Alvorens we verder gaan met optische illusies maken we eerst kennis met het begrip optica. We hebben deze kennis namelijk nodig om voorbereid aan de eindopdracht te kunnen beginnen.
Een goede wetenschapper kent namelijk de basis alvorens deze toe te passen.
Optica is het deelgebied van de natuurkunde dat zich bezighoudt met het bestuderen van licht en de manier waarop het zich gedraagt. Het onderzoekt hoe licht zich voortbeweegt, hoe het wordt weerkaatst, gebroken en geabsorbeerd, en hoe het kan worden gebruikt in verschillende toepassingen, zoals lenzen, spiegels en optische instrumenten (zoals microscopen en telescopen).
Er zijn verschillende deelgebieden binnen de optica terug te vinden. Hieronder vind je een mogelijke opdeling.
Dit deel onderzoekt licht als rechte lijnen en houdt zich bezig met verschijnselen zoals reflectie (weerkaatsing) en refractie (breking) van licht, bijvoorbeeld bij spiegels en lenzen.
Dit deel kijkt naar licht als een golf en bestudeert interferentie, diffractie en polarisatie. Deze eigenschappen verklaren verschijnselen zoals regenboogkleuren en hologrammen.
Dit moderne deelgebied bestudeert licht op het niveau van fotonen, de elementaire deeltjes waaruit licht bestaat. Dit wordt vaak gebruikt in lasers en geavanceerde technologieën zoals quantumcomputers.
Onderstaande experimenten laten je kennismaken met de basisprincipes van optica. Je vindt hieronder de belangrijke afspraken voor deze experimenten:
Je voert de experimenten nauwkeurig uit zoals ze staan beschreven.
Je richt nooit een lichtbron (lamp, laser, ...) op de ogen.
Je ruimt steeds het proefjesmateriaal op.
Bij elk experiment formuleer je een hypothese en een analyse in de BookWidget.
Leeg glas
Water
Papier
Pen / stift
Welke invloed heeft water op licht?
Teken een pijl op een papier.
Houd het papier achter het glas.
Vul het glas met water.
Observeer wat er gebeurt.
Een bolvormig glazen fles
Water
Muntstuk
Welke invloed heeft een bolvormig glas op objecten?
Vul de fles met water.
Leg het muntstuk onder de fles.
Kijk naar de grootte van het muntstuk.
Zaklamp
Prisma
Hoe ontstaan de kleuren van de regenboog?
Schijn met de zaklamp op het prisma.
Je ziet verschillende kleuren verschijnen.
Pas de hoek aan als je de kleuren niet ziet.
In een te fel verlichte omgeving lukt deze proef minder goed.
Pas ook de afstand van de lichtbron aan.
In dit filmpje wordt nogmaals uitgelegd hoe licht opbreekt in het spectrum met de regenboogkleuren.
De meesten onder ons zien verschillende kleuren. Dat is het gevolg van het weerkaatsen van bepaalde golflengtes. In dit onderdeel ga je zelf op zoek naar de werking van het oog én de invloed van kleuren op ons en onze gemoedstoestand.
Neem hieronder de theorie eerst door en maak vervolgens de BookWidget op Smartschool.
Licht is een vorm van elektromagnetische straling, en wit licht is een combinatie van verschillende golflengten. Elke golflengte komt overeen met een bepaalde kleur: kortere golflengten zijn blauw/violet, langere golflengten zijn rood, en daar tussenin liggen andere kleuren zoals groen en geel.
Als licht op een object valt, absorbeert dat object sommige golflengten en weerkaatst het andere. De kleuren die wij zien, zijn de golflengten van licht die door een object worden weerkaatst naar onze ogen. Een banaan bijvoorbeeld absorbeert bijna alle golflengten behalve geel licht, waardoor wij de banaan als geel zien.
In ons netvlies (de achterkant van ons oog) zitten speciale cellen die licht detecteren: kegeltjes en staafjes.
Staafjes helpen ons bij het zien van licht en donker, maar ze kunnen geen kleuren onderscheiden.
Kegeltjes zijn verantwoordelijk voor kleurenzicht en werken alleen goed bij voldoende licht. Er zijn drie soorten kegeltjes, elk gevoelig voor een ander deel van het spectrum: één type reageert vooral op rood licht, één op groen licht, en één op blauw licht.
De kegeltjes sturen signalen naar de hersenen over de intensiteit van rood, groen, en blauw licht die ze ontvangen. De hersenen combineren deze signalen en interpreteren ze als specifieke kleuren. Dit werkt net als in een beeldscherm, waar de combinatie van rood, groen, en blauw pixels allerlei kleuren kan creëren.
Ga verder in je BookWidget met de vragen over het oog.
Deze oefeningen maak je met behulp van het internet.
Je mag dus tijdens de BookWidget informatie opzoeken.