorescentie: lichtenergie geabsorbeerd bij bepaalde frequentie en weer uitgezonden bij andere

bepaalde frequentie (fluorochromen)
 Fosforescentie: de lichtenergie wordt voor langere tijd opgeslagen en dan weer uitgezonden.

Wij kunnen voorwerpen zien wanneer: - een lichtbron licht uitzendt.
- licht diffuus reflecteert op het oppervlak van een voorwerp.
- het gereflecteerde licht ons oog bereikt.

2. Voortplanting van het licht

Schaduwvorming
 Licht kan niet door ondoorschijnende voorwerpen
 Licht verplaats zich rechtlijnig

Bij puntvormige lichtbron: Bij een niet-puntvormige lichtbron:




Reflectie
Regelmatige reflectie  voorwerpen weerkaatsen het licht slecht in één bepaalde richting.
Diffuse reflectie  voorwerpen met een ruw oppervlak weerkaatsen het licht in alle richtingen.




Terugkaatsingwetten

1) De invallende straal, de teruggekaatste straal en de normaal
liggen in één vlak, loodrecht op het spiegelend oppervlak.
2) De invalshoek is gelijk aan de terugkaatsingshoek.
3) De stralengang is omkeerbaar.

Invalshoek θ = Terugkaatsingshoek θ
i t




Spiegelbeeld

2

,Ingangsexamen 2020 fysica


 Bij vlakke spiegels:
*Het beeldpunt B = snijpunt van verlengden van de weerkaatste stralen
*Symmetriewet: voorwerpspunt en beeldpunt liggen symmetrisch t.o.v. de
spiegel.
*Gezichtsveld: alles tussen de lichtstralen die op de twee uiterste punten
van de spiegel terugkaatsen in het oog van de waarnemer

 Bij holle spiegels:
- M: het krommingsmiddelpunt: het middelpunt van de bol waarvan de spiegel deel uitmaakt.
- h: de hoofdas: de symmetrieas van de spiegel
- O: het spiegelmiddelpunt: het snijpunt van de hoofdas met de spiegel
- r: de kromtestraal, de aafstand van O tot M => r = OM
- F: brandpunt
- v: voorwerpsafstand

*Brandpunt: als je de lichtbundel evenwijdig laat invallen met de hoofdas in een holle spiegel, zie je
dat alle lichtstralen door het brandpunt gaan.

*Kernmerkende stralen:
1) Lichtstraal// hoofdas => teruggekaatst door brandpunt
2) Lichtstraal die door brandpunt invalt => //hoofdstraal
teruggekaatst
3) Lichtstraal door krommingsmiddelpunt => teruggekaatst door
krommingsmiddelpunt



*v>r: *r>v>F: *r>F>v:




Bij bolle spiegels: het beeld is virtueel, rechtopstaand en verkleint

Breking of refractie
 Bij overgang van een stof naar een andere stof wordt het licht gebroken. Licht dat loodrecht
invalt op het scheidingsoppervlak tussen media, loopt echter ononderbroken voort.

Wet van Snellius

sin i α
n12 = of n1 sin i α =n2 sin r β
sin r β




Brekingswetten


3

, Ingangsexamen 2020 fysica


1) De invallende straal, de gebroken straal en de normaal liggen altijd in eenzelfde vlak, loodrecht op

het scheidingsoppervlak.
2) Optisch ijl  optisch dicht: n1<n2, breking naar de normaal toe.
Optisch dicht  optisch ijl:n1>n2 breking van de normaal weg.
sin i α 1
3) De stralengang is omkeerbaar: n1 2 = =
sin r β n 21

Totale reflectie
 treedt op wanneer de invalshoek groter is dan de
kritische hoek of grenshoek θc

Grenshoek
= invalshoek waarbij reflectiehoek gelijk is aan 90°

n2
n1 sin θ c=n2 => θ c=Bgsin
n1


3. Lenzen

Lenzen = gekromde, vaak sferische, transparante materialen die gebruikt worden om beelden te
vormen.

Voorwaarde om beeld te vormen  Lichtstralen van voorwerpen op oneindig moeten na doorgang
door de lens samenkomen in brandpunt F.

Soorten lenzen: - positieve/convexe/bolle lenzen => convergerend
- negatieve/concave/holle lenzen => divergerend

Beeldvorming door dunne bolle lenzen
1) straal door optisch centrum => rechtdoor
2) straal//as => breekt door brandpunt
3) straal door brandpunt => breekt // met as




v>2f  beeld = reëel, omgekeerd, verkleind
2f>v>f  beeld = reëel, omgekeerd, vergroot
v<f  beeld = virtueel, rechtopstaand, vergroot

1 1 1 b
Lenzenformule: = + Vergrotingsfactor: M =
f v b v




4