Lichtgolven

Om terug of verder te gaan binnen de lessenreeks van perceptie, klik op de pijl van het uitklapmenu onderaan deze bijles en kies de les van jouw keuze.

Welke natuurkundige grootheden spelen een rol?

Bij het licht dat je ogen opvangen hebben we te maken met dezelfde golfeigenschappen: golflengte, frequentie, golfsnelheid, amplitude en energie. Ook hier treedt breking op omdat de golfsnelheid van het licht in glas of water bijvoorbeeld lager is dan in lucht.

Bij elke golf wordt er energie getransporteerd: trillende deeltjes moeten dus een kracht op elkaar uitoefenen. Daarmee verrichten ze arbeid en brengen zo de energie over op het volgende deeltje van de golf. Dat gebeurt ook bij elektromagnetische golven. Er worden elektrische- en magnetische krachten uitgeoefend.

Elektromagnetische golven

De kracht op een deeltje op één bepaalde plaats is:

>

Het patroon dat ontstaat als je naar een rijtje deeltjes krijgt:

>

Waarin de plaats x en de tijd t allebei voorkomen.

Bijvoorbeeld bij twee elektronen: elektron 1 beweegt langs een verticale lijn op en neer. Elektron 2 kan ook langs een verticale lijn bewegen (beide elektronen zitten bijvoorbeeld in een metalen antenne).

Maar het duurt even voordat een tweede elektron de veranderende elektrische kracht van het eerste elektron voelt. Die uitbreiding van de krachtwerking kun je beschrijven met een golf, er 'golft' dus niets echt. Net zoals bij dit voorbeeld voor de elektrische kracht werkt er ook een veranderende magnetische kracht op elektron 2, vandaar de naam elektromagnetische golven.

Hoeveelheid licht meten

Normaal spreek je van lichtsterkte, er is bijvoorbeeld veel of weinig licht. Als natuurkundigen de energie van het licht willen meten gebruiken we vaak het begrip intensiteit: de hoeveelheid lichtenergie die per seconde (loodrecht) door een oppervlak van één vierkante meter gaat. In het vorige onderdeel heb je gezien dat de hoogte van een golf ook wel amplitude genoemd wordt. De energie van een golf neemt natuurlijk toe als de hoogte groter wordt en zo gaat het ook met de energie van lichtgolven. Als de amplitude toeneemt, neemt ook de energie en daarmee de intensiteit van een golf toe. Kortweg:

>

Bij het meten van de intensiteit van licht gebruiken we verschillende begrippen:

• het uitzenden van licht heet emissie
• het doorlaten van licht heet transmissie
• het terugkaatsen van licht noemen we reflectie
• het opvangen van licht heet receptie

Rekeninghouden gevoeligheid lichtkleuren

Als je er ook rekening mee wilt houden dat je ogen niet alle kleuren even goed kunnen zien, kun je beter werken met het begrip lichtflux. Bepaalde golflengtes 'tellen' dan minder sterk mee bij het bepalen van de intensiteit.

In een beamer moet het kleine LCD schermpje bijvoorbeeld heel veel licht doorlaten om een helder beeld op het scherm te krijgen.

In een rood/groen brilletje dat je kunt gebruiken om naar 3-dimensionale beelden te kijken, wordt het licht van een bepaalde kleur doorgelaten en de andere kleuren niet. Tenminste, dat zou zo zijn bij een ideaal brilletje! In werkelijkheid zal de intensiteit van de andere golflengtes niet helemaal nul zijn. Het beeldscherm van je computer zendt ook niet alle kleuren even sterk uit. Voordat je 3D-plaatjes kunt gaan maken moet je dus eerst even kijken of brilletje en scherm wel bij elkaar passen.

Om te testen of jouw brilletje geschikt is voor het beeldscherm dat je gebruikt is hier een testplaatje voor een rood/groen brilletje:

In deze lesmodule kun je ook een opdracht vinden om met je digitale camera en het programma Anamaker zelf 3D foto's te maken en te bekijken met je rood-groen brilletje.