Thema: Licht en geluid - kopie 1

Thema: Licht en geluid

Inleiding

Licht maakt alles om ons heen zichtbaar. Zonder licht zou je niets zien! Licht en geluid bepalen in grote mate je dagindeling en je gedrag en hebben grote invloed op jouw emoties. Zonder licht en geluid zou het leven maar donker en stil zijn.

Maar wat is licht nu eigenlijk? Hoe ontstaat kleur? Dankzij onderzoek is er inmiddels heel veel bekend over licht. Dit onderzoek heeft ook veel opgeleverd. Licht kun je zo manipuleren dat bijvoorbeeld hele kleine voorwerpen en voorwerpen op hele grote afstand zichtbaar worden. 

In dit thema ga je licht onderzoeken. Zo leer je over licht, en over het doen van onderzoek.

Wat weet ik al?

Wat weet je al van de onderwerpen licht?

Bekijk het onderstaande woordweb. Vul het woordweb aan (dit doe je in de papieren opdracht).

Wat ga ik leren?

Vakinhoudelijk

  • Je kunt een voorbeeld geven van een directe lichtbron en een voorbeeld van een indirecte lichtbron
  • Je kunt een voorbeeld geven van diffuse terugkaatsing en een voorbeeld van spiegelende terugkaatsing
  • Je kunt met een tekening laten zien hoe schaduw ontstaat als licht op een niet-doorschijnend voorwerp valt
  • Je kunt construeren hoe een lichtstraal wordt gereflecteerd door gebruik te maken van de spiegelwet 'hoek van inval = hoek van terugkaatsing'
  • Je kunt construeren hoe een bolle lens een lichtstraal convergeert en kunt dit vergelijken met de werking van een accomoderend oog
  • Je kunt beschrijven dat als licht op een prisma valt het wordt gebroken in het spectrum van wit licht
  • Je kunt beschrijven dat door het mengen van primaire lichtkleuren verschillende kleuren kunnen worden gemaakt

 

Leerdoelen onderzoeksvaardigheden

  • Je kunt bij een gegeven hoofdvraag een aantal deelvragen formuleren die passen bij het doel van het onderzoek
  • Je kunt een keuze maken uit een aantal gegeven hypotheses
  • Je kunt uit een aantal voorgestelde onderzoeksmethodes de onderzoeksmethode kiezen die past bij de onderzoeksvraag
  • Je kunt een deels ingevuld onderzoeksplan aanvullen
  • Je kunt met de gegeven materialen het onderzoek opzetten en uitvoeren volgens het onderzoeksplan
  • Je kunt de gegevens verzamelen en overzichtelijk bewaren
  • Je kunt gegevens verwerken tot een grafiek of andere weergavevorm
  • Je kunt antwoord geven op de onderzoeksvraag
  • Je kunt de onderzoeksresultaten en conclusies vergelijken met de hypothese
  • Je kunt tips geven voor een nieuw onderzoek op basis van de vergelijking van onderzoeksresultaten en conclusies
  • Je kunt beoordelen hoe het onderzoek is verlopen en je geeft tips om het onderzoek te verbeteren
  • Je kunt benoemen dat de resultaten van het onderzoek, binnen gegeven marges, nauwkeurig zijn
  • Je kunt een onderzoeksverslag schrijven over het onderzoek volgens een gegeven structuur
  • Je kunt met een groepje een presentatie over het uitgevoerde onderzoek verzorgen

Wat ga ik doen?

Onderdeel Tijd in uren
Inleiding 1
Licht 7
Kleur 2
Afsluiting 1
Totaal 11

Licht

Inleiding

Antoni van Leeuwenhoek (1632 – 1723)

Ik was een Nederlandse zakenman en leefde in de Gouden Eeuw waarin de Republiek der Zeven Verenigde Nederlanden een bloeiperiode doormaakte van handel, wetenschap en kunsten.

In Delft werkte in als lakenhandelaar en was ik geïnteresseerd in het maken van lenzen. Eenvoudige lenzen werden toen als vergrootglas gebruikt bij de controle van stoffen. Het lukte mij om lenzen te maken die veel sterker vergrootten. Zo sterk zelfs dat ik allerlei dingen ontdekte zoals bloedlichaampjes, haarvaten en spermatozoïden.

Dingen die nog nooit eerder een mens had gezien. En dit door lichtstralen te manipuleren met een lens.

Waarnemen

De Nederlander Antoni van Leeuwenhoek wordt vaak genoemd als uitvinder van de microscoop.
Met deze microscoop opende hij een wereld die voorheen verborgen was.

Een microscoop maakt gebruik van lenzen.
Lenzen worden ook gebruikt in telescopen.
Dit keer niet om kleine voorwerpen te kunnen zien, maar juist om heel ver weg te kunnen kijken.

Opdracht

Maak een telescoop.
Zie opdracht “maak_telescoop.pdf” van Ruimtevaartindeklas.

Je hebt twee lenzen nodig.

