Uitstraling van lig

Waar kom lig vandaan? Natuurlike lig kom van voorwerpe soos die Son of 'n gloeilamp af. Ons sê dit is liggewende voorwerpe omdat dit lig uitstraal.

Lig beweeg deur die ruimte met 'n spoed van 300 000 kilometer per sekonde. Ons sê energie word deur straling oorgedra. Die ligenergie word in reguit lyne deur die ruimte oorgedra as elektromagnetiese golwe.

Kom ons kyk hoe lig voortplant. Ons gaan 'n eenvoudige kamera maak om lig te ondersoek.

Het jy 'n omgekeerde beeld gesien? Waarom is dit omgekeerd?

Ons sien voorwerpe omdat hulle lig weerkaats. Die weerkaatste lig bereik ons oë. Wanneer die beeld omgekeerd is, beteken dit dat die lig van die onderkant van die voorwerp na die bokant van die skerm beweeg het, en dat lig vanaf die bokant van die voorwerp na die onderkant van die skerm beweeg het, soos wat in die diagram hieronder gewys word.

Wanneer jy nader aan die voorwerp beweeg, word die beeld groter, soos wat in die volgende diagram gewys word.

Wat beteken dit? Dit beteken dat lig in reguit lyne moet beweeg. Dit word die reglynige voortplanting van lig genoem.

Ligstraaldiagramme

'n Ligstraaldiagram is 'n skets wat die pad van ligstrale wys. Die ligstrale word as reguit lyne geteken, met pylpunte wat die rigting van die ligstraal aandui. Voorbeelde van ligstraaldiagramme word hieronder gewys.

Sigbare ligspektrum

Die sigbare ligspektrum is die lig wat ons met die blote oog kan sien. Het jy al ooit gewonder waarom alles kleurvol is, en nie net swart en wit nie? Het jy al ooit 'n reënboog gesien en gewonder waar al die kleure vandaan kom? Die kleure wat ons elke dag sien, maak deel uit van die sigbare ligspektrum. Kom ons ondersoek die sigbare ligspektrum.

Die opbreek van wit lig

Hierdie aktiwiteit is baie eenvoudig en verskaf duidelike resultate. Probeer om die klaskamer so donker as moontlik te maak sodat 'n helder spektrum verkry kan word. 'n Stralekissie en kragbron is nie noodsaaklik vir hierdie aktiwiteit nie. Jy kan jou eie stralekissie maak deur 'n stuk karton, met 'n dun gleuf daarin, te gebruik. Hou die karton voor 'n gloeilamp sodat die lig in 'n enkele ligstraal daardeur kan skyn. Gebruik 'n studeerliggie, of stel 'n stroombaan op met 'n hoë watt gloeilamp as die bron van lig.

MATERIALE:

• driehoekige perspeksprisma
• stralekissie en kragbron

INSTRUKSIES:

Koppel die kragbron aan die stralekissie. Indien 'n stralekissie nie beskikbaar is nie, sal jy gewys word hoe om 'n stuk karton met 'n gleuf te gebruik.

Indien 'n stralekissie nie beskikbaar is nie, kan 'n karton met 'n gleuf, en 'n gloeilamp gebruik word om 'n koherente ligstraal te verskaf.

Plaas die driehoekige prisma op 'n wit agtergrond.

Skyn 'n ligstraal deur die kant van die prisma.

Maak seker dat die leerders die prisma roteer totdat die lig teen die regte hoek gebreek word om die kleure te wys.

VRAE:

Teken 'n skets van wat jy sien.

Die tekening behoort die straal wit lig te wys waar dit by die prisma ingaan, deur die middel beweeg, en weer aan die ander kant uitgaan as die sewe kleure van die sigbare spektrum. Hierdie is 'n tipiese beeld wat leerders later in die hoofstuk gaan teëkom wanneer ligbreking bespreek word. Hulle moet oplet na die verskil in ligbreking van rooi teenoor violet.

Skryf neer wat jy sien.

---

---

Die wit lig gaan die prisma binne, beweeg deur die prisma, en kom dan aan die ander kant uit as a straal met sewe kleure ('n reënboog).

