HS1 Aard van het licht
1. Wat is licht?
Licht
- Een elektromagnetische golf
- Hebben een duaal karakter
Golfkarakter: argumenten
1. Twee spleten experiment (Young en Fresnel ±1800)
- Interferentie
• Golven in fase à versterking ( = constructieve interferentie)
• Golven in tegenfase à uitdoven ( = destructieve interferentie)
2. Gepolariseerd licht
= alle golven trillen in 1 en hetzelfde vlak (vb: polariserende glazen zonnebril, polaroidfilm)
Terminologie
golflengte l = afstand van top tot top
(in meter)
frequentie f = aantal volledige golven dat per
seconde op een bepaald punt passeert
(in Hertz)
voortplantingssnelheid c = snelheid waarmee de
golf zich door de ruimte voortplant
(normaal 3 . 108 m/s)
amplitude = maximale uitwijking ten opzichte van
de evenwichtsstand
(in meter)
,Foto-elektrisch effect (1887)
Licht op metaal à elektrische stroom
MAAR:
1. Niet alle licht, vanaf bepaalde frequentie
2. Energie vrijgekomen elektronen
a. Afhankelijk van frequentie
b. Onafhankelijk intensiteit licht
Onmogelijk te verklaren alleen met golfkarakter, wel met deeltjeskarakter
à licht heeft toch ook een deeltjeskarakter
Quantumtheorie
Licht heeft een duaal karakter:
Lichtdeeltjes (fotonen) én golf
Lichtstroom = stroom van fotonen (kleine energiepakketjes) die zich als een golf voortbewegen
à De energie van de fotonen hangt af van de frequentie van de golf
SAMENGEVAT
2. Elektromagnetisch spectrum
= verzameling alle elektromagnetische golven
,c = snelheid e.m. golf in een middenstof
c0 = snelheid e.m. golf in luchtledige = clucht
= “de” lichtsnelheid = 3.108 m/s
Radiogolven
Grootste golflengte
Toepassing?
RFID (Radio Frequency IDentification),
soort etiket op verpakking
Infrarode straling
Golflengte tussen 700nm en 1mm, eerste vorm van niet-zichtbare elektromagnetische straling die
werd ontdekt.
Ontdekt bij experimenten verband tussen warmte en licht à warmtestraling
Onzichtbaar, maar waarneembaar door warmtewerking
Toepassingen?
- Nachtkijkers
- Infraroodfotografie
- Drukkerij
UV-straling
Soorten:
- UV-A: 400-315nm
- UV-B: 315-280nm
- UV-C: 280-200nm
- Geen naam: 200-10nm
Toepassingen?
- Brikverpakking te steriliseren (bacteriedodende werking)
- Fluorescentie
- Verbleken van kleurstoffen
- Verbranden van het menselijke huid
- Polymeriseren of uitharden van UV-inkten
, Zichtbaar licht ROGGBIV
= deel van elektromagnetisch spectrum waar menselijk oog gevoelig voor is
l in [380nm, 750nm] à f in [800THz, 400THz] (persoonsgebonden!)
Golf à oog, door staafjes en kegeltjes à elektrisch signaal à in hersenen als licht en kleur geïnterpreteerd
bij elke golflengte hoort 1 bepaalde kleur
polychromatisch = licht dat verschillende golflengten die elk als een andere kleur waargenomen worden
(vb: zonlicht)
monochromatisch = licht die elk maar uit één kleur of golflengte bestaat
(vb: spectraalkleuren)
3. Methodes om licht te produceren
Licht = vorm van (stralings)energie
De wet van behoud van energie stelt dat in een gesloten systeem geen energie kan verloren gaan of
bijgemaakt worden.
Lichtbron = toestel/voorwerp dat energie omzet naar elektromagnetische stralen in het zichtbare spectrum
Atomen (kern + elektronen)
Elektronen = cirkelen op bepaalde energieniveaus rond kern atoom, hoe verder van de
kern hoe meer energie
Aangeslagen of geëxciteerde atoom = elektron dat naar een hoger energieniveau
springt
Emissie = atoom dat terug naar een lager energieniveau springt, geven ze energie af
onder de vorm van fotonen
Temperatuurstraling
Temperatuur omhoog à meer/heviger botsingen (kinetische energie)
Door botsen: elektron neemt energie op
Bij terugvallen: emissie fotonen onder vorm zichtbare en IR stralen
Kleur licht is indicatie voor temperatuur
1. Wat is licht?
Licht
- Een elektromagnetische golf
- Hebben een duaal karakter
Golfkarakter: argumenten
1. Twee spleten experiment (Young en Fresnel ±1800)
- Interferentie
• Golven in fase à versterking ( = constructieve interferentie)
• Golven in tegenfase à uitdoven ( = destructieve interferentie)
2. Gepolariseerd licht
= alle golven trillen in 1 en hetzelfde vlak (vb: polariserende glazen zonnebril, polaroidfilm)
Terminologie
golflengte l = afstand van top tot top
(in meter)
frequentie f = aantal volledige golven dat per
seconde op een bepaald punt passeert
(in Hertz)
voortplantingssnelheid c = snelheid waarmee de
golf zich door de ruimte voortplant
(normaal 3 . 108 m/s)
amplitude = maximale uitwijking ten opzichte van
de evenwichtsstand
(in meter)
,Foto-elektrisch effect (1887)
Licht op metaal à elektrische stroom
MAAR:
1. Niet alle licht, vanaf bepaalde frequentie
2. Energie vrijgekomen elektronen
a. Afhankelijk van frequentie
b. Onafhankelijk intensiteit licht
Onmogelijk te verklaren alleen met golfkarakter, wel met deeltjeskarakter
à licht heeft toch ook een deeltjeskarakter
Quantumtheorie
Licht heeft een duaal karakter:
Lichtdeeltjes (fotonen) én golf
Lichtstroom = stroom van fotonen (kleine energiepakketjes) die zich als een golf voortbewegen
à De energie van de fotonen hangt af van de frequentie van de golf
SAMENGEVAT
2. Elektromagnetisch spectrum
= verzameling alle elektromagnetische golven
,c = snelheid e.m. golf in een middenstof
c0 = snelheid e.m. golf in luchtledige = clucht
= “de” lichtsnelheid = 3.108 m/s
Radiogolven
Grootste golflengte
Toepassing?
RFID (Radio Frequency IDentification),
soort etiket op verpakking
Infrarode straling
Golflengte tussen 700nm en 1mm, eerste vorm van niet-zichtbare elektromagnetische straling die
werd ontdekt.
Ontdekt bij experimenten verband tussen warmte en licht à warmtestraling
Onzichtbaar, maar waarneembaar door warmtewerking
Toepassingen?
- Nachtkijkers
- Infraroodfotografie
- Drukkerij
UV-straling
Soorten:
- UV-A: 400-315nm
- UV-B: 315-280nm
- UV-C: 280-200nm
- Geen naam: 200-10nm
Toepassingen?
- Brikverpakking te steriliseren (bacteriedodende werking)
- Fluorescentie
- Verbleken van kleurstoffen
- Verbranden van het menselijke huid
- Polymeriseren of uitharden van UV-inkten
, Zichtbaar licht ROGGBIV
= deel van elektromagnetisch spectrum waar menselijk oog gevoelig voor is
l in [380nm, 750nm] à f in [800THz, 400THz] (persoonsgebonden!)
Golf à oog, door staafjes en kegeltjes à elektrisch signaal à in hersenen als licht en kleur geïnterpreteerd
bij elke golflengte hoort 1 bepaalde kleur
polychromatisch = licht dat verschillende golflengten die elk als een andere kleur waargenomen worden
(vb: zonlicht)
monochromatisch = licht die elk maar uit één kleur of golflengte bestaat
(vb: spectraalkleuren)
3. Methodes om licht te produceren
Licht = vorm van (stralings)energie
De wet van behoud van energie stelt dat in een gesloten systeem geen energie kan verloren gaan of
bijgemaakt worden.
Lichtbron = toestel/voorwerp dat energie omzet naar elektromagnetische stralen in het zichtbare spectrum
Atomen (kern + elektronen)
Elektronen = cirkelen op bepaalde energieniveaus rond kern atoom, hoe verder van de
kern hoe meer energie
Aangeslagen of geëxciteerde atoom = elektron dat naar een hoger energieniveau
springt
Emissie = atoom dat terug naar een lager energieniveau springt, geven ze energie af
onder de vorm van fotonen
Temperatuurstraling
Temperatuur omhoog à meer/heviger botsingen (kinetische energie)
Door botsen: elektron neemt energie op
Bij terugvallen: emissie fotonen onder vorm zichtbare en IR stralen
Kleur licht is indicatie voor temperatuur