  • Je hebt lens nummer 2 nodig (met een diameter van 16,5 millimeter en een sterkte van +66,7).
  • En je hebt lens nummer 8a nodig (met een diameter van 40,0 millimeter en een sterkte van +5,6)

De eisen zijn:

  • met de telescoop moet je meer detail van een voorwerp kunnen zien (hij heeft één of meerdere lenzen nodig)
  • met de telescoop moet je scherp kunnen stellen (hij moet kunnen uitschuiven)
  • de telescoop moet stevig zijn

Je wordt als volgt beoordeeld:

  Goed (5) Voldoende (3) Beginner (1)
Vergroten en scherp stellen (2x) Een voorwerp op grote afstand wordt haarscherp in beeld gebracht Een voorwerp op afstand kan scherp in beeld gebracht worden Een voorwerp op kleine afstand kan redelijk scherp in beeld gebracht worden
Stevigheid De telescoop voelt erg stevig en kan intensief gebruikt worden De telescoop is redelijk stevig en kan een aantal keer gebruikt worden De telescoop is niet zo stevig
Afwerking De telescoop is mooi afgewerkt De telescoop is redelijk afgewerkt De telescoop is rommelig afgewerkt

Het criterium “vergroten en scherp stellen” weegt het zwaarst.

Telescoop

Lever je telescoop in bij de docent

Verklaren

Tip:
Maak gebruik van het volgende filmpje:

 

Werking van de telescoop.

 

Je hebt een telescoop gemaakt.
Verklaar hoe deze werkt. Dit werk je uit in de papieren opdracht

 

Vergroting

 

Welk van de twee lenzen (2 en 8a) vergroot het sterkst?
Hoe verklaar je dat? Werk je antwoord uit in de papieren versie.

 

Onderzoeksverslag

Onderzoeksverslag

 

Je gaat een onderzoek doen naar licht.
Je gaat het brandpunt bepalen van de lenzen van je telescoop.
Gebruik het onderzoeksverslag in de papieren opdracht als leidraad bij het onderzoek en vul het aan.

Lever het onderzoeksverslag in bij je docent (dit doe je via IL)

Bekijk eerst de informatie over het schrijven van een verslag:

Natuurwetenschappelijk verslag schrijven

Theorie - Licht

Om iets te kunnen zien heb je licht nodig.
Licht komt van een lichtbron.

Een lichtbron straalt licht uit. Lichtbronnen die zelf licht uit stralen noem je directe lichtbronnen.
Een indirecte lichtbron is een lichtbron die het licht van een andere lichtbron weerkaatst.

Licht verspreidt zich van een lichtbron in alle richtingen.
Een kenmerk van lichtstralen is dat ze in principe rechtdoor gaan.
Een bundel lichtstralen noem je ook wel een lichtbundel.
Voorwerpen die door de lichtbron verlicht worden kun je zien, omdat ze het licht weerkaatsen.
Omdat lichtstralen rechtdoor gaan, kan het licht op sommige plekken niet komen.
Waar het licht niet kan komen, heb je schaduw.

Omdat licht zich verplaatst in rechte lijnen, teken je lichtstralen ook als rechte lijnen.

Theorie - Spiegel

Als licht op een spiegel komt, wordt het licht teruggekaatst.

Bekijk de tekening. Komt een lichtstraal op een gladde spiegel dan is de hoek waaronder de lichtstraal op de spiegel komt dezelfde als de hoek waaronder de lichtstraal wordt teruggekaatst.

Daarbij geldt:

De hoek van inval (∠ i) is gelijk aan de hoek van terugkaatsing (∠ t). Dit staat bekend als de spiegelwet.
De normaal is de denkbeeldige lijn die loodrecht op de spiegel staat.

Als licht op een spiegelend voorwerp valt, wordt het weerkaatst. Licht kan spiegelend weerkaatst worden of diffuus weerkaatst. Bij diffuse weerkaatsing valt het licht op een ruw oppervlak en worden de lichtstralen in verschillende richtingen weerkaatst.

Theorie - Lenzen

Een lens is een doorzichtig voorwerp veelal van glas of plastic.
Lenzen worden gebruikt om lichtbundels te richten. Als je met een lamp op een lens schijnt, zie je dat het licht van richting verandert als het door de lens gaat.

Lenzen kom je bijvoorbeeld tegen in een beamer, in een fototoestel of in een bril. De lenzen zorgen er voor dat er van een voorwerp een beeld op de juiste scherpte wordt weergegeven.

Bolle lenzen zijn in het midden dikker dan aan de rand. Als er licht op een bolle lens valt, buigt het licht zo af dat de lichtstralen dichter naar elkaar toegaan.

Het punt waar alle lichtstralen samenvallen, noem je het brandpunt (F).
De afstand van het midden van de lens tot het brandpunt wordt de brandpuntsafstand (f).
Hoe boller de lens, hoe kleiner de brandpuntsafstand. Hoe boller de lens, hoe sterker de lens.

Theorie - Oog

In je oog zit een bolle lens. Alles wat je bekijkt wordt door de lens verkleind op het netvlies geprojecteerd.
De bolheid van je ooglens kan variëren. Als je naar iets kijkt wat dichtbij is, is je ooglens boller dan als je kijkt naar iets dat verder weg is. Het veranderen van de dikte van je ooglens wordt accommoderen genoemd.

