Lees onderstaand artikel:
AMSTERDAM - Het VU medisch centrum heeft een goedkope universele bril ontwikkeld waarmee miljoenen slechtzienden in de derde wereld kunnen worden geholpen. De gebruiker kan met schuifjes op het montuur de sterkte van de bril zelf instellen.
Een dergelijk brillenglas bestaat uit twee delen die zijdelings ten opzichte van elkaar te verschuiven zijn. In figuur 2 zijn drie standen van het brillenglas getekend; het oog kijkt door het gedeelte dat zich binnen de rechthoek bevindt. In de bovenste stand is de lens bol.
In figuur 3 is een stuk van deze bolle lens vergroot weergegeven. In figuur 3 is ook getekend hoe een lichtstraal die op de lens valt, gebroken wordt.
Opgaven
a) Bepaal met behulp van een print van figuur 3 de brekingsindex van het materiaal van de lens.
In de middelste stand heeft het brillenglas geen lenswerking.
b) Verklaar dat.
Bij mensen die bijziend zijn, worden voorwerpen die ver weg staan niet op het netvlies afgebeeld maar ervóór. Dit is schematisch weergegeven in figuur 4.
c) Leg uit of deze mensen de bril in een + stand of in een - stand moeten zetten. Zie figuur 2.
Iemand heeft een leesbril nodig.
Zonder bril zou hij een boek op 60 cm afstand moeten houden om de letters scherp te kunnen zien. Met bril houdt hij het boek op 30 cm afstand.
Hij kan de bril zo instellen dat het vergrote, virtuele beeld van de letters zich weer op 60 cm afstand bevindt. In feite werkt de leesbril dus als een loep. Dit is schematisch weergegeven in figuur 5.
d) Voer de volgende opdrachten uit:
- Construeer met behulp van een print van figuur 5 de plaats van een van de brandpunten van de lens.
- Bepaal daarna met behulp van de print van figuur 5 brandpuntsafstand van de lens.
Uitwerkingen
Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.
Uitwerking vraag (a)
De hoek van inval is de hoek tussen de invallende lichtstraal en de gestippelde lijn (de normaal). Opmeten geeft i = 23°.
De hoek van breking is de hoek tussen de gebroken lichtstraal en de gestippelde lijn. Deze hoek opmeten geeft r = 14°.
De brekingsindex volgt vervolgens uit de wet van Snellius:
n = sin i / sin r = sin 23 / sin 14 = 1,6
Uitwerking vraag (b)
Het glas is overal even dik en dus niet bol of hol.
Uitwerking vraag (c)
De ooglens is te sterk. De lichtstralen moeten minder geconvergeerd worden. Bijziende mensen moeten de bril dus in de - stand gebruiken. De + stand zal de lichtstralen alleen maar meer convergeren.
Uitwerking vraag (d)
Teken eerst een lijn evenwijdig aan de hoofdas vanaf het beeld tot (en voorbij aan) de lens. Omdat de lichtstraal aan de andere kant van de lens evenwijdig aan de hoofdas verder gaat, lijkt deze lichtstraal uit het brandpunt te komen. Het brandpunt kan dus gevonden worden door vanaf de lens de lijn te tekenen tot het voorwerp. Als je deze lijn doortrekt tot de hoofdas vind je het brandpunt. Zie onderstaande figuur.
Zoals je ziet in bovenstaande figuur is de brandpuntafstand 60 cm.
