Fysica lichtbreking PDF

Preview

Summary

Samenvatting van lichtbreking in de fysica....

Description

Fysica: Lichtbreking - Als een lichtstraal loodrecht invalt op het scheidingsoppervlak tussen 2 stoffen, dringt hij loodrecht de 2de stof binnen. - Als een lichtstraal schuin invalt op het scheidingsoppervlak tussen 2 stoffen, verandert hij aan dat scheidingsoppervlak van richting; de lichtstraal breekt. Dit fenomeen noemen we het breken van licht. Men spreekt ook van refractie.

Benamingen:

1. Het oppervlak dat de grens vormt tussen twee stoffen = het grensoppervlak Symbool= s 2. De lichtstraal die invalt op het scheidingsoppervlak = de invallende straal Symbool= i 3. Het snijpunt van de invallende straal en s = het invalspunt Symbool: I 4. De rechte door I, loodrecht op s = de normaal Symbool: n 5. De hoek gevormd door de invallende straal en n = de invalshoek

i

Symbool: a 6. De lichtstraal die doordringt in stof B = de gebroken straal Symbool: r 7. De hoek gevormd door de gebroken straal en n = de brekingshoek

r

Symbool: b In bovenstaande figuur is de brekingshoek kleiner dan de invalshoek, dit noemen we breking naar de normaal toe.

1) lucht --> plexiglas: optisch ijler naar optisch dichter -

De invallende straal, de gebroken straal en de normaal liggen altijd in eenzelfde vlak, loodrecht op het scheidingsoppervlak.

-

Er is breking naar de normaal toe d.w.z. voor van nul verschillende invalshoeken, geldt:

il> r p

-

De verhouding

sin il sin r g is constant = de brekingsindex voor de overgang van

nl → p=¿

sin il sin r g

nl → p=¿ lucht naar plexiglas. We vinden -

Naarmate î l nadert tot de maximale invalshoek (90°), nadert r p tot de maximale brekingshoek. We noemen die hoek de grenshoek. Voor de overgang lucht plexiglas bedraagt de grenshoek 42°.

2) plexiglas --> lucht: optisch dichter naar optisch ijler -

Er is breking van de normaal weg d.w.z. voor van nul verschillende invalshoeken, geldt:

il< r p sin i p 2 bedraagt 3 sin r l We zien een verband tussen n p → l en nl → p : het omgekeerde

-

De brekingsindex n p → l

-

Wanneer de invalshoek groter wordt dan de grenshoek, dan is er geen breking meer.

=

Besluit:

-

bij breking van lucht naar plexiglas is er breking naar de nromaal toe; bij breking van plexiglas naar lucht is er breking weg van de normaal.

-

het verband tussen de invalshoek î en de brekingshoek r is gegeven door

sin î sin r

=

n, waarbij de brekingsindex n een constante is.

-

We vinden

nl → p

=

3 2

en

2 np → l = 3

Brekingswetten: 1) de invallende straal, de gebroken straal en de normaal liggen altijd in eenzelfde vlak, loodrecht op het scheidingsoppervlak. 2) bij de overgang van optisch ijler naar optisch dichter is er breking naar de normaal toe; bij overgang van optisch dichter naar optisch ijler is er breking weg van de normaal. 3) volgens de wet van Snellius verloppt de overgang van een middenstof a naar een middenstof b volgens een constante brekingsindex, die afhankelijk is van beide middenstoffen. Deze wordt gegeven door de formule na → b=

sin î a sin r b

4) de stralengang is omkeerbaar ,daarom geldt nb → a=

sin î b sin r a

Grenshoek en totale terugkaatsing: * definitie: De maximale brekingshoek bij de overgang van optisch ijler naar optisch dichter noemen we de grenshoek îg * verband tussen de grenshoek en de brekingsindex:

sin 90° 1 =n a →b ⟺ sin î g = sin î g na →b * Wanneer de invalshoek van het licht groter is dan de grenshoek bij de overgang van optisch dichter naar optisch ijler, wordt het licht volledig teruggekaatst aan het scheidingsoppervlak. We spreken dan van totale terugkaatsing. 2 toepassing van totale terugkaatsing: - glasvezelkabels (voor internet) - periscoop (vanuit duikboot door 2 gelijkbenige prisma's)

definitie: Een prisma is elk soort doorzichtig voorwerp met 2 snijdende grensvlakken. De hoek tussen de grensvlakken noemen we de tophoek Â. Als je ee lichtstraal laat invallen op een prisma, wordt die 2x gebroken (als er geen totale terugkaatsing is).

het omkeerpisma: in sommige optische toestellen, dient een beeld omgekeerd te worden. Dat kan met een omkeerprisma....