Introductie
Net als het weer is licht een volstrekt alledaags verschijnsel. Dagelijks komt de zon op die ervoor zorgt dat het licht wordt. En dagelijks doen we zonder erbij na te denken een lamp aan. Maar als je er even over nadenkt, stuit je al gauw op een heleboel vragen waar we niet zomaar een antwoord op hebben. Licht en zien blijken een mysterie.
Hoe komt het bijvoorbeeld dat de lucht overdag blauw is, terwijl de zon wat gelig wit is en de lucht 's nachts zwart is? En waar komt die regenboog ineens vandaan? Soms zie je een lichte ring rond de zon, een halo. Hoe kan dat nu weer? En soms lijkt het in de zomer alsof het wegdek nat is terwijl het superheet en droog is.
Om dat te kunnen snappen, moet je behoorlijk wat weten van wat licht is en hoe dat werkt.
Is de lucht eigenlijk wel blauw? Of zien we dat alleen maar zo?
Zien
Wat is dat eigenlijk, (iets) zien? Wat zien we dan? En waar gebeurt er dan iets? In onze ogen? In onze hersenen? En dat ding dan, dat 'iets', komt dat op een of andere manier in ons hoofd? Nee natuurlijk. Er komt alleen maar een beeld in ons hoofd. Zien is dus zoiets als iets waarnemen door er een beeld van te vormen in ons hoofd. Maar hoe werkt dat dan? En is alles wat we 'zien' ook wáár? Heb je wel eens van 'optische illusies' gehoord? Zinsbegoochelingen eigenlijk. Denk ook nog weer even aan dat 'natte wegdek' op een warme zomerdag; is dat echt nat?
Zien, dat heeft iets met licht te maken; dat weet iedereen. Is dat de enige manier? Nee. Het blijkt dat we ook een beeld kunnen vormen van iets met zoiets als röntgenstralen (wat dat precies zijn, leren we later). Of door te voelen. En zelfs met geluid (wat geluid is, komt ook later aan de orde). Dat kan zelfs zonder apparaten. Het blijkt bijvoorbeeld dat mensen - als ze blind zijn bijvoorbeeld - kunnen leren te 'zien' door zelf geluid te maken. Ongeveer zoals een vleermuis ook met geluid kan 'zien' waar zich een mugje of een muur bevindt.
Maar voorlopig houden we het maar even bij licht zien. Of zien met licht.
Maar wat is schaduw dan precies? En hoe zit het eigenlijk met kleuren zien? Waarom is de lucht overdag blauw, terwijl de zon een beetje gelig is en de lucht 's nachts zwart is? Hoe kan het dat sommige mensen kleurenblind zijn?
Kortom, allemaal vragen inderdaad. En zo zijn er nog veel meer te stellen.
Licht, een vreemd 'goedje'
Licht is eigenlijk maar een vreemd goedje. Licht plus licht betekent niet altijd méér licht, maar blijkt soms donker op te kunnen leveren. "We all know what light is, but it is not easy to tell what it is", zei een onderzoeker honderden jaren geleden dan ook. Of eigenlijk, is het wel een 'goedje'? in de 17e eeuw ontdekte de Nederlandse natuurkundige Christiaan Huijgens dat licht een soort golfverschijnsel was, net als de golven op het water. Maar wat golft er dan? Net als bij warmte dacht men dat het een soort dunne stof was die golfde; ether noemde men dat. Later ontdekte men dat er helemaal niet zo'n stof is. Om het nog gekker te maken; men ontdekte dat licht ook uit allemaal losse deeltjes bestaat, wat men vóór de 17e eeuw ook dacht. Maar hoe kunnen losse deeltjes nu golven? Is het dan een soort dans van deeltjes? We kunnen het eigenlijk nog steeds niet precies zeggen.
Licht is dus best een mysterieus verschijnsel. Het is volstrekt alledaags. Maar het heeft tegelijk uiterst merkwaardige eigenschappen. En het blijkt de verbinding te vormen met het volstrekt buitengewone en onvoorstelbare. De eigenschappen van het licht bepalen hoe de wereld zich in het allergrootste gedraagt; denk daarbij bijvoorbeeld aan zwarte gaten. En tegelijk heeft onderzoek aan licht bijgedragen aan onze kennis van hoe de wereld zich gedraagt in het allerlkleinste; denk aan elektronen en nog kleinere 'deeltjes' die we quanta noemen.
Licht en het onderzoek daaraan hebben dus bijgedragen aan ons beeld - dar hebben we dat woord weer - van de werkelijkheid. En dan blijkt dat de werkelijkheid heel anders is dan we op het eerste gezicht denken. Dat heeft ons zelfs geleerd dat we helemaal niet kunnen bepalen wat de werkelijkheid nu écht is. Het enige dat we kunnen is voortdurend nagaan of de beelden die we van de werkelijkheid maken (theorieën noemen we dat) overeenstemmen met wat we waarnemen. Maar die theorieën bepalen een beetje wat we zien en wat niet. En onze waarneming beïnvloedt een beetje de werkelijkheid. Dus ja, wat is er nu waar?
Aan de slag
Maar goed, dit is allemaal nog veel te ingewikkeld en hoef je nog niet allemaal te begrijpen. We houden het eerste wat simpeler.
Laten we aan de slag gaan. Dat kan op twee manieren:
- volg de onderstaande quest
- of bestudeer eerst hoofdstuk 3.5 en paragraaf 3.8.1 van NOVA NASK1 kgt (voor vmbo- en mavo-leerlingen met een licentie daarvoor) en bekijk daarna de onderstaande quest en het aanvullende materiaal dat daarin genoemd wordt.
Als er practica worden genoemd, maak dan een afspraak met mij.
Derdejaars H/V-leerlingen kunnen deze quests ook volgen. Ik verwijs ook steeds naar hoofdstukken in NOVA natuurkunde hv, voor die leerlingen die daarvoor een licentie hebben (overleg dat even mt mij).
Voor wie geen licentie heeft: dan kun je toch deze quests wel doen, maar dan zonder de hoofdstukken en opgaven van NOVA. Dan kun je bijvoorbeeld per (deel)quest een documentje of een keynote maken over wat je geleerd hebt, wat je leuk en interessant vond en wat je er zelf nog bij hebt gezocht. Dat kun je in Seesaw plaatsen.
Veel plezier en veel succes!
Begeleiding Heb je een vraag, ik help je graag!
Tijdbesteding
Mate van vrijheid
Egodact
Leerspier