Skryf die volgorde van die kleure neer.

---

Rooi, oranje, geel, groen, blou, indigo, violet

Indien jy die eksperiment herhaal, verander die volgorde van die kleure?

---

Nee, die volorde is altyd dieselfde.

Wat kan ons aflei van die samestelling van wit lig vanuit die verskillende kleure wat ons sien?

---

---

Dit sê vir ons dat wit lig 'n kombinasie/mengsel van die sewe kleure van die sigbare spektrum is.

Daar is egter 'n groot reeks van kleure, maar ons oë laat ons toe om sewe kleure te onderskei.

Wat het ons tot dusver geleer? Lig word deur liggewende voorwerpe uitgestraal. Lig beweeg in reguit lyne. Die wit lig wat ons sien, bestaan uit die sewe kleure van die spektrum. Wanneer die sewe kleure saam waargeneem word, sien ons dit as wit lig.

Die 7 kleure van die sigbare spektrum is Rooi, Oranje, Geel, Groen, Blou, Indigo en Violet. Elke kleur het sy eie golflengte en frekwensie. Kyk na die volgende diagram wat die sigbare spektrum wys.

Kleurspinwiele

Hierdie is 'n baie eenvoudige aktiwiteit om te wys dat die sewe kleure saamsmelt om wit lig te maak. Elke leerder kan sy eie een maak, of 'n paar kan vooraf gemaak word en dan in die klas uitgedeel word, om mee te eksperimenteer.

MATERIALE:

• wit karton
• gekleurde penne of potlode (rooi, oranje, geel, groen, blou, indigo, violet)
• tou
• skêr
• ronde voorwerp (waarmee 'n sirkel getrek kan word)

INSTRUKSIES:

Om akkuraat te wees, bepaal eers die middelpunt van die sirkel en maak 'n kolletjie. Trek dan 'n reguitlyn vanaf die middelpunt tot op die kant van die sirkel. Gebruik 'n gradeboog, meet 52 grade en maak 'n merkie. Trek 'n lyn vanaf die middelpunt tot by hierdie merkie. Die segment wat jy geteken het is 1/7de van die sirkel. Herhaal die prosedure totdat al die segmente geteken is. 'n Volledige rotasie is 360 grade, en 360/7 = 51,4. Elke segment behoort dus min of meer 52 grade te wees. 'n Hoek van 60 grade moet vir 6 segmente gebruik word.

Teken 'n sirkel op die karton. Gebruik die ronde voorwerp, soos 'n piering of 'n kleinbordjie, om dit te doen. Knip die sirkel uit.

Verdeel die sirkel in 7 identiese segmente. Indien jy nie 'n indigo pen het nie, maar slegs pers, maak dan eerder 6 segmente.

Kleur elke segment 'n ander kleur in, behou die regte volgorde: rooi, oranje, geel, groen, blou, indigo, violet (of slegs pers indien jy nie indigo en violet het nie).

Maak twee gaatjies, een aan elke kant van die middel, soos hieronder gewys word.

Ryg die tou deur die gaatjies en knoop dit in 'n lus.

Jy is nou gereed om die wiel te spin. Terwyl jy die luspunte in elke hand vashou, swaai die tou in die rondte, soos 'n springtou, sodat die toutjies opwen. Wanneer die tou styf opgewen is, beweeg jou hande uitmekaar, en bring dit weer bymekaar. Hou aan om jou hande in en uit te beweeg en kyk hoe die kleurwiel spin.

Wat neem jy waar van die kleure op die wiel soos wat dit vinniger spin?

---

---

Leerders behoort op te let dat die kleure saamsmelt of vermeng. Afhangende van die kleurkwaliteit van die penne of potlode, behoort jy 'n ligte grys te sien. Die doel is om wit te sien, maar dit mag dalk 'n bietjie meer eksperimentering verg.

