3.3 lenzen en constructiestralen

3.3, Lenzen en constructiestralen

1 / 42

Slide 1: Tekstslide

NatuurkundeMiddelbare schoolhavoLeerjaar 3

In deze les zitten 42 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

Lesduur is: 45 min

Onderdelen in deze les

3.3, Lenzen en constructiestralen

Slide 1 - Tekstslide

leerdoelen

Je kunt uitleggen hoe een bolle lens evenwijdige lichtstralen laat convergeren.

Je kunt de volgende begrippen juist toepassen:

convergeren en divergeren
convergerende en divergerende werking
beeldafstand, voorwerpsafstand, brandpuntsafstand

Slide 2 - Tekstslide

evenwijdige stralen door bolle lens

Slide 3 - Tekstslide

evenwijdige stralen

Stralen die evenwijdig lopen aan de optische hoofdas, gaan aan de andere kant van de bolle lens door het brandpunt.

Slide 4 - Tekstslide

De werking van een lens

De zwarte streepjes zijn de normaallijnen: breking naar de normaal toe, dan weer ervan af.

Slide 5 - Tekstslide

De werking van een lens, vervolg

De lens is precies zo gevormd, dat evenwijdige lichtstralen na dubbele breking door het brandpunt lopen.

Slide 6 - Tekstslide

Zijn de stralen convergent of divergent?

Slide 7 - Tekstslide

Heeft de lens een convergerende of divergerende werking?

In welke plaatjes is de convergerende werking van een positieve lens te zien?

Slide 8 - Tekstslide

Fresnel-lens (uitspraak: "freh-nel")

Lenzen die heel groot moeten zijn, zoals die in een vuurtoren, zijn plat! Het gaat hier niet om de kwaliteit van het beeld, maar om de breking.

Slide 9 - Tekstslide

constructiestralen construeren

De lens veroorzaakt een beeld van het voorwerp. De constructiestralen geven aan waar dat beeld is (ten opzichte van de lens en het voorwerp).

Slide 10 - Tekstslide

handig construeren

Je wist al:

lichtstralen die evenwijdig lopen aan de optische hoofdas, lopen aan de andere kant door het brandpunt;
Lichtstralen die aan de ene kant van de lens door het brandpunt lopen, lopen andere kant evenwijdig aan de hoofdas.
lichtstralen die door het hart van de lens lopen, vervolgen hun rechte route, dus zonder te worden gebroken.

Slide 11 - Tekstslide

Constructiestralen, een simulatie

Deze link

let op de begrippen voorwerp, voorwerpsafstand, beeld, beeldafstand, brandpunt, brandpuntsafstand.

NB:

afstanden met kleine letter,
punten, zoals F, met hoofdletter.

Slide 12 - Tekstslide

https:

Slide 13 - Link

Lenzen en constructiestralen, deel 2

Lenzenformule, deel 2: rekenen en tekenen

vergrotingen op twee manieren uitrekenen

opgaven par. 3.3

Slide 14 - Tekstslide

De lenzenformule

Er is een vaste wiskundige verhouding tussen voorwerpsafstand v, beeldafstand b, en brandpuntsafstand f

\frac{​ 1 ​ ​}{​ f ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ v ​} + \frac{​ 1 ​ ​}{​ b ​}

Slide 15 - Tekstslide

lenzenformule toepassen

Waar komt het beeld? Het beeld komt op afstand b van de lens. Dus voor een scherp beeld moet je daar je scherm plaatsen.

brandpuntsafstand f = 3 cm

voorwerpsafstand v = 3,75 cm

\frac{​ 1 ​ ​}{​ b ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ f ​} - \frac{​ 1 ​ ​}{​ v ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ 3 ​} - \frac{​ 1 ​ ​}{​ 3 . 7 5 ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ 1 5 ​} d u s b = 15 c m

Slide 16 - Tekstslide

construeren

oefening 1

Het voorwerpspunt is 2,5 cm boven de optische hoofdas. De voorwerpsafstand v = 5 cm. De brandpuntsafstand f = 3 cm.

Construeer de bijzondere stralen. Construeer vervolgens het beeld.

Voorbeeld bekijken? --> Deze animatie

uitwerking bekijken? Deze link

Slide 17 - Tekstslide

lenzenformule / construeren

oefening 1

De voorwerpsafstand v = 5 cm. De brandpuntsafstand f = 3 cm.

Bereken de beeldafstand b.

Slide 18 - Tekstslide

nog twee oefeningen

f = 2.1 cm, v = 7 cm. Bereken beeldafstand b.
f = 3 cm, b = 8 cm. Bereken voorwerpsafstand v.

Slide 19 - Tekstslide

En nu echt tekenen in je schrift

f = 2.1 cm, v = 7 cm. Het voorwerpspunt is 4 cm onder de hoofdas. Construeer het beeld d.m.v. bijzondere stralen. Bepaal beeldafstand b , dwz meet de afstand op.
f = 3 cm, b = 8 cm. Het beeld steekt 4 cm naar beneden. Construeer het voorwerp d.m.v. bijzondere stralen. Bepaal voorwerpsafstand v, door het op te meten.

