natuurkunde

Lenzen en spiegels - beeldvorming

Deze applet behandelt beeldvorming door lenzen en spiegels.

Applet: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder
https://phet.colorado.edu

---

De applet

Eerst kies je voor een lens of voor een spiegel (mirror).

Lens

Je ziet een positieve (bolle) lens met zijn twee brand-punten, elk aangegeven met een gele stip. Links van de lens zie je een potlood, rechts het beeld dat de lens van dat potlood maakt.
Je kunt het potlood verslepen.

Bovenaan kun je aan aantal dingen instellen

• Linksboven kun je het potlood vervangen door iets anders.
• Midden boven kies je voor een bolle of een holle lens.
• Rechtsboven heb je meetapparatuur tot je beschikking.
• In de lichtblauwe box onderaan kun je kiezen wat je ziet. Van links naar rechts:
  • Welke lichtstralen je ziet.
    'Marginal' geeft drie lichtstralen: twee naar de randen van de lens en één door het midden.
    'Principal' geeft de drie constructiestralen.
  • De kromming (ronding, curvature) van de lens, de brekingsindex van het lensmateriaal, de afmeting van de lens.
    Merk op: als je de kromming en/of brekingsindex verandert, verandert ook de brandpuntsafstand.
  • De brandpunten, een eventueel virtueel beeld, labels, een tweede lichtpunt op het origineel.

Spiegel

Je ziet een holle spiegel met zijn twee brandpunten, elk aangegeven met een gele stip. Links van de spiegel zie je een potlood, rechts het beeld dat de spiegel van dat potlood maakt.
Je kunt het potlood verslepen.

Bovenaan kun je aan aantal dingen instellen

• Linksboven kun je het potlood vervangen door iets anders.
• Midden boven kies je voor een holle, een bolle of een rechte spiegel.
• Rechtsboven heb je meetapparatuur tot je beschikking.
• In de lichtblauwe box onderaan kun je kiezen wat je ziet, ongeveer zoals bij de lenzen (zie boven).

Kies 'Lens' en ga de volgende dingen na:

• Reëel beeld
  Is de voorwerpsafstand (v) groter dan de brandpunts-
  afstand (f) van de lens, dan is het beeld reëel en omgekeerd. Het beeld is...
  ...verkleind als v > 2⋅f  (fotografie).
  ...vergroot als v < 2⋅f  (diaprojectie).
  ...even groot als het voorwerp als v = 2⋅f.
• Virtueel beeld
  Is v kleiner dan f dan is het beeld virtueel, rechtopstaand en altijd vergroot (loep). In berekeningen met de lensformule (zie onderaan) is b dan negatief.
• Geen beeld
  Is v gelijk aan f dan maakt de lens geen beeld van het voorwerp. De uittredende lichtstralen zijn evenwijdig.

De lensformule
Je kunt bij elke voorwerpsafstand de bijbehorende beeldsafstand narekenen met de lensformule:

Bij berekeningen met de lensformule neem je...

• ...voor reële beelden b positief.
• ...voor virtuele beelden b negatief.
• ...voor een bolle lens f altijd positief.
  Daarom noem je bolle lenzen ook positieve lenzen.

Kies 'Mirror' (Spiegel), neem een rechte spiegel en ga na:

• Een spiegelbeeld is altijd virtueel.
• Een spiegelbeeld bevindt zich even ver áchter de lens als het origineel ervóór.
• De door de spiegel teruggekaatste lichtstralen lijken uit het spiegelbeeld te komen.