# Schaduw en Spiegels

Schaduw:
In de afbeelding hiernaast is getekend hoe een schaduw ontstaat. het licht van een lamp (lantaarnpaal) wordt door de auto geabsorbeerd en weerkaatst. Onder de tafel is een gebied waar het licht niet kan komen. Dat gebied noem je de schaduw van de tafel. De schaduw is dus de absentie van licht in een bepaald gebied.

Je kunt er als volgt achterkomen hoe de schaduw van een voorwerp eruitziet:
1) Teken de randstralen (de lichtstralen die net niet door het voorwerp worden tegengehouden.
2) Arceer het gebied tussen deze randstralen. Dit is de schaduw van het voorwerp.

Dit voorbeeld bevat echter maar uit één lichtbron. Wat gebeurt er wanneer er meerdere lichtbronnen aanwezig zijn? Dat zie je in de volgende afbeelding.

Waneer er twee lichtbronnen aanwezig zijn gelden dezelfde principes als bij het vorige voorbeeld. Nog steeds zijn er randstralen die de grenzen van de schaduwen aangeven. Echter, er zijn nu verschillende soorten schaduwen. Er is één kernschaduw, dat is de plek waar helemaal geen licht kan komen vanuit de lichtbronnen. En er zijn twee halfschaduwen, deze schaduwen bevatten enkel het licht van één lichtbron.

Wanneer er dus meer lichtbronnen worden gebruikt, zul je zien dat er ook meer verschillende schaduwen worden gevormd. Hoeveel verschillende schaduwen zul je vinden bij drie lichtbronnen?

Spiegels:
Een spiegel bestaat uit een glasplaat waarop een dun laagje metaal is aangebracht. Het metaal weerkaatst ongeveer 80% van het opvallende licht. Omdat het metaal erg glad is, wordt het licht niet diffuss weerkaatst, maar spiegelend (spiegelende terugkaatsing). Een lichtbundel die uit één richting komt, wordt ook in één richting teruggekaatst. Zie de afbeelding hiernaast.

In de afbeelding hierboven zie je hoe een spiegel een smalle lichtbundel weerkaatst. Op de plaats waar de lichtbundel de spiegel raakt, is de normaal getekend. Dat is een lijn die loodrecht op de spiegel staat. Verder zijn de hoek van inval ( i ) en de hoek van terugkaatsing ( t ) aangegeven.

Bij terugkaatsing door een spiegel geldt:

Hoek van inval = Hoek van terugkaatsing

Deze regel wordt de spiegelwet genoemd. Met behulp van de spiegelwet kun je tekenen hoe een lichtbundel door een vlakke spiegel wordt teruggekaatst.

Spiegelbeelden zien:

Achter een spiegel lijkt zich een beeld te bevinden van je eigen wereld. In de afbeelding hiernaast is getekend hoe een spiegelbeeld ontstaat. Vanuit elk punt L van het voorwerp valt er licht op de spiegel. De spiegel kaatst dit licht terug naar je ogen. Daardoor lijkt het licht uit een punt B achter de spiegel te komen. B is één van de punten van het spiegelbeeld.

Een spiegelbeeld wordt een virtueel beeld genoemd. Daarmee wordt bedoeld dat het beeld niet echt is: het lijkt wel alsof er achter de spiegel iets is, maar er is niets. Je kunt een virtueel beeld niet zichtbaar maken op een scherm, je ziet het alleen als je in de spiegel kijkt.

Tekeningen maken met een spiegelbeeld:
Als een lichtbundel op een spiegel valt, wordt hij teruggekaatst. Je kunt de teruggekaatste bundel tekenen met behulp van de spiegelwet (i = t). Maar er is een handigere manier. Zie afbeelding en bijbehorende stappen.

1) Teken L' (het spiegelbeeld van de lichtbrond L)
2) Teken twee lichtstralen vanuit P naar de randen van de spiegel.
3) Teken de teruggekaatste lichtstralen alsof ze uit P' komen.
4) Je kunt nu de invallende en de teruggekaatste lichtbundel inkleuren.

Op een soortgelijke manier kun je het gezichtsveld van een spiegel bepalen. Het gezichtsveld is het gebied dat je via de spiegel kunt overzien. Je spiegelt dan niet de lichtbron, maar de waarnemer in de spiegel. Let er wel op dat je de richting van het licht juist tekent. Het licht beweegt naar de waarnemen toe (en niet erbij vandaan, zoals bij de lichtbron).

Een aantal oefenogaven kun je vinden bij deze twee links:

http://www.betavakken.nl/natuurkunde/Oefeningen/Golven%20en%20straling/Optica/Oefeningen%20klas%202a%20HV.pdf

http://www.roelhendriks.eu/Natuurkunde/w2B%20licht/licht%20theorie.pdf