Slide 20 - Tekstslide

par. 3.3 deel 3, Vergroting

nodig voor de les:

rekenmachine
boek (blz. 66)
pen, potlood, gum
geodriehoek
telefooncamera
lees alvast bron 9,

("lenzen en beelden")

Slide 21 - Tekstslide

Het plaatje rechts komt uit Erik of het Klein Insectenboek, van Godfried Bomans

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Vandaag

Even opfrissen
Uitleg over beeldvergroting + oefeningen
huiswerkopdrachten van par. 3.3, 3.4 maken

Slide 24 - Tekstslide

even opfrissen: f, v, b en V, B en F

Slide 25 - Tekstslide

De lenzenformule

Er is een vaste wiskundige verhouding tussen voorwerpsafstand v, beeldafstand b, en brandpuntsafstand f

\frac{​ 1 ​ ​}{​ f ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ v ​} + \frac{​ 1 ​ ​}{​ b ​}

Slide 26 - Tekstslide

lenzenformule toepassen

Waar komt het beeld? Het beeld komt op afstand b van de lens. Dus voor een scherp beeld moet je daar je scherm plaatsen.

brandpuntsafstand f = 3 cm

voorwerpsafstand v = 3,75 cm

\frac{​ 1 ​ ​}{​ b ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ f ​} - \frac{​ 1 ​ ​}{​ v ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ 3 ​} - \frac{​ 1 ​ ​}{​ 3 . 7 5 ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ 1 5 ​} d u s b = 15 c m

Slide 27 - Tekstslide

brandpunts-afstand f = 1,67 cm,
voorwerps-afstand v = 2 cm.

Bereken beeld-afstand b.

\frac{​ 1 ​ ​}{​ f ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ v ​} + \frac{​ 1 ​ ​}{​ b ​}

ongeveer 0,1 cm

ongeveer 10 cm

ongeveer 1 cm

ongeveer - 10 cm

Slide 28 - Quizvraag

voorwerpsafstand v = 9 cm,
beeldafstand b = 4,5 cm.

** Bereken de brandpuntsafstand f **

\frac{​ 1 ​ ​}{​ f ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ v ​} + \frac{​ 1 ​ ​}{​ b ​}

4,5 cm

0,33 cm

3,0 cm

40,5 cm

Slide 29 - Quizvraag

leerdoelen

Je kunt een vergroting uitrekenen

- door vergelijking tussen voorwerpsgrootte en beeldgrootte,

- door vergelijking tussen voorwerpsafstand en beeldafstand

Slide 30 - Tekstslide

Voorwerpsgrootte en beeldgrootte

Deze animatie bekijken

Vergroting geef je aan met de hoofdletter N.

De vergroting is gelijk aan de beeldgrootte in verhouding tot de grootte van het voorwerp. De 'vergroting' kan dus ook een verkleining zijn.

N = \frac{​ b e e l d g r o o t t e ​ ​}{​ v o o r w e r p s g r o o t t e ​} = \frac{​ B ​ ​}{​ V ​}

Slide 31 - Tekstslide

Vergroting als Beeld gedeeld door Voorwerp

Slide 32 - Tekstslide

Zonder Lockdown zou dit plaatje met deze vraag op het whiteboard zijn geprojecteerd. In de beamer is dit plaatje (V) 6 cm breed. Op het whiteboard wordt het beeld (B) van dit plaatje 1,5 m breed. Bereken de vergroting.

25 x

2,5 x

4 x

90 x

Slide 33 - Quizvraag

Op een muur is de 4,0 m grote schaduw van een kind zichtbaar. De vergroting is 5 x. Hoe lang is het kind?

2,0 m

1,25 m

0,80 m

75 cm

Slide 34 - Quizvraag

De camera van je smartphone (of laptop) bevat een heel kleine beeldchip. Het beeld van een persoon van 1,80 m lang is op die beeldchip 1,8 mm groot.
**Bereken de vergroting**

0,01 x

0,001 x

0,002 x

0,1 x

Slide 35 - Quizvraag

2x zo ver is ook 2x zo groot

Slide 36 - Tekstslide

Vergroting uitrekenen met

N = beeldafstand b gedeeld door voorwerpsafstand v.

N = \frac{​ b ​ ​}{​ v ​}

Slide 37 - Tekstslide

conclusie over vergrotingen

Dus

N = \frac{​ B ​ ​}{​ V ​} e n N = \frac{​ b ​ ​}{​ v ​}

\frac{​ B ​ ​}{​ V ​} = \frac{​ b ​ ​}{​ v ​}

Slide 38 - Tekstslide

Het voorwerp staat op 22 cm afstand van de lens. De beeldafstand is 26,4 cm. Bereken de vergroting N.

48,4 x

0,83 x

1,2 x

581 x

Slide 39 - Quizvraag

De beeldafstand is 60 cm. De voorwerps-afstand is 12 mm. Bereken de vergroting.

5 x

15 x