natuurkunde

Positieve en negatieve lens - beeldvorming (1)

Deze applet laat zien hoe je met positieve en negatieve lenzen van een origineel een beeld maakt. Je kunt ook beeldvorming met een holle spiegel bestuderen.

Applet: Simbucket
https://www.simbucket.com

---

Beeldvorming

Een lens is een doorzichtig stuk glas of plastic met een speciale vorm: bol of hol. Door die speciale vorm breekt een lens doorvallend licht ook speciaal. Daardoor kan een lens van een voorwerp dat voor de lens staat (een origineel) een beeld maken.

De applet

De applet start met een positieve lens.

• De twee zwarte stippen direct rondom de lens zijn de brandpunten.
• Links staat een brandende kaars.
• De positieve lens maakt van de kaars een beeld aan de andere kant van de lens.
• Je ziet de drie bijzondere lichtstralen waarmee je het beeld construeert. Ze komen alle drie uit de top van de kaars:
  • Een lichtstraal evenwijdig aan de hoofdas. Die gaat na breking door het rechterbrandpunt.
  • Een lichtstraal door het midden van de lens. Die wordt niet gebroken.
  • Een lichtstraal door het linkerbrandpunt. Die loopt na breking evenwijdig aan de hoofdas.
  Het beeld is nu iets kleiner dan de kaars zelf. Dat is altijd zo als het voorwerp meer dan twee keer zo ver van de lens staat als het brandpunt.

Onderzoek

• De brandpuntsafstand (f) maak je groter of kleiner met de bovenste slider (f).
  Hoe groter de brandpuntsafstand, hoe zwakker de lens.
• De hoogte van de kaars maak je groter of kleiner met de tweede slider (H).
• Naast de sliders worden steeds aangegeven of berekend:
  • De brandpuntsafstand ('Focal length').
  • De voorwerpsafstand ('Object distance').
  • De hoogte van de kaars ('Object height').
  • De beeldsafstand ('Image distance').
  • De hoogte van het beeld ('Image height').
• Rechtsboven kies je een bolle lens (converging), een holle lens (diverging), of een holle spiegel.
• Linksboven kies je voor een kaars, een pijl of drie letters.

Ga de volgende dingen na:

• Een bolle lens (ook wel positieve of convergerende lens) kan vergrote en verkleinde beelden maken, reële en virtuele.
  • Reëel beeld
    Is de voorwerpsafstand v groter dan f dan is het beeld reëel en omgekeerd. Je neemt b in de berekeningen positief.
    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, rechtop-
    staand en altijd vergroot (loep). Je neemt b in de berekeningen negatief.
  • Geen beeld
    Is v gelijk aan f dan is er geen beeld, want de uittredende lichtstralen zijn evenwijdig.
• Een holle lens (ook wel negatieve of divergerende lens) maakt altijd verkleinde, virtuele beelden.
• Je kunt bij elke voorwerpsafstand de bijbehorende beeldsafstand narekenen met de lensformule:
  
  Bij een bolle lens neem je de brandpuntsafstand in de berekeningen altijd positief, bij een holle lens negatief.