Optica
Er moet licht op een voorwerp vallen voordat we het kunnen zien. Het licht dat erop valt,
wordt in alle richtingen verstrooid. Dat verstrooide licht komt in ons oog terecht we
kunnen het voorwerp zien.
Wit licht = mengeling van lichtstralen met verschillende kleuren. Als er wit licht door prisma
gestuurd wordt, dan bekomt met het spectrum aan kleuren zoals in een regenboog. Newton
liet deze dan weer door een 2e prisma stuurt alles valt terug samen en je hebt opnieuw
een straal van wit licht.
Rechtlijnige beweging van licht
Licht beweegt in een homogeen transparant midden volgens een rechte. Bv. zonnestralen
die van achter een wolk komen, een laserstraal … het licht zelf zien we niet we zien
stofdeeltjes die door lichtstralen verlicht worden.
Rechtlijnige beweging verklaart de vorming van schaduw. Het voorwerp blokkeert het licht
afkomstig ve lichtbron geheel of gedeeltelijk ontstaan schaduw.
Licht verplaatst zich aan een snelheid van 299 792,458 km/s = grootst mogelijke snelheid
waarmee voorwerp zich kan bewegen.
Wit licht
Newton heeft aangetoond dat wit licht bestaat uit alle
kleuren vd regenboog.
Het zichtbare licht is maar een klein deel vh
elektromagnetische spectrum ogen zijn ongevoelig
voor de meeste stralen.
Straling met frequentie lager ( golflengte langer)
dan rood licht = infrarood licht
Straling met frequentie hoger( golflengte korter)
dan violet = ultraviolet licht
Intensiteit
geeft aan hoeveel licht (energie) de bron per seconde per m2 uitstraalt eenheid: W/m2
In een kegelvormige lichtbundel hoe verder vd bron, hoe kleiner de intensiteit de
beschenen oppervlakte wordt steeds groter.
In evenwijdige lichtbundel de intensiteit blijft gelijk de beschenen opp. blijft gelijk.
Onze ogen zijn niet even gevoelig voor elke golflengte ze zijn gevoeliger voor geel-groen
dan voor blauw of rood. Een gele lichtbron met intensiteit I lijkt veel helderder dan een
blauwe lichtbron met diezelfde intensiteit I.
Lumen = eenheid die rekening houdt met de golflengte afhankelijkheid van onze ogen 2
lichtbronnen met hetzelfde # lumen lijken even helder voor onze ogen. De intensiteit vd ene
zal wel hoger/lager liggen dan de andere lichtbron.
Ogen zijn niet lineair, maar logaritmisch gevoelig voor de intensiteit helderheid waarmee
we de bron waarnemen is niet evenredig met de intensiteit, maar met de logaritme vd
intensiteit: helderheid = k . ln ( I / I 0) k = cte; I0 = zwakste lichtbron die we nog net kunnen
waarnemen. Als I = I0 dan is de helderheid = 0 ln(I/I0) = 0
, 2 bronnen, de ene aan intensiteit I1, de andere heeft een dubbele intensiteit I2 = 2.I1
we zien dat I2 helderder is dan I1, maar niet noodzakelijk dubbel ze intens. Als helderheid
toeneemt zal deze dus niet worden verdubbeld, maar er zal een waarde bij opgeteld worden
een constante waarde c h’ = h + c
( ) [ ]
I I
h ' =k . ln 2 I =k . ln( )+ ln (2) =k . ln( )+ k . ln (2)=h+c
I0 I0 I0
Interactie van licht en materie
Wat er gebeurt met licht eens het op een materie valt hangt af vd soort materie waarop het
valt we onderscheiden 4 verschillende soorten materie:
1) Transparante materie glas, water …
Invallende lichtstraal treedt binnen en gaat door materie, een deel vh licht wordt
door de materie geabsorbeerd. Er is een afwijkende lichtstraal die de materie verlaat,
gebeurt slechts op 1 plaats, onder 1 hoek
2) Translucide materie mat glas, doorschijnende plastiek …
Lichtstraal treedt binnen en verlaat de materie onder verschillende richtingen, een
deel dat binnentreedt wordt geabsorbeerd. De lichtstralen verlaten de materie op 1
plaats, maar onder verschillende hoeken.