Tot dusver het ons oor die sigbare ligspektrum gepraat. Soos wat ons aan die begin van die hoofstuk genoem het, is dit die lig wat ons kan sien. Ons het ook gekyk na hoe lig in elektromagnetiese golwe beweeg. Ons kan slegs lig van sekere golflengtes sien. Wat beteken dit?

Die grootte van 'n golf word in golflengtes gemeet. 'n Golflengte is die afstand tussen twee ooreenstemmende punte op twee opeenvolgende golwe. Gewoonlik word dit gemeet vanaf 'n kruin tot 'n kruin of van trog tot trog. Die diagram hieronder illustreer 'n golflengte.

Die golflengtes van die verskillende kleure in sigbare lig het almal verskillende lengtes, soos in die onderstaande diagram aangedui word.

Ons kan ook van die frekwensie van die golf praat. 'n Golf met 'n lang golflengte het 'n lae frekwensie en 'n golf met 'n kort golflengte het 'n hoë frekwensie.

Wanneer dit by sigbare lig kom, sien ons golflengtes van 400 tot 700 biljoenstes van 'n meter. Dit word die sigbare spektrum genoem. Daar is onsigbare lig met korter golflengtes, soos ultraviolet lig, en met langer golflengtes, soos infrarooi lig.

Het jy al ooit deur 'n venster gekyk en gewonder waarom dit van glas gemaak is? Kom ons vind uit watter eienskappe lig openbaar wanneer dit op verskillende soorte materiale inskyn.

Deursigtige en ondeursigtige stowwe

Een van drie dinge kan gebeur wanneer lig op 'n oppervlak inval: dit kan weerkaats word, geabsorbeer word, of deurgelaat word. Glas weerkaats sommige lig, maar die meeste lig word deurgelaat. Dit is waarom ons 'n voorwerp aan die ander kant van 'n toe venster kan sien.

Ons sê glas is deursigtig. Kom ons vind uit wat dit beteken. Indien 'n stof nie deursigtig is nie, is dit ondeursigtig.

Skaduspel

In hierdie aktiwiteit word leerders gewys hoe ondeursigtige voorwerpe skaduwees vorm. Hulle kan spesifieke vorms uitknip, of hulle eie ontwerpe maak. Laat die leerders verskillende vorms van verskillende groottes uit karton sny. Dit sal hulle laat sien dat groter vorms groter skaduwees vorm. Die leerders kan 'n groot wit bladsy, of die klaskamermuur, as 'n skerm gebruik. Wanneer die voorwerpe op die lessenaar gehou word, sal die skaduwee op die lessenaar geprojekteer word. 'n Groot skerm is dikwels beter. Die klaskamer behoort nie helder verlig te wees nie, aangesien te veel lig die skaduwees gaan beïnvloed.

MATERIALE:

• karton
• deursigtige plastiek
• plastiek-inkopiesak
• skêr
• ligbron (stralekissie of gloeilamp)

INSTRUKSIES:

Sny drie vorms uit jou kartonbladsy. Hou die vorms dieselfde, maar teken dit in drie groottes: klein, medium en groot.

Skakel die ligbron aan.

Hou jou eerste vorm naby die ligbron.

Kyk na die skaduwee wat gevorm word en skryf jou waarnemings neer.

---

Die skaduwee vorm aan die kant van die voorwerp wat die verste van die ligbron af is. Die skaduwee het 'n donker kleur.

Hou jou tweede vorm dieselfde afstand voor die ligbron.

Kyk na die skaduwee wat gevorm word en skryf jou waarnemings neer.

---

---

Die skaduwee word aan die verste kant vanaf die ligbron gevorm. Dit het 'n donker kleur en is groter as die eerste skaduwee.

Hou die derde vorm dieselfde afstand vanaf die ligbron.

Kyk na die skaduwee wat gevorm word en skryf jou waarnemings neer.

---

---

Die skaduwee word aan die verste kant vanaf die ligbron gevorm. Dit het 'n donker kleur en is groter as die eerste en die tweede skaduwee.

Gebruik jou eerste kartonvorm om nog so 'n vorm van deursigtige plastiek en 'n plastiek-inkopiesak te sny.

