Wetenschappen eerste jaar architectuur
Wetenschappen eerste jaar architectuur
Fysica: licht
11/10/22
Wat is licht?
Elektromagnetisch spectrum
Licht = fysisch verschijnsel die zich voortplant in de vorm van een golfbeweging
Licht golf = elektrische golven (in elektrische veld) en magnetische golven (in magnetisch veld) die loodrecht op
elkaar staan
→ velden bewegen dwars op de richting van het licht
Lichtgolven zijn een vorm van elektromagnetische straling
→ zijn terug te vinden in het elektromagnetisch spectrum
Elektromagnetische golven
→ voortplantingssnelheid: 300 000 km/s
Zichtbaar spectrum: 380 nm - 780 nm
Zonne spectrum: zichtbaar spectrum + uv + infrarood
Intensiteit piek in het zonnecentrum ligt bij het groene golflengte gebied
- Ultraviolet: kleinste golflengtes, grootste stralingsenergie
- UVA: dringt diep in de huid
- UVB: beschadigd de buitenste lagen van de huid
- UVC: meest schadelijk (wordt geblokkeerd door ozonlaag)
- Infrarood: grootste golflengtes, kleinste stralingsenergie
- NIR: infraroodstraling dicht bij het zichtbaar spectrum
- FIR: infrarood straling ver van het zichtbaar spectrum
Christiaan Huygens (1690) zei ‘licht is een golfverschijnsel’ (tegengesproken door Newton)
- Kwaliteit → type licht, bepalen het kleur (bestudeert in colorimetrie)
- Kwantiteit → hoeveelheid licht, fotometrische grootheden (bestudeert in fotometrie)
Kwalitatieve kenmerken op basis van golflengte (in nm) en frequentie (Hz / s-1)
Frequentie is recht evenredig met de stralingsenergie !!
Golflengte en frequentie bepalen de kleur van licht
→ ontdekt door Newton met prisma
Refractie en reflectie
refractie = lichtbreking = op het grensvlak van 2 verschillende stoffen, waar een lichtstraal schuin invalt
→ niet bij loodrechte breking !!
→ stoffen met verschillende dichtheid ⇒ snelheid licht verandert
- lichtstraal breekt bij materiaal met grotere dichtheid ⇒ breekt naar normaal toe
, Wetenschappen eerste jaar architectuur
- lichtstraal breekt bij materiaal met kleinere dichtheid ⇒ breekt verder van de normaal af
brekingsindex n = c/v = sin invalshoek / sin brekingshoek
invalshoek = hoek tussen N en lichtstraal
grenshoek = invalshoek van 90°
→ groter dan de grenshoek ⇒ licht breekt niet meer maar reflecteert
reflectie = invallende lichtstralen worden teruggekaatst, weg van het voorwerp waarop de lichtstralen invallen
- gladde oppervlakken → gerichte reflectie (weerkaatsing in 1 richting)
- effen oppervlakken → diffuse reflectie = in alle richtingen
- ruw oppervlakken → gemengde reflectie → alle richtingen
albedo = reflectiecoëfficiënt
→ van 0 (zwart lichaam) tot 1 (wit blad papier)
→ geen eenheid
→ donkere materialen (laag albedo)
lambertiaans oppervlak = perfect diffuus reflecterend oppervlak = in alle richtingen even helder (reflectie
overal hetzelfde)
nut van reflectie → veranderd richting licht (bv. daglichtlamellen!! )
lichtstraal die niet uiteen valt in regenboogkleuren? → monochromatisch licht (bestaat uit smalle band van
golflengtes bestaat) ⇒ hebben een te klein spectrum om alle kleuren te bevatten
Mathematisch omschrijven van lichtkleur
RGB
Werking oog:
iris vergroot of verkleint pupil, afhankelijk van lichtintensiteit op het netvlies
adaptatiemechanisme = regeling lichtintensiteit door pupil, iris en retina
accommodatie mechanisme = aanpassing aan afstand waarop een voorwerp zich bevindt
- boller → dichterbij scherp
- platter → ver scherp
retina neemt lichtintensiteit waar adhv fotoreceptoren (staafjes en kegeltjes)
- staafjes zijn heel gevoelig voor licht, zien helderheidsverschillen (scotopisch)
