Newton LRN-line Deel A+B - Hoofdstuk 2 - Licht oefentoetsen & antwoorden

Een bolle lens is altijd positief en heeft een convergerende werking.Je berekent de sterkte van de lens door S = 1/f te doen. De brandpuntsafstand f vul je in in meters. Je vindt de sterkte dan in dioptrie.De vergroting (N) bereken je met de formule $N=\frac{b}{v}$:$N$ = de vergroting (indien het getal kleiner dan 1 is, is het een verkleining)$b$ = beeldafstand in m$v$ = voorwerpsafstand in mAccomoderen betekent dat je ooglens boller wordt. Je lens wordt dan sterker en je kunt voorwerpen dichterbij scherp zien. Omdat de ogen dan minder goed kunnen accommoderen. Oudere mensen kunnen dus minder goed voorwerpen heel dichtbij scherp zien.Een lichtstraal die van lucht naar water gaat, breekt naar de normaal toe.  Toelichting: Je komt erachter door de lichtstralen van vóór de lens door te trekken en dan te kijken of ze dichter naar elkaar toegaan (bolle lens) of verder van elkaar verwijderd worden (holle lens).Eerst liepen de lichtstralen rechtdoor, dus dit kunnen we gelijk zien zonder te tekenen. De lichtstralen worden verder van elkaar afgebogen dus is het een holle lens.De lichtstralen worden naar elkaar toe gebogen dus is het een bolle lens.Hier liepen de lichtstralen eerst rechtdoor en vervolgens worden de lichtstralen naar elkaar toe gebogen. Dus is het een bolle lens.De lichtstralen worden naar elkaar toe gebogen dus is het een bolle lens. Gegeven: Sterkte (S) = 3 dptGevraagd: Brandpuntsafstand (f)Formule: S = 1/ f → f = 1/SBerekening: f = 1 / 3 = 0,33… meterConclusie: Dus de brandpuntsafstand is ongeveer 33 centimeter. Constructiestraal 1: Evenwijdig aan de hoofdas, door het brandpunt. Zie hieronder:Constructiestraal 2: Door de kruising van de hoofdas met de lens. Zie hieronder:Tekenen van het beeld: Daar waar de lichtstralen elkaar kruisen, moet het beeld getekend worden. Zie hieronder in het paars: Gegeven: $b=30 \ cm$ en $v=90 \ cm$Gevraagd: $f=?$Formule: $\frac{1}{b} + \frac{1}{v} = \frac{1}{f}$Berekening: Invullen geeft: $\frac{1}{b} + \frac{1}{v} = \frac{1}{30} + \frac{1}{90} = \frac{1}{f}$Dus $0,0444… = \frac{1}{f}$Nu omdraaien: $f = \frac{1}{0,0444…} = 22,5$Conclusie: $f=22,5 \ cm$.Je had ook de afstanden mogen omrekenen in meter; dan krijg je ook de brandpuntsafstand in meter.  OudziendBijziendVerziendVerziend.Toelichting: Wanneer je bijziend bent, zie je van dichtbij goed, maar van veraf niet. Je ogen worden te bol waardoor het beeld vóór je netvlies terecht komt en je een vaag beeld krijgt. Je lost dit op door een bril met negatieve lenzen.Wanneer je verziend bent, zie je van veraf goed, maar van dichtbij niet. Je ogen kunnen niet bol genoeg worden, waardoor het beeld achter je netvlies terecht komt en je een vaag beeld krijgt. Je lost dit op door een bril met positieve lenzen.Wanneer je oudziend bent, kunnen je ogen niet meer goed bol worden (net als bij verziend) en heb je een bril nodig met positieve lenzen. De naam zegt het al, dit is alleen bij oudere mensen het geval. Overgang A is juist weergegeven. De lichtstraal komt namelijk loodrecht op het prisma binnen.Overgang B is onjuist weergegeven. De lichtstraal valt bij B niet loodrecht op het glas van het prisma, dus zal dit moeten breken. Het