Hou die deursigtige plastiekvorm op dieselfde afstand vanaf die ligbron. Skryf neer wat jy sien.

---

Geen skaduwee word gevorm nie. Daar mag 'n ligte buitelyn van die vorm in die skaduwee wees. Dit gebeur soms as die rante waar jy gesny het, omkrul. Die plastiek is dan dikker, wat die deursigtigheid verminder. Indien die leerders dit oplet, kan dit so aan hulle verduidelik word.

Hou die plastiek-inkopiesakvorm op dieselfde afstand van die ligbron. Skryf neer wat jy sien.

---

---

Die skaduwee word aan die anderkant as die ligbron gevorm en is heelwat ligter as die kartonvorm s'n. Dit het 'n donkerder buitelyn en is ligter in die middel.

VRAE:

Toe jy die karton in die lig gehou het, het dit die lig deurgelaat? Hoe weet jy dit?

---

---

Geen lig is deurgelaat om 'n skaduwee op die oorkantste muur te vorm nie.

Is die kartonvorm ondeursigtig of deursigtig?

---

Dit is ondeursigtig.

Wat neem jy waar van die skaduwees wat gevorm word deur die verskillende kartonvorms?

---

Die grootste vorm het die grootste skaduwee.

Teken 'n diagram om te wys hoe die skaduwee agter die ondeursigtige voorwerp gevorm word. Gebruik reguit lyne en pylpunte om die ligstrale en rigting aan te dui.

Hieronder is 'n voorbeeld van 'n diagram wat leerders kan teken. Die leerders moet wys dat die ondeursigtige voorwerp tussen die ligbron en die skerm is. Hulle moet die ligstrale teken vanaf die ligbron na die voorwerp, in reguit lyne, en aan beide kante van die voorwerp.

Die afstand tussen die vorm en die ligbron is dieselfde gehou. Wat dink jy sal met die skaduwee gebeur as die afstand vergroot word?

---

---

Die antwoord verwag van leerders om iets te voorspel wat hulle nie getoets het nie. Die skaduwee behoort groter te word as die voorwerp nader aan die ligbron beweeg, en kleiner te word, soos wat dit verder van die ligbron beweeg.

Toets jou idee in vraag 5 deur jou kartonvorm nader en verder van die ligbron te skuif. Wat sien jy? Was jou voorspelling korrek?

---

---

Die antwoord hang af van wat die leerders in vraag 5 voorspel het. Die leerder behoort te noem dat die skaduwee kleiner word soos die voorwerp verder van die ligbron af beweeg, of die skaduwee vergroot soos die afstand verminder.

Is die plastiekvorm ondeursigtig of deursigtig?

---

Die plastiek is deursigtig.

Het die deursigtige plastiek 'n skaduwee gevorm?

---

Nee

Verduidelik waarom die karton 'n skaduwee het, maar die plastiek nie.

---

---

---

Lig beweeg in reguit lyne. Dit kan nie rondom 'n voorwerp buig nie. Lig kan ook nie deur die karton beweeg nie, en daarom word 'n skaduwee gevorm. Lig kan deur die plastiek beweeg en daarom is die area agter die plastiek helder.

Is die inkopiesakvorm deursigtig of ondeursigtig?

---

---

Dit is nie heeltemal deursigtig, of heeltemal ondersigtig nie. Die inkopiesak is deurskynend of half-deursigtig.

Verduidelik waarom die inkopiesak 'n ligter skaduwee vorm.

---

---

Sommige van die lig kan deur die deurskynende plastieksak skyn, maar nie al die lig nie. Dit beteken dat die skaduwee nie so donker soos die karton s'n is nie.

Wat het ons geleer? Skaduwees vorm omdat lig in reguit lyne beweeg en omdat dit nie deur ondeursigtige voorwerpe kan beweeg nie.

Stowwe wat die meeste lig deurlaat en slegs 'n bietjie daarvan absorbeer, of weerkaats, word deursigtig genoem. Kan jy aan 'n paar alledaagse voorwerpe dink wat deursigtig is?