- kegeltjes, minder gevoelig en zien kleur (fotopisch
- blauw (10%) → gevoelig voor kortgolvige golflengtes (Beta)
- groen (30%) → gevoelig voor middellange golflengtes (Gamma)
- rood (60%) → gevoelig voor lange golflengtes (Ro)
RGB kleurentheorie
→ 3 primaire kleuren blauw, rood en groen
veel licht → pupil verkleint
, Wetenschappen eerste jaar architectuur
weinig licht → pupil vergroot
spectrale gevoeligheid menselijk oog: fotopisch (555nm) / scotopisch (507nm)
Chromaticiteitsdiagram
kleuren voorstellen door XYZ waarden
promatisiteispromenaten
- X: RGB
- Y: RG
- Z: B
→ som = 1
spectrale kleuren op parabool curve
W = wit licht (R+G+B) = 0,333…
→ punt verbinden met wit punt ⇒ snijpunt andere
kant = compleme,taire kleur
- kleuren met gelijke verzadiging
- kleuren met gelijke tinten
- kromme van max planck
→ duit kleur temperaturen aan
Fotometrische grootheden:
Lichtstroom en lichtsterkte
Lichtstroom = totale hoeveelheid licht die door een lichtbron per tijdseenheid wordt uitgestraald in alle
richtingen van de ruimte (lumen)
Specifieke lichtstroom = uitgezonden lichtstroom per verbruikt vermogen (lumen per watt)
→ zie filmpje opnieuw !!
Lichtsterkte I = lichtstroom die door een lichtbron per vaste hoekeenheid in een gegeven richting wordt
uitgezonden (candela)
Candela = internationale standaard kaars met intensiteit van een zwart lichaam dat verhit wordt tot het
smeltpunt van platina
Steradiaal = eenheid van ruimtehoek
Verlichtingssterkte en luminantie
Verlichtingssterkte = totaal aantal lumen dat per eenheid oppervlak op een
referentievlak invalt (lux)
→ kantoor = 500 lx !!
→ neemt af naarmate de lichtbron verder is van het te verlichten oppervlak
→ E = I/r^2 cos a (oneindige lichtbronnen: E = I/d cos a)
zie formules ppt (nog aanvullen formularium !!)
Wetenschappen eerste jaar architectuur
Fysica: licht
11/10/22
Wat is licht?
Elektromagnetisch spectrum
Licht = fysisch verschijnsel die zich voortplant in de vorm van een golfbeweging
Licht golf = elektrische golven (in elektrische veld) en magnetische golven (in magnetisch veld) die loodrecht op
elkaar staan
→ velden bewegen dwars op de richting van het licht
Lichtgolven zijn een vorm van elektromagnetische straling
→ zijn terug te vinden in het elektromagnetisch spectrum
Elektromagnetische golven
→ voortplantingssnelheid: 300 000 km/s
Zichtbaar spectrum: 380 nm - 780 nm
Zonne spectrum: zichtbaar spectrum + uv + infrarood
Intensiteit piek in het zonnecentrum ligt bij het groene golflengte gebied
- Ultraviolet: kleinste golflengtes, grootste stralingsenergie
- UVA: dringt diep in de huid
- UVB: beschadigd de buitenste lagen van de huid
- UVC: meest schadelijk (wordt geblokkeerd door ozonlaag)
- Infrarood: grootste golflengtes, kleinste stralingsenergie
- NIR: infraroodstraling dicht bij het zichtbaar spectrum
- FIR: infrarood straling ver van het zichtbaar spectrum
Christiaan Huygens (1690) zei ‘licht is een golfverschijnsel’ (tegengesproken door Newton)
- Kwaliteit → type licht, bepalen het kleur (bestudeert in colorimetrie)
- Kwantiteit → hoeveelheid licht, fotometrische grootheden (bestudeert in fotometrie)
Kwalitatieve kenmerken op basis van golflengte (in nm) en frequentie (Hz / s-1)
Frequentie is recht evenredig met de stralingsenergie !!
Golflengte en frequentie bepalen de kleur van licht
→ ontdekt door Newton met prisma
Refractie en reflectie
refractie = lichtbreking = op het grensvlak van 2 verschillende stoffen, waar een lichtstraal schuin invalt
→ niet bij loodrechte breking !!