3) Reflecterende materie spiegel, glanzend metaal …
Lichtstraal die invalt wordt weerkaatst, een deel dat binnentreedt wordt door de
materie geabsorbeerd. Het licht dat weerkaatst doet dat onder een bepaalde hoek.
4) Ondoorzichtige materie hout, beton, asfalt …
Lichtstraal die invalt wordt in alle richtingen verstrooit het voorwerp kan vanuit
verschillende standpunten zien. Een deel vh licht dat invalt treedt binnen en wordt
door materie geabsorbeerd.
Meestal is de materie een combo van bovenstaande water en glas zijn transparant, maar
toch zal een deel weerkaatst worden en een ander deel zal ook nog verstrooid worden. Hout
dat vernist is = ondoorschijnend voorwerp dat invallend licht verstrooid, maar vernis zorgt
voor weerkaatsing van een deel vh licht.
Vaak wordt licht ve bepaalde kleur meer verstrooid dan een andere kleur voorwerpen
lijken een bepaalde kleur te hebben. Bladeren hebben een groene kleur omdat vooral groen
licht wordt verstrooid, terwijl rood en blauw geabsorbeerd worden. Ook transparante
voorwerpen zijn niet altijd even transparant voor alle kleuren. Welke kleur en geabsorbeerd
wordt is afhankelijk vh soort materie. Door analyse vh licht dat verstrooid wordt kan men
bepalen welke materie het is.
Kleuren
Een voorwerp dat enkel groen licht verstrooid = een groen voorwerp, een voorwerp dat
alleen blauw licht verstrooid = een blauw voorwerp… Kleur ve voorwerp hangt af vh
voorwerp maar ook vd kleur vh invallend licht valt er wit licht op rood voorwerp dan
wordt enkel licht met rode kleur verstrooid en lijkt het voorwerp dus rood. Als er bv. groen
licht op dat voorwerp valt dan lijkt het voorwerp zwart te zijn voorwerp verstrooit enkel
rood licht, maar er valt alleen maar groen op in het voorwerp verstrooit dus geen licht =
het lijkt zwart. Een wit voorwerp dat beschenen wordt met blauw licht lijkt een blauwe kleur
te hebben zelden zo dat alle licht ve bepaalde kleur wel of niet verstrooid wordt deel
vh licht ve bepaalde kleur zal verstrooid worden, een deel geabsorbeerd.
1
, Men laat wit licht invallen en voor elke golflengte bepaalt men hoeveel % vh licht verstrooit
of weerkaatst wordt wordt weergegeven in een spectrum voorwerp verstrooit meer
groen licht dan blauw of rood het voorwerp lijkt groen.
Wat als er in het spectrum meer dan 1 piek te zien is? Bv. een piek bij blauw en rood oog
neemt het gemengde licht waar onder bepaalde kleur = additieve kleur van beide kleuren.
Voor blauw en rood is dat magenta/paars. Enkele additieve kleuren:
Rood + blauw = magenta; rood + groen = geel; blauw + groen = cyaan; rood + blauw + groen
= wit
Het kan ook dat bijna alle licht van bijna elke kleur verstrooid wordt, behalve 1 kleur dat
geabsorbeerd wordt door het voorwerp oog krijgt wit licht waarbij 1 kleur ontbreekt
kleur die men ziet = complementaire vd kleur die ontbreekt. De complementaire kleuren:
Blauw geel; rood cyaan; groen magenta
Als men licht ve bepaalde kleur mengt met licht met de complementaire kleur bekomt men
wit licht.
Subtractieve kleurmenging leert ons welke kleur we waarnemen als licht ve bepaalde kleur
ontbreekt wit – groen = magenta
De kleurendriehoek
Door licht vd primaire kleuren te mengen krijgt men een nieuwe kleur. Stel we mengen rood,
blauw en groen met intensiteit Irood, Iblauw, en Igroen dan bekomen we een bepaalde kleur. Als
we lichtbundels mengen die steeds de dubbele intensiteit hebben als de vorige 2Irood,
2Iblauw, en 2Igroen we komen zelfde kleur, maar met een hogere intensiteit, niet het dubbele
aan intensiteit, maar wel hoger.
