Fiche voor de leerkracht · 15–16 jaar · ongeveer 45–50 minuten
Licht: lichtstralen, terugkaatsing, dispersie en het elektromagnetisch spectrum
Lespagina: echoesof.science/school/nl/light/ages-15-16/ · Werkblad voor leerlingen: echoesof.science/school/nl/light/ages-15-16/print/
Leerdoelen
- c = f·λ gebruiken voor elektromagnetische golven en het zichtbare gebied kennen.
- De terugkaatsingswet formuleren en controleren; spiegelende en diffuse terugkaatsing onderscheiden.
- Dispersie verklaren door de golflengteafhankelijkheid van de brekingsindex.
- Kleur en verstrooiing in de atmosfeer verklaren.
Lesverloop
| Tijd | Activiteit |
|---|---|
| 5 min | Instap: waarom kun je deze bladzijde van overal zien, maar je spiegelbeeld maar vanop één plek? |
| 10 min | Lees de tekst; werk één voorbeeld met c = f·λ uit. |
| 25 min | Practicum terugkaatsingswet per twee, vijf hoeken. |
| 5 min | Zet r uit tegen i en bespreek de fouten. |
| 5 min | Quiz, of Zichtbaar of niet? als huiswerk. |
Materiaal voor de proef
- Een vlakke spiegel met een voetje (of een blokje om hem rechtop te houden)
- Een lichtkastje met één spleet, of een zaklamp met zwart karton erover geplakt waarin een smalle spleet open blijft
- Een blad A4-papier, een lat, een scherp potlood en een gradenboog
- Een verduisterd lokaal
Veiligheid: Lichtkastjes worden heet: raak het lampje niet aan. Als er een laserpointer gebruikt wordt, dan alleen een schoollaser met laag vermogen onder toezicht van de leerkracht, en richt hem nooit op ogen of op glimmende oppervlakken die naar mensen gericht zijn.
Veelvoorkomende misvattingen
| Leerlingen denken misschien… | In werkelijkheid… |
|---|---|
| Hoeken worden gemeten vanaf het spiegeloppervlak. | Invalshoek en terugkaatsingshoek worden gemeten ten opzichte van de normaal. |
| Een prisma 'voegt' kleuren toe aan licht. | Het scheidt kleuren die al in wit licht zitten. |
| Rode voorwerpen kaatsen in elk licht rood licht terug. | Als er geen rood zit in het licht dat erop valt, ziet een rood voorwerp er donker uit. |
Antwoorden werkblad
- De terugkaatsingshoek is gelijk aan de invalshoek, allebei gemeten ten opzichte van de normaal; de tekening toont beide stralen die elkaar bij de spiegel ontmoeten onder gelijke hoeken met de normaal.
- f = c/λ = 3,00×10⁸ / 7,00×10⁻⁷ ≈ 4,3×10¹⁴ Hz.
- De brekingsindex van glas is groter voor kortere golflengten, dus violet wordt aan elk oppervlak sterker gebroken dan rood en de kleuren gaan uit elkaar.
- Resultaten binnen enkele graden van r = i. Fouten: breedte van de straal (gebruik een smalle spleet), dikte van de spiegel (teken op de verzilverde achterkant), aflezen van de gradenboog (meet zorgvuldig, herhaal).
Antwoorden quiz
- Groen licht heeft een golflengte van 500 nm. De frequentie is… 6,0 × 10¹⁴ Hz. f = c/λ = 3,00×10⁸ / 5,00×10⁻⁷ = 6,0×10¹⁴ Hz.[6]
- Welke uitspraak verklaart dispersie in een prisma? De brekingsindex hangt af van de golflengte. Elke golflengte wordt anders gebroken.[5]
- Een lichtstraal raakt een spiegel onder 25° met het oppervlak (niet met de normaal). De terugkaatsingshoek, gemeten ten opzichte van de normaal, is… 65°. Ten opzichte van de normaal is i = 90° − 25° = 65°, en r = i.[4]
- In alleen rood licht ziet een zuiver groen blad er… donker (bijna zwart) uit. Het kaatst groen terug; er is geen groen licht om terug te kaatsen.[2]
- Waarom ziet de ondergaande Zon er rood uit? Korte golflengten worden uit de lange weg door de lucht weggestrooid. Blauw wordt weggestrooid; lange golflengten blijven over.[1]
- Licht doet er ongeveer 500 s over vanaf de Zon. De afstand is ongeveer… 1,5 × 10¹¹ m. d = c·t = 3,00×10⁸ × 500 = 1,5×10¹¹ m.[7][6]
Verder gaan
Zet de spiegel onder een hoek van 90° met een tweede spiegel (een hoekreflector). Toon met een stralengang aan dat licht evenwijdig wordt teruggestuurd naar waar het vandaan kwam. Waar wordt dit gebruikt?
Bronnen in deze les
- [1] Why Is the Sky Blue? (NASA Space Place): betrouwbaarheid Hoog
- [2] Wave Behaviors (NASA Science (Tour of the Electromagnetic Spectrum)): betrouwbaarheid Hoog
- [3] College Physics 2e, 25.1 The Ray Aspect of Light (OpenStax, Rice University): betrouwbaarheid Hoog
- [4] College Physics 2e AP, 25.2 The Law of Reflection (OpenStax, Rice University): betrouwbaarheid Hoog
- [5] College Physics 2e, 25.5 Dispersion: The Rainbow and Prisms (OpenStax, Rice University): betrouwbaarheid Hoog
- [6] College Physics 2e, 24.3 The Electromagnetic Spectrum (OpenStax, Rice University): betrouwbaarheid Hoog
- [7] Origin of Light (NASA Scientific Visualization Studio): betrouwbaarheid Hoog
Volledige lijst met links en een opmerking over de betrouwbaarheid van elke bron: echoesof.science/school/nl/light/sources/
Privacy: de lespagina's hebben geen advertenties, geen tracking en geen cookies. Quizantwoorden en spelscores blijven in de browser van de leerling. Voor elke leeftijd komt er een korte video.