Toegepaste fysica II
Optica (Reflectie, breking en lenzen)
Een witte lichtstraal is een mengeling van verschillende kleuren uit de
regenboog. Het witte licht kan ontbinden in verschillende kleuren, door het
gebruik van een prisma. Als men deze kleuren weer laat samenvallen door een
tweede prisma verkrijgt men weer wit ligt.
Rechtlijnige beweging van licht
Het menselijke oog neemt stofdeeltjes waar die door de lichtstralen zichtbaar
worden gemaakt.
In een vacuüm ruimte verplaatst licht zich met een snelheid van 299 792,458
km/s.
Wit licht
Het zichtbare licht vormt slechts een klein deel van het elektromagnetische
spectrum. Voor de meeste stralingen is het menselijke oog ongevoelig.
Infrarood: Straling die een frequentie heeft die lager ligt dan rood licht.
Ultraviolet: Straling die een frequentie heeft die hoger ligt dan violet licht.
Intensiteit
Hoe verder de bron, hoe kleiner de intensiteit. Dit komt omdat het beschenen
oppervlak groter wordt.
De menselijke ogen zijn gevoeliger aan geel licht dan aan rood licht. De
intensiteit van een gele lichtbron zal kleiner zijn dan de intensiteit van een rode
lichtbron. De helderheid waarmee de mens een bron waarneemt is niet evenredig
met de intensiteit, maar met de logaritmische intensiteit.
Interactie van licht en materie
Welke kleur van licht er wordt geabsorbeerd is afhankelijk van het soort materie.
Er zijn verschillende soorten materie:
1. Transparante materie: De lichtstraal gaat door de materie heen.
2. Translucide materie: De lichtstraal gaat door de materie en verlaat deze
onder verschillende richtingen.
3. Reflecterende materie: De lichtstraal wordt weerkaatst.
4. Ondoorzichtige materie: De lichtstraal wordt in alle richtingen verstrooid.
Kleuren
Zwarte oppervlakken lijken zwart omdat het geen enkele kleur weerkaatst. Witte
oppervlakken weerkaatsen alle kleuren.
Additieve kleur: Een mengeling van meerdere kleuren.
Complementaire kleur: De tegenovergestelde kleur.
, De kleurendriehoek
De horizontale x coördinaat is het aandeel rood licht, de
verticale y coördinaat is het aandeel groen licht.
Als drie kleuren met dezelfde verhouding worden gemengd,
wordt er wit licht bekomen.
Kleur van een oplossing
De kleur van een oplossing hangt af van allerlei factoren: de
soort stof die opgelost is, de golflengte van de invallende straal, het oplosmiddel,
de temperatuur van de oplossing, de pH-waarde van de oplossing…
Hoe meer kopersulfaat er in een oplossing zit, hoe dieper of intenser de kleur is.
Hoe meer botsingen tussen de lucht, hoe feller de kleur zal zijn.
Wet van Lambert-Beer
Het aantal botsingen is evenredig met het aantal deeltjes in de oplossen en met
de afstand die de straling in de oplossing aflegt. Hoe langer de weg die de straal
in de oplossing aflegt, hoe meer botsingen en dus hoe meer straling er
geabsorbeerd wordt.
Bij een tweede oplossing waarvan de concentratie dubbel zo groot is als de
concentratie van de eerste oplossing, zal het aantal botsingen ook dubbel zo
groot worden.
Hoe groter de absorbantie, hoe zwakker de uittredende lichtstraal. De relatieve
helderheid van de uittredende lichtstraal is recht evenredig met de absorbantie.
Reflectie
De hoek tussen de invallende lichtstraal en de normale
is de invalshoek θ i. De hoek tussen de gereflecteerde
lichtstraal en de normale is de reflectiehoek θ r. Bij
reflectie is de reflectiehoek gelijk aan de invalshoek.
Wanneer de invallende straal samenvalt met de
gereflecteerde straal, zijn de invalshoek en de
reflectiehoek 0°.
Een spiegel reflecteert een deel van het licht, maar het andere deel wordt
verstrooid.
Breking
De hoek tussen de invallende straal en de normale is de invalshoek θ i. De hoek
tussen de gebroken straal en de normale is de uitvalshoek θ u. De brekingsindex
van materiaal is groter dan 1. De brekingsindex van lucht is 1. Hoe groter de
brekingsindex, hoe dichter, optischer het materiaal is. Hoe groter de invalshoek
wordt, hoe groter de uitvalshoek zal worden.
Bij overgang van vacuüm naar een ander medium wordt de straal gebroken naar
de normale toe. Als een lichtstraal doorheen twee transparante media gaat,
wordt die lichtstraal gebroken volgens de wet van Snellius. Als een lichtstraal
eerst doorheen een optisch ijl medium gaat en daarna door een optisch dicht
medium, zal de straal gebroken worden naar de normale toe.