Kleur ve samengestelde lichtbundel wordt bepaald door verhouding vd
samenstellende kleuren rood, groen en blauw. Lichtbundel ve bepaalde
kleur kan dus als volgt weergegeven worden: 35% rood + 19% groen + 46%
blauw een paarse kleur weergegeven als: (35%, 19%, 46%) of (0,35;
0,19; 0,46). De som vd samenstellende kleuren moet altijd 100% zijn als je
weet dat er 14% rood is en 64% groen 22% moet blauw zijn.
Het volstaat dus om de verhouding van 2 kleuren te weten om 1 kleur aan te
duiden. Deze verhouding kunnen we in een assenstelsel zetten kleuren
worden weergeven in een kleurendriehoek. De primaire kleuren werden
door CIE (Commision International d’éclairage) vastgelegd
kleurendriehoek die ontstaat = CIE-kleurendriehoek. De x-as bevat het
aandeel rood licht, de y-as het aandeel groen licht. 100% groen of rood
bestaat niet primaire kleuren zijn als het ware fictieve kleuren. Het werken met de
kleurendriehoek maakt het makkelijk om het resultaat vd kleurenmenging te
bepalen. De waargenomen kleur zal op de rechte tussen de 2 kleuren liggen.
Welke kleur de samengestelde lichtbundel zal hebben hangt af vd helderheid
vd samenstellende lichtbundels is kleur 1 feller dan 2 dan zal de
samenstellende kleur dichter bij 1 liggen, hebben ze dezelfde helderheid
samenstellende kleur licht in midden vd lijn. Als men de coördinaten vd 2
kleuren kent kan het coördinaat vd samenstellende kleur achterhaald worden
coördinaten optellen en delen door de som vd 3 kleuren.
De complementaire kleur ve bepaalde kleur ligt op de rechte die de
betreffende kleur met het wit-punt verbindt kent men de CIE-coördinaat
ve kleur, dan kan de complementaire kleur bepaald worden.
2
Er moet licht op een voorwerp vallen voordat we het kunnen zien. Het licht dat erop valt,
wordt in alle richtingen verstrooid. Dat verstrooide licht komt in ons oog terecht we
kunnen het voorwerp zien.
Wit licht = mengeling van lichtstralen met verschillende kleuren. Als er wit licht door prisma
gestuurd wordt, dan bekomt met het spectrum aan kleuren zoals in een regenboog. Newton
liet deze dan weer door een 2e prisma stuurt alles valt terug samen en je hebt opnieuw
een straal van wit licht.
Rechtlijnige beweging van licht
Licht beweegt in een homogeen transparant midden volgens een rechte. Bv. zonnestralen
die van achter een wolk komen, een laserstraal … het licht zelf zien we niet we zien
stofdeeltjes die door lichtstralen verlicht worden.
Rechtlijnige beweging verklaart de vorming van schaduw. Het voorwerp blokkeert het licht
afkomstig ve lichtbron geheel of gedeeltelijk ontstaan schaduw.
Licht verplaatst zich aan een snelheid van 299 792,458 km/s = grootst mogelijke snelheid
waarmee voorwerp zich kan bewegen.
Wit licht
Newton heeft aangetoond dat wit licht bestaat uit alle
kleuren vd regenboog.
Het zichtbare licht is maar een klein deel vh
elektromagnetische spectrum ogen zijn ongevoelig
voor de meeste stralen.
Straling met frequentie lager ( golflengte langer)
dan rood licht = infrarood licht
Straling met frequentie hoger( golflengte korter)
dan violet = ultraviolet licht
Intensiteit
geeft aan hoeveel licht (energie) de bron per seconde per m2 uitstraalt eenheid: W/m2
In een kegelvormige lichtbundel hoe verder vd bron, hoe kleiner de intensiteit de
beschenen oppervlakte wordt steeds groter.
In evenwijdige lichtbundel de intensiteit blijft gelijk de beschenen opp. blijft gelijk.
Onze ogen zijn niet even gevoelig voor elke golflengte ze zijn gevoeliger voor geel-groen
dan voor blauw of rood. Een gele lichtbron met intensiteit I lijkt veel helderder dan een
blauwe lichtbron met diezelfde intensiteit I.
Lumen = eenheid die rekening houdt met de golflengte afhankelijkheid van onze ogen 2
lichtbronnen met hetzelfde # lumen lijken even helder voor onze ogen. De intensiteit vd ene
zal wel hoger/lager liggen dan de andere lichtbron.
Ogen zijn niet lineair, maar logaritmisch gevoelig voor de intensiteit helderheid waarmee
we de bron waarnemen is niet evenredig met de intensiteit, maar met de logaritme vd
intensiteit: helderheid = k . ln ( I / I 0) k = cte; I0 = zwakste lichtbron die we nog net kunnen
waarnemen. Als I = I0 dan is de helderheid = 0 ln(I/I0) = 0
, 2 bronnen, de ene aan intensiteit I1, de andere heeft een dubbele intensiteit I2 = 2.I1
we zien dat I2 helderder is dan I1, maar niet noodzakelijk dubbel ze intens. Als helderheid
toeneemt zal deze dus niet worden verdubbeld, maar er zal een waarde bij opgeteld worden
een constante waarde c h’ = h + c
( ) [ ]
I I
h ' =k . ln 2 I =k . ln( )+ ln (2) =k . ln( )+ k . ln (2)=h+c
I0 I0 I0
Interactie van licht en materie
Wat er gebeurt met licht eens het op een materie valt hangt af vd soort materie waarop het
valt we onderscheiden 4 verschillende soorten materie:
1) Transparante materie glas, water …
Invallende lichtstraal treedt binnen en gaat door materie, een deel vh licht wordt
door de materie geabsorbeerd. Er is een afwijkende lichtstraal die de materie verlaat,
gebeurt slechts op 1 plaats, onder 1 hoek
2) Translucide materie mat glas, doorschijnende plastiek …
Lichtstraal treedt binnen en verlaat de materie onder verschillende richtingen, een
deel dat binnentreedt wordt geabsorbeerd. De lichtstralen verlaten de materie op 1
plaats, maar onder verschillende hoeken.
3) Reflecterende materie spiegel, glanzend metaal …
Lichtstraal die invalt wordt weerkaatst, een deel dat binnentreedt wordt door de
materie geabsorbeerd. Het licht dat weerkaatst doet dat onder een bepaalde hoek.
4) Ondoorzichtige materie hout, beton, asfalt …
Lichtstraal die invalt wordt in alle richtingen verstrooit het voorwerp kan vanuit
verschillende standpunten zien. Een deel vh licht dat invalt treedt binnen en wordt
door materie geabsorbeerd.
Meestal is de materie een combo van bovenstaande water en glas zijn transparant, maar
toch zal een deel weerkaatst worden en een ander deel zal ook nog verstrooid worden. Hout
dat vernist is = ondoorschijnend voorwerp dat invallend licht verstrooid, maar vernis zorgt
voor weerkaatsing van een deel vh licht.
Vaak wordt licht ve bepaalde kleur meer verstrooid dan een andere kleur voorwerpen
lijken een bepaalde kleur te hebben. Bladeren hebben een groene kleur omdat vooral groen
licht wordt verstrooid, terwijl rood en blauw geabsorbeerd worden. Ook transparante
voorwerpen zijn niet altijd even transparant voor alle kleuren. Welke kleur en geabsorbeerd
wordt is afhankelijk vh soort materie. Door analyse vh licht dat verstrooid wordt kan men
bepalen welke materie het is.
Kleuren
Een voorwerp dat enkel groen licht verstrooid = een groen voorwerp, een voorwerp dat
alleen blauw licht verstrooid = een blauw voorwerp… Kleur ve voorwerp hangt af vh
voorwerp maar ook vd kleur vh invallend licht valt er wit licht op rood voorwerp dan
wordt enkel licht met rode kleur verstrooid en lijkt het voorwerp dus rood. Als er bv. groen
licht op dat voorwerp valt dan lijkt het voorwerp zwart te zijn voorwerp verstrooit enkel
rood licht, maar er valt alleen maar groen op in het voorwerp verstrooit dus geen licht =
het lijkt zwart. Een wit voorwerp dat beschenen wordt met blauw licht lijkt een blauwe kleur
te hebben zelden zo dat alle licht ve bepaalde kleur wel of niet verstrooid wordt deel
vh licht ve bepaalde kleur zal verstrooid worden, een deel geabsorbeerd.