licht kan in ieder geval niet in dezelfde rechte lijn het prisma weer uitgaan en dus is overgang B onjuist weergegeven. Je krijgt een verkleind beeld dat is is omgekeerd. Zie onderstaande tekening. Je krijgt een beeld dat even groot is als het voorwerp, maar wel omgekeerd is. Zie onderstaande tekening. Om te bepalen waar de lens staat, moet je eerst een constructiestraal tekenen. Je weet daarvan zeker dat er één door het midden van de lens (op de hoofdas) gaat. Teken deze lijn door van de punt van de ene pijl naar de punt van de andere pijl een lijn te trekken. Daar waar deze lijn de hoofdas kruist, staat de lens.Het brandpunt bepaal je door nu de andere constructiestraal te tekenen. Evenwijdig aan de hoofdas, naar het beeld toe. Daar waar de lijn de hoofdas raakt, is het brandpunt. Zie hieronder: Teken de twee mogelijke constructiestralen (hier geel):1. Vanaf de bovenkant van het voorwerp teken je een constructiestraal naar de lens die evenwijdig aan de hoofdas loopt. Vanaf de lens teken je vervolgens een constructiestraal die door het brandpunt rechts van de lens loopt.2. Je tekent van het bovenkant van het voorwerp een constructiestraal die recht door het midden van de lens gaat.Je kan vervolgens de twee getekende constructiestralen aan de linkerkant van de lens doortrekken om het virtuele beeld te vinden (hier met lichtblauw weergegeven):Antwoord: Opmeten van het beeld geeft dat het beeld ongeveer 1,45 centimeter groot is.Een virtueel beeld.Gegeven:Afmeting voorwerp = 1 cmAfmeting beeld = 1,45 cmGevraagd: N = ?Formule: N = Afmeting beeld / afmeting voorwerpBerekening: N = Afmeting beeld / afmeting voorwerp = 1,45 / 1 = 1,45Conclusie: De vergroting is 1,45. Gegeven:v = 30 cm (het nabijheidspunt is de minimale voorwerpsafstand)b = 2,7 cmGevraagd: S = ?Formules: 1/f = 1/v + 1/bS = 1/f (met f in meters)Berekening:1/f = 1/v + 1/b = 1/30 + 1/2,7 = 0,4037037041/f = 0,403703704 → f = 1/0,403703704 = 2,47706422 cmf = 2,47706422 cm = 0,0247706422 mS = 1/f = 1/0,0247706422 = 40,3703704 ≈ 40,37 dpt.Conclusie: De lenssterkte van het oog van Karel is 40,37 dpt. De gele stippellijn mag doorgetrokken worden. Daaruit volgt dat de vis voor de visser zichtbaar is op plek 2. (Zie afbeelding hieronder)Het licht breekt bij de overgang water naar lucht. In de afbeelding hierboven zie je hoe de lichtstraal van de vis naar de visser verloopt. De grijze lijn is de normaal. Een lichtstraal (de witte stippellijn) die vanaf de vis afkomt, zal bij de overgang van water naar lucht meer van de normaal af gaan breken. Dit kan in deze situatie alleen wanneer de vis op plek 3 zou zitten. De vis zit dus eigenlijk op plek 3 terwijl die voor de visser op plek 2 blijkt te zitten. Teken eerst een normaal op het punt waar de lichtstraal binnenkomt op het blok: De hoek tussen de normaal en de lichtstraal opmeten geeft ongeveer een hoek van 13°.Lees nu af in de grafiek: daarbij hoort een hoek in perspex van ongeveer 9°.Teken dit in het perspex blok. Hoek r is dus 9° met de eerste normaal. De lichtstraal is hier blauw getekend.Teken vervolgens een tweede normaal, daar waar de lichtstraal de rechterkant van het blok raakt. Let erop dat de lichtstraal het blok daar met een hoek van 13° graden met de tweede normaal weer verlaat.