Optica (Reflectie, breking en lenzen)
Een witte lichtstraal is een mengeling van verschillende kleuren uit de
regenboog. Het witte licht kan ontbinden in verschillende kleuren, door het
gebruik van een prisma. Als men deze kleuren weer laat samenvallen door een
tweede prisma verkrijgt men weer wit ligt.
Rechtlijnige beweging van licht
Het menselijke oog neemt stofdeeltjes waar die door de lichtstralen zichtbaar
worden gemaakt.
In een vacuüm ruimte verplaatst licht zich met een snelheid van 299 792,458
km/s.
Wit licht
Het zichtbare licht vormt slechts een klein deel van het elektromagnetische
spectrum. Voor de meeste stralingen is het menselijke oog ongevoelig.
Infrarood: Straling die een frequentie heeft die lager ligt dan rood licht.
Ultraviolet: Straling die een frequentie heeft die hoger ligt dan violet licht.
Intensiteit
Hoe verder de bron, hoe kleiner de intensiteit. Dit komt omdat het beschenen
oppervlak groter wordt.
De menselijke ogen zijn gevoeliger aan geel licht dan aan rood licht. De
intensiteit van een gele lichtbron zal kleiner zijn dan de intensiteit van een rode
lichtbron. De helderheid waarmee de mens een bron waarneemt is niet evenredig
met de intensiteit, maar met de logaritmische intensiteit.
Interactie van licht en materie
Welke kleur van licht er wordt geabsorbeerd is afhankelijk van het soort materie.
Er zijn verschillende soorten materie:
1. Transparante materie: De lichtstraal gaat door de materie heen.
2. Translucide materie: De lichtstraal gaat door de materie en verlaat deze
onder verschillende richtingen.
3. Reflecterende materie: De lichtstraal wordt weerkaatst.
4. Ondoorzichtige materie: De lichtstraal wordt in alle richtingen verstrooid.
Kleuren
Zwarte oppervlakken lijken zwart omdat het geen enkele kleur weerkaatst. Witte
oppervlakken weerkaatsen alle kleuren.
Additieve kleur: Een mengeling van meerdere kleuren.
Complementaire kleur: De tegenovergestelde kleur.
, De kleurendriehoek
De horizontale x coördinaat is het aandeel rood licht, de
verticale y coördinaat is het aandeel groen licht.
Als drie kleuren met dezelfde verhouding worden gemengd,
wordt er wit licht bekomen.
Kleur van een oplossing
De kleur van een oplossing hangt af van allerlei factoren: de
soort stof die opgelost is, de golflengte van de invallende straal, het oplosmiddel,
de temperatuur van de oplossing, de pH-waarde van de oplossing…
Hoe meer kopersulfaat er in een oplossing zit, hoe dieper of intenser de kleur is.
Hoe meer botsingen tussen de lucht, hoe feller de kleur zal zijn.
Wet van Lambert-Beer
Het aantal botsingen is evenredig met het aantal deeltjes in de oplossen en met
de afstand die de straling in de oplossing aflegt. Hoe langer de weg die de straal
in de oplossing aflegt, hoe meer botsingen en dus hoe meer straling er
geabsorbeerd wordt.
Bij een tweede oplossing waarvan de concentratie dubbel zo groot is als de
concentratie van de eerste oplossing, zal het aantal botsingen ook dubbel zo
groot worden.
Hoe groter de absorbantie, hoe zwakker de uittredende lichtstraal. De relatieve
helderheid van de uittredende lichtstraal is recht evenredig met de absorbantie.
Reflectie
De hoek tussen de invallende lichtstraal en de normale
is de invalshoek θ i. De hoek tussen de gereflecteerde
lichtstraal en de normale is de reflectiehoek θ r. Bij
reflectie is de reflectiehoek gelijk aan de invalshoek.
Wanneer de invallende straal samenvalt met de
gereflecteerde straal, zijn de invalshoek en de
reflectiehoek 0°.
Een spiegel reflecteert een deel van het licht, maar het andere deel wordt
verstrooid.
Breking
De hoek tussen de invallende straal en de normale is de invalshoek θ i. De hoek
tussen de gebroken straal en de normale is de uitvalshoek θ u. De brekingsindex
van materiaal is groter dan 1. De brekingsindex van lucht is 1. Hoe groter de
brekingsindex, hoe dichter, optischer het materiaal is. Hoe groter de invalshoek
wordt, hoe groter de uitvalshoek zal worden.
Bij overgang van vacuüm naar een ander medium wordt de straal gebroken naar
de normale toe. Als een lichtstraal doorheen twee transparante media gaat,
wordt die lichtstraal gebroken volgens de wet van Snellius. Als een lichtstraal
eerst doorheen een optisch ijl medium gaat en daarna door een optisch dicht
medium, zal de straal gebroken worden naar de normale toe.