Stowwe wat alle lig weerkaats of absorbeer, word ondeursigtig genoem. Kan jy aan 'n paar alledaagse voorwerpe dink wat ondeursigtig is?

Sommige stowwe, soos die plastiek-inkopiesak, laat sommige lig deur, maar nie alles nie. Sulke stowwe word deurskynend of half-deursigtig genoem.

Ons kan deursigtige voorwerpe gebruik om filters te maak. Wanneer ons byvoorbeeld rooi lig nodig het, gebruik ons rooiglas, of 'n rooi stukkie plastiek wat voor 'n ligbron geplaas word. 'n Rooi filter laat slegs rooi lig deur. Die ander kleure word deur die filter geabsorbeer.

Noudat ons 'n paar voorbeelde van deursigtige en ondeursigtige voorwerpe gesien het, kom ons kyk na wat dit beteken om lig te absorbeer of te weerkaats.

Absorpsie van lig

Kyk na die prentjie van 'n lieweheersbesie. Waarom lyk dit rooi en swart? En waarom lyk 'n blaar groen? Hoe is dit moontlik dat ons verskillende kleure sien? Dit het te doen met wat gebeur wanneer lig op 'n oppervlak inval.

Wanneer lig op 'n oppervlak inval, word sommige van die lig geabsorbeer, en die res word weerkaats. Dit is die weerkaatste lig wat jou oë bereik en wat maak dat ons die voorwerp kan sien. Ons het geleer dat wit lig uit verskillende kleure bestaan. Wanneer wit lig vanaf die Son op die rooi dop van die lieweheersbesie inval, word al die lig geabsorbeer, behalwe die rooi lig. Die rooi lig word weerkaats tot by ons oë en so kan ons die rooi lieweheersbesie sien.

Die groen blaar absorbeer al die kleure, behalwe groen lig, wat na ons oë weerkaats word.

Maar wat van die swart kolle op die lieweheersbesie? Is swart 'n kleur? Die swart kolle op die lieweheersbesie absorbeer al die kleure sodat geen lig weerkaats word nie. Die kolle lyk dus swart.

Onthou jy dat jy in Gr. 7 van warmte as 'n tipe oordrag van energie geleer het? Ons het van die absorpsie van warmte geleer. Ons het gesien dat swart mat (wat nie blink nie) voorwerpe alle ligenergie absorbeer, terwyl wit voorwerpe alle ligenergie weerkaats. Swart, mat voorwerpe absorbeer alle kleure van lig en weerkaats geen lig nie, sodat dit vir ons oë swart lyk.

Wat van wit voorwerpe? Waarom dink jy lyk wit voorwerpe wit? Kyk na die volgende diagram vir leidrade.

Kom ons kyk nou verder na ligweerkaatsing.

Weerkaatsing van lig

Wanneer lig op 'n oppervlak inval, word dit dikwels weerkaats. Die foto hieronder wys hoe lig vanaf 'n stil meer weerkaats word om 'n weerkaatsing van 'n boom te vorm.

Hieronder is twee foto's van ligweerkaatsing op water. Die een foto is regom, en die ander een is onderstebo. Watter een is onderstebo?

Die meeste oppervlaktes weerkaats lig. Wanneer lig op 'n weerkaatsende oppervlak inval, verander dit van rigting. Kom ons kyk hoe dit gebeur.

Wanneer lig op 'n oppervlak inval, word die ligstraal wat die oppervlak tref die invalstraal genoem. Die ligstraal wat wegbeweeg vanaf die oppervlak word die weerkaatste straal genoem. Wanneer ons ligstraaldiagramme teken, teken ons ook 'n denkbeeldige lyn wat ons help om die hoeke te meet. Hierdie lyn word die normaal genoem. Die normaallyn word altyd loodreg op die oppervlak geteken.

Ons identifiseer twee hoeke tussen die invallende en weerkaatste strale. Hulle is:

• invalshoek - die hoek tussen die invalstraal en die normaallyn

• weerkaatsingshoek - die hoek tussen die weerkaatste straal en die normaallyn

Die volgende diagram verduidelik hierdie begrippe.