Verwerken

Maak de volgende opdracht op IL: Opdracht Licht  (verwerking 1)

In het logboek staan ook nog twee verwerkingsopdrachten.
Maak deze.

Kleur

Inleiding

Isaac Newton (1643 – 1727)

Ik word gezien als een van de grootste wetenschappers aller tijden. Vooral omdat ik de beweging van het kleinste veertje en van de grootste planeet kon beschrijven in drie eenvoudige wetten. Maar ook vanwege mijn onderzoek naar licht.

In 1665 woedde de builenpest in Londen. Iedereen met een greintje verstand ontvluchtte de stad, en ik dus ook. Ik trok me terug in mijn ouderlijke huis en deed daar onderzoek naar licht. Om te kijken of kleur een illusie was die door het oog werd opgewekt, nam ik een botte houten naald en duwde die zo ver mogelijk tussen mijn oogbal en jukbeen, om deze vervolgens onder diverse omstandigheden wat heen en weer te wrikken. Het leverde allerlei effecten op, die me tot de conclusie brachten dat het oog niet veel anders is als een lens.

Ik raakte overtuigd dat licht en kleur niet door het oog werden opgewekt. Om dit verder te onderzoeken maakte ik een gaatje in het luik van mijn werkkamer waar een klein straaltje licht doorheen viel. Leidde ik die lichtbundel door een prisma, dan verscheen een langwerpig spectrum aan kleuren op de muur. Het prisma rafelde het licht op de een of andere manier uiteen. Voegde ik nóg een prisma toe, dan bleek de uiteengerafelde bundel weer samengebald te worden tot wit licht. Isoleerde je een enkele kleur uit het spectrum, dan hield het die kleur ongeacht wat je ermee uithaalde.

Dit was een enorme doorbraak. Kleur was niet een vervuiling van het licht of een illusie van het oog, maar een inherente eigenschap van licht. Een voorwerp had kleur omdat het zonlicht op een bepaalde manier reflecteerde.

Waarnemen

Lees de volgende informatie goed door: De kleurencirkel

Maak een kleurencirkel in de papieren opdracht.

 

Verklaren

Theorie

Als lichtstralen van een stof naar andere stof gaan treedt er op het grensvlak van de twee stoffen bijna altijd breking op: de lichtstralen gaan in een andere richting verder.
De oorzaak van de breking is dat de lichtsnelheid in beide stoffen verschilt.

Voorbeeld
Bekijk de figuur.
Een lichtstraal gaat van lucht naar glas.
Bij de overgang naar een dichtere stof is de breking 'naar de normaal' toe.
hoek i is groter dan hoek r.

Lichtstralen die loodrecht op het glas vallen worden niet gebroken.

Wit licht is een mengsel van kleuren. Dat zie je goed als je wit licht door een prisma ziet gaan. Er treedt dan breking op van de lichtstraal. Niet alle kleuren buigen echter hetzelfde af.
Het licht breekt dan uiteen in een spectrum van verschillende kleuren:

  • rood,
  • oranje,
  • geel,
  • groen,
  • blauw,
  • violet.

Een regenboog is ook 'uiteen gevallen' witlicht. Een regenboog ontstaat als wit licht weerkaatst wordt door een regendruppel. Een regenboog zie je dan ook alleen als de zon schijnt en als het geregend heeft.

Een gekleurd voorwerp weerkaatst alleen licht dat dezelfde kleur heeft. Een rood voorwerp weerkaatst dus alleen rood licht, de rest van het licht wordt geabsorbeerd.

Een wit voorwerp absorbeert geen enkele kleur. Alle kleuren worden weerkaatst.
Een zwart voorwerp absorbeert alle kleuren. Geen enkele kleur wordt weerkaatst.

Rood, groen en blauw worden de hoofdkleuren of primaire lichtkleuren genoemd. Het menselijk oog is alleen gevoelig voor deze drie lichtkleuren of mengsels daarvan. Met deze drie lichtkleuren kunnen alle zichtbare kleuren worden gemaakt.

Verwerken

Maak de volgende opdracht op IL: Opdracht Kleur (verwerking 2)

Afsluiting

Evalueren

Beantwoord de volgende vragen in je papieren opdracht.

  1. Ik geef het thema "Licht" het volgende cijfer: ...
  2. Waar heb je veel van geleerd?
    Schrijf eventueel ook op wat je geleerd hebt.
  3. Waar heb je weinig aan gehad?
    Wat kan beter?

  • Het arrangement Thema: Licht en geluid - kopie 1 is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Elianne de Roon
    Laatst gewijzigd
    2025-01-21 12:32:05
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Studiebelasting
    4 uur 0 minuten
    Trefwoorden
    arrangeerbaar, arrangeerbare, leerlijn, rearrangeerbare

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    VO-content NaSk. (2021).

    Thema 4: Licht en geluid

    https://maken.wikiwijs.nl/127232/Thema_4__Licht_en_geluid

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van