1
, Men laat wit licht invallen en voor elke golflengte bepaalt men hoeveel % vh licht verstrooit
of weerkaatst wordt wordt weergegeven in een spectrum voorwerp verstrooit meer
groen licht dan blauw of rood het voorwerp lijkt groen.
Wat als er in het spectrum meer dan 1 piek te zien is? Bv. een piek bij blauw en rood oog
neemt het gemengde licht waar onder bepaalde kleur = additieve kleur van beide kleuren.
Voor blauw en rood is dat magenta/paars. Enkele additieve kleuren:
Rood + blauw = magenta; rood + groen = geel; blauw + groen = cyaan; rood + blauw + groen
= wit
Het kan ook dat bijna alle licht van bijna elke kleur verstrooid wordt, behalve 1 kleur dat
geabsorbeerd wordt door het voorwerp oog krijgt wit licht waarbij 1 kleur ontbreekt
kleur die men ziet = complementaire vd kleur die ontbreekt. De complementaire kleuren:
Blauw geel; rood cyaan; groen magenta
Als men licht ve bepaalde kleur mengt met licht met de complementaire kleur bekomt men
wit licht.
Subtractieve kleurmenging leert ons welke kleur we waarnemen als licht ve bepaalde kleur
ontbreekt wit – groen = magenta
De kleurendriehoek
Door licht vd primaire kleuren te mengen krijgt men een nieuwe kleur. Stel we mengen rood,
blauw en groen met intensiteit Irood, Iblauw, en Igroen dan bekomen we een bepaalde kleur. Als
we lichtbundels mengen die steeds de dubbele intensiteit hebben als de vorige 2Irood,
2Iblauw, en 2Igroen we komen zelfde kleur, maar met een hogere intensiteit, niet het dubbele
aan intensiteit, maar wel hoger.
Kleur ve samengestelde lichtbundel wordt bepaald door verhouding vd
samenstellende kleuren rood, groen en blauw. Lichtbundel ve bepaalde
kleur kan dus als volgt weergegeven worden: 35% rood + 19% groen + 46%
blauw een paarse kleur weergegeven als: (35%, 19%, 46%) of (0,35;
0,19; 0,46). De som vd samenstellende kleuren moet altijd 100% zijn als je
weet dat er 14% rood is en 64% groen 22% moet blauw zijn.
Het volstaat dus om de verhouding van 2 kleuren te weten om 1 kleur aan te
duiden. Deze verhouding kunnen we in een assenstelsel zetten kleuren
worden weergeven in een kleurendriehoek. De primaire kleuren werden
door CIE (Commision International d’éclairage) vastgelegd
kleurendriehoek die ontstaat = CIE-kleurendriehoek. De x-as bevat het
aandeel rood licht, de y-as het aandeel groen licht. 100% groen of rood
bestaat niet primaire kleuren zijn als het ware fictieve kleuren. Het werken met de
kleurendriehoek maakt het makkelijk om het resultaat vd kleurenmenging te
bepalen. De waargenomen kleur zal op de rechte tussen de 2 kleuren liggen.
Welke kleur de samengestelde lichtbundel zal hebben hangt af vd helderheid
vd samenstellende lichtbundels is kleur 1 feller dan 2 dan zal de
samenstellende kleur dichter bij 1 liggen, hebben ze dezelfde helderheid
samenstellende kleur licht in midden vd lijn. Als men de coördinaten vd 2
kleuren kent kan het coördinaat vd samenstellende kleur achterhaald worden
coördinaten optellen en delen door de som vd 3 kleuren.
De complementaire kleur ve bepaalde kleur ligt op de rechte die de
betreffende kleur met het wit-punt verbindt kent men de CIE-coördinaat
ve kleur, dan kan de complementaire kleur bepaald worden.
2