Kom ons ondersoek die verhouding tussen die invalshoek en die weerkaatsingshoek.

Wat is die verband tussen die invalshoek en die weerkaatsingshoek?

Leerders sal ontdek dat die invalshoek gelyk is aan die weerkaatsingshoek. Leerders moet sommige van die bladsye hou vir die volgende aktiwiteit waar 'n stukke gefrommelde alumiumfoelie in plaas van 'n spieël gebruik gaan word.

'n Ander manier om hierdie ondersoek te doen, is om 'n stuk riffelkarton in plaas van papier te gebruik. Leerders kan dan spelde in die karton steek om die pad van die ligstraal aan te dui. Die lyne kan later ingeteken word.

DOEL: Om die weerkaatsing van lig vanaf 'n oppervlak te ondersoek.

ONDERSOEKENDE VRAAG:

Kyk na die diagram hierbo en formuleer 'n ondersoekende vraag vir die ondersoek.

---

---

Leerders behoort elkeen hulle eie vraag te formuleer. 'n Voorbeeld van 'n gepaste vraag is: 'Wat is die verband tussen die invalshoek en die weerkaatsingshoek wanneer 'n ligstraal op 'n spieël inskyn?'

HIPOTESE: Die invalshoek is gelyk aan die weerkaatsingshoek.

MATERIALE EN APPARAAT:

• spieël
• wit papier
• potlood
• gradeboog
• liniaal
• stralekissie

'n Laserligwyser werk net so goed soos 'n stralekissie.

METODE:

1. Plaas die wit papier op 'n tafel.
2. Gebruik jou liniaal om 'n reguit potloodlyn aan die bokant van die wit papier te trek.

3. Gebruik jou gradeboog om 'n regtehoek in die middel van die potloodlyn te trek. Dit is die normaallyn.

1. Plaas die spieël regop op die eerste potloodlyn.

2. Skyn 'n ligstraal met die stralekissie sodat dit op die spieël inval presies waar die normaallyn en die spieël bymekaarkom.

1. Gebruik 'n potlood om die invalstraal te merk.

1. Gebruik 'n potlood om die weerkaatste straal te merk.

1. Verwyder die spieël en skakel die stralekissie af.

2. Gebruik 'n potlood en 'n liniaal om reguitlyne te trek vanaf die punte wat jy gemerk het, tot waar die normaallyn en die spieël bymekaarkom.

1. Merk die invalshoek (i) en die weerkaatste hoek (w).

1. Skakel die stralekissie aan om seker te maak dat die ligstraal jou potloodlyne volg.

1. Gebruik 'n gradeboog en meet die invalshoek en die weerkaatsingshoek, en teken jou resultate in die onderstaande tabel aan.

2. Herhaal die metode nog 3 maal, elke keer met 'n ander invalshoek.

Hou een van jou ligstraaldiagramme vir die volgende aktiwiteit.

RESULTATE:

Teken jou resultate in die volgende tabel aan.

Herhalings	Invalshoek	Weerkaatsingshoek
1
2
3
4

Die antwoorde in die tabel sal afhang van die invalshoeke wat die leerders gebruik het in hulle ondersoek. Dit is belangrik dat hulle sal sien dat die invalshoek en die weerkaatsingshoek elke keer ewe groot is.

ANALISE:

Het jou ondersoek vir jou genoeg inligting verskaf om jou ondersoekende vraag te beantwoord?

---

---

Die antwoord sal afhang van die leerders en die ondersoekende vraag wat elkeen geformuleer het.

Hoe kan jy die ondersoek verbeter om meer akkurate uitslae te kry?

---

---

Leerder-afhanklike antwoord. 'n Voorbeeld van 'n voorstel kan wees dat 'n gradeboog op die bladsy gedruk kan word om die hoeke meer akkuraat te kan bepaal.

GEVOLGTREKKING:

Wat is jou gevolgtrekking op grond van jou resultate?

---

Wanneer lig weerkaats word, is die invalshoek altyd gelyk aan die weerkaatingshoek.

Wanneer lig vanaf 'n oppervlak weerkaats word, is