Samenvatting 3 optica

Hoofdstuk 3: Optica

1. Wat is optica
 Optica = beschrijving en verklaring van het gedrag van licht en de interactie
van lichtmet materie
 Exacte theoretische beschrijving: quantumelectrodynamica (QED)
o Wiskundig zeer complex
 Benaderende theoretische beschrijving: geometrische optica
o Relatief eenvoudig
o Volstaat voor begrip van vele toepassingen
2. Licht is een elektromagnetische golf…
 Licht= elektromagnetische (EM) golf
 Golf = trilling die zich verplaatst door de ruimte
 bij licht: trilling van elektrische en magnetische veldjes. De trilling verloopt
loodrecht op de voortplantingsrichting (transversale golf)




3. Licht kan ook (!) opgevat worden als een bundel deeltjes
 Licht gedraagt zich soms ook als bundel ‘deeltjes’, alsof het uit afzonderlijke
‘pakketjes energie” bestaat. Deeltjes = fotonen
 Bepaalde optische verschijnselen kan je enkel verklaren vanuit het
‘deeltjeskarakter’ van licht. Fotonsensor maakt hiervan gebruik = ‘golf-
deeltjesdualiteit’
4. Geometrische optica
 In praktijk volstaat het voor vele fenomenen licht te beschrijven door middel
van lichtstralen : pijltjes die de voortplantingsrichting van licht aangeven =
geometrische optica




 Geometrische optica
o Negeert het golfkarakter en het deeltjeskarakter van licht volledig
o Enkel geldig als golflengte van licht voldoende klein is tov voorwerpen
waarmee het interageert  is zeker gevalvoor schaal waarop wij
menens dingen waarnemen
 Zichtbaar licht 500nm
 Kleinste detail 0,1 mm (200x groter)
5. Refractie van licht


1

,  Refractie of breking van licht = verandering van de voortplantingsrichting van
de lichtstralen
 Refractie treedt op bij overgang tussen verschillende media
o Van lucht naar water of omgekeerd  1
o Van lucht naar glas of omgekeerd  2
o Van lucht met hogere temperatuur naar lucht met lagere temperatuur
of omgekeerd  3,fata morgana = luchtspiegeling




6. Brekingsindex
 Elk medium heeft eigen brekingsindex n : een getal dat aangeeft in welke
mate een lichtstraal breekt bij overgang van vacuum naar dat medium
o N=1 (enkel in vacuum)  licht wordt niet gebroken
o Alle (natuurlijke) materialen hebben een brekingsindex > 1
o Hoe groter de afwijking van 1, hoe sterker de breking
 Overgang van licht tussen twee media met verschillende brekingsindices
o N1 < n2  brenking naar normaal toe
o N1 > n2  bren-king van de normaal weg
o Loodrechte inval  geen breking
7. Overgang tussen media met verschillende brekingsindeces




8. Brekigswetten van Snellius
 Eerste wet: invallende staal (i), gebroken straal (t, van transmissie) en
normaal (n) op het scheidingsoppervlak liggen in 1 vlak
 Tweede wet (= de wet van snellius)

2