Optica en optisch waarnemen
Hoorcollege 1 – 6 februari 2024
Formuleblad: enkelzijdig A4’tje, handgeschreven
Waarom optica?
Optica is de studie van licht
Optos = zichtbaar in grieks
Optica heeft talloze toepassingen, niet alleen in ons dagelijkse leven (smartphones en
telecom), maar ook in de industrie, geneeskunde, elektronica, astronomie, fysica en
chemie...
Laser: licht focusseren zodat je kan snijden (en lassen) . Wordt gebruikt in oogheelkunde
Voorkant oog bekijken is makkelijk
Optical coherence tomography: 3D beeld van retina
Licht gebruiken om dieper te kijken: zenuwlagen van retina
Microscopie
Lenzen gebruiken om iets te vergrootten / zichtbaar te maken
Niet met blote oog te zien
Vergrotingsfactor
Om dingen op en onder celniveau zichtbaar te maken
Lithografie
Wafer steppers gebruiken licht voor het maken van chips.
Licht wordt hierin gebruikt voor:
- De belichting van wafers, om patronen te schrijven (met <10 nm afmeting)
- Het positioneren van de wafers (met nm precisie)
Wafers (schijven) met een lichtgevoelige laag. Zo klein mogelijke chips. Lichtgevoelige laag
wordt belicht en veranderd. Projecteren van licht om iets heel kleins te projecteren
Hele nauwkeurige projectie systemen met licht
Bepalen waar licht wafer, nanometer nauwkeurigheid
, Drie modellen van licht
Model is aanname, niet helemaal werkelijkheid
1. Geometrische optica: licht als stralen
a. Licht behandelen als stralen
b. Licht beweegt met rechte lijnen totdat het iets (lens) tegenkomt
c. afgebogen
2. Fysische optica: licht als golven
a. Trilling
b. Golflengtes / trillingstijden
c. Interferentie
3. Quantum optica: licht als deeltjes (fotonen)
Welke van deze modellen gebruik je wanneer?
Dat hangt af van de situatie: vooral de lengteschaal is belangrijk, maar ook de hoeveelheid
licht
Geometrische optica wordt gebruikt voor het ontwerp van grote systemen zoals camera-
lenzen.
- Voor grote schalen: mm - cm
Fysische optica beschrijft het gedrag van licht op de lengteschaal van de golflengte.
Beschrijft beeldvorming in microscopen en verstrooiing van licht door kleine deeltjes.
- Schalen van um – mm
- Golflengtes zijn schalen van enkele nanometers
Quantum optica verklaart hoe enkele lichtdeeltjes wisselwerken met materie.
- Kleinste schalen: < nm
- Minder over schalen
- Belangrijk bij deeltjeskarakter
- Deze is het minst belangrijk
- De golven hebben de lichtbron als middelpunt
- De stralen bewegen loodrecht van de bron af
- Dat betekent dat de stralen loodrecht staan op het golffront van de lichtgolven
Stralen beschouw je als rechte lijnen. Het beweegt vanaf lichtbron ergens heen.
Geometrische optica
- De oudste theorie van licht
- Het beschrijft licht als bewegend langs rechte lijnen: lichtstralen
- Wat voor bewijs hebben we voor deze theorie?
Bewijs licht als straling: schaduw (is nooit in een bocht, maar wel recht)
Hoorcollege 1 – 6 februari 2024
Formuleblad: enkelzijdig A4’tje, handgeschreven
Waarom optica?
Optica is de studie van licht
Optos = zichtbaar in grieks
Optica heeft talloze toepassingen, niet alleen in ons dagelijkse leven (smartphones en
telecom), maar ook in de industrie, geneeskunde, elektronica, astronomie, fysica en
chemie...
Laser: licht focusseren zodat je kan snijden (en lassen) . Wordt gebruikt in oogheelkunde
Voorkant oog bekijken is makkelijk
Optical coherence tomography: 3D beeld van retina
Licht gebruiken om dieper te kijken: zenuwlagen van retina
Microscopie
Lenzen gebruiken om iets te vergrootten / zichtbaar te maken
Niet met blote oog te zien
Vergrotingsfactor
Om dingen op en onder celniveau zichtbaar te maken
Lithografie
Wafer steppers gebruiken licht voor het maken van chips.
Licht wordt hierin gebruikt voor:
- De belichting van wafers, om patronen te schrijven (met <10 nm afmeting)
- Het positioneren van de wafers (met nm precisie)
Wafers (schijven) met een lichtgevoelige laag. Zo klein mogelijke chips. Lichtgevoelige laag
wordt belicht en veranderd. Projecteren van licht om iets heel kleins te projecteren
Hele nauwkeurige projectie systemen met licht
Bepalen waar licht wafer, nanometer nauwkeurigheid
, Drie modellen van licht
Model is aanname, niet helemaal werkelijkheid
1. Geometrische optica: licht als stralen
a. Licht behandelen als stralen
b. Licht beweegt met rechte lijnen totdat het iets (lens) tegenkomt
c. afgebogen
2. Fysische optica: licht als golven
a. Trilling
b. Golflengtes / trillingstijden
c. Interferentie
3. Quantum optica: licht als deeltjes (fotonen)
Welke van deze modellen gebruik je wanneer?
Dat hangt af van de situatie: vooral de lengteschaal is belangrijk, maar ook de hoeveelheid
licht
Geometrische optica wordt gebruikt voor het ontwerp van grote systemen zoals camera-
lenzen.
- Voor grote schalen: mm - cm
Fysische optica beschrijft het gedrag van licht op de lengteschaal van de golflengte.
Beschrijft beeldvorming in microscopen en verstrooiing van licht door kleine deeltjes.
- Schalen van um – mm
- Golflengtes zijn schalen van enkele nanometers
Quantum optica verklaart hoe enkele lichtdeeltjes wisselwerken met materie.
- Kleinste schalen: < nm
- Minder over schalen
- Belangrijk bij deeltjeskarakter
- Deze is het minst belangrijk
- De golven hebben de lichtbron als middelpunt
- De stralen bewegen loodrecht van de bron af
- Dat betekent dat de stralen loodrecht staan op het golffront van de lichtgolven
Stralen beschouw je als rechte lijnen. Het beweegt vanaf lichtbron ergens heen.
Geometrische optica
- De oudste theorie van licht
- Het beschrijft licht als bewegend langs rechte lijnen: lichtstralen
- Wat voor bewijs hebben we voor deze theorie?
Bewijs licht als straling: schaduw (is nooit in een bocht, maar wel recht)