→ stoffen met verschillende dichtheid ⇒ snelheid licht verandert
- lichtstraal breekt bij materiaal met grotere dichtheid ⇒ breekt naar normaal toe
, Wetenschappen eerste jaar architectuur
- lichtstraal breekt bij materiaal met kleinere dichtheid ⇒ breekt verder van de normaal af
brekingsindex n = c/v = sin invalshoek / sin brekingshoek
invalshoek = hoek tussen N en lichtstraal
grenshoek = invalshoek van 90°
→ groter dan de grenshoek ⇒ licht breekt niet meer maar reflecteert
reflectie = invallende lichtstralen worden teruggekaatst, weg van het voorwerp waarop de lichtstralen invallen
- gladde oppervlakken → gerichte reflectie (weerkaatsing in 1 richting)
- effen oppervlakken → diffuse reflectie = in alle richtingen
- ruw oppervlakken → gemengde reflectie → alle richtingen
albedo = reflectiecoëfficiënt
→ van 0 (zwart lichaam) tot 1 (wit blad papier)
→ geen eenheid
→ donkere materialen (laag albedo)
lambertiaans oppervlak = perfect diffuus reflecterend oppervlak = in alle richtingen even helder (reflectie
overal hetzelfde)
nut van reflectie → veranderd richting licht (bv. daglichtlamellen!! )
lichtstraal die niet uiteen valt in regenboogkleuren? → monochromatisch licht (bestaat uit smalle band van
golflengtes bestaat) ⇒ hebben een te klein spectrum om alle kleuren te bevatten
Mathematisch omschrijven van lichtkleur
RGB
Werking oog:
iris vergroot of verkleint pupil, afhankelijk van lichtintensiteit op het netvlies
adaptatiemechanisme = regeling lichtintensiteit door pupil, iris en retina
accommodatie mechanisme = aanpassing aan afstand waarop een voorwerp zich bevindt
- boller → dichterbij scherp
- platter → ver scherp
retina neemt lichtintensiteit waar adhv fotoreceptoren (staafjes en kegeltjes)
- staafjes zijn heel gevoelig voor licht, zien helderheidsverschillen (scotopisch)
- kegeltjes, minder gevoelig en zien kleur (fotopisch
- blauw (10%) → gevoelig voor kortgolvige golflengtes (Beta)
- groen (30%) → gevoelig voor middellange golflengtes (Gamma)
- rood (60%) → gevoelig voor lange golflengtes (Ro)
RGB kleurentheorie
→ 3 primaire kleuren blauw, rood en groen
veel licht → pupil verkleint
, Wetenschappen eerste jaar architectuur
weinig licht → pupil vergroot
spectrale gevoeligheid menselijk oog: fotopisch (555nm) / scotopisch (507nm)
Chromaticiteitsdiagram
kleuren voorstellen door XYZ waarden
promatisiteispromenaten
- X: RGB
- Y: RG
- Z: B
→ som = 1
spectrale kleuren op parabool curve
W = wit licht (R+G+B) = 0,333…
→ punt verbinden met wit punt ⇒ snijpunt andere
kant = compleme,taire kleur
- kleuren met gelijke verzadiging
- kleuren met gelijke tinten
- kromme van max planck
→ duit kleur temperaturen aan
Fotometrische grootheden:
Lichtstroom en lichtsterkte
Lichtstroom = totale hoeveelheid licht die door een lichtbron per tijdseenheid wordt uitgestraald in alle
richtingen van de ruimte (lumen)
Specifieke lichtstroom = uitgezonden lichtstroom per verbruikt vermogen (lumen per watt)
→ zie filmpje opnieuw !!
Lichtsterkte I = lichtstroom die door een lichtbron per vaste hoekeenheid in een gegeven richting wordt
uitgezonden (candela)
Candela = internationale standaard kaars met intensiteit van een zwart lichaam dat verhit wordt tot het
smeltpunt van platina
Steradiaal = eenheid van ruimtehoek
Verlichtingssterkte en luminantie
Verlichtingssterkte = totaal aantal lumen dat per eenheid oppervlak op een
referentievlak invalt (lux)
→ kantoor = 500 lx !!
→ neemt af naarmate de lichtbron verder is van het te verlichten oppervlak
→ E = I/r^2 cos a (oneindige lichtbronnen: E = I/d cos a)
zie formules ppt (nog aanvullen formularium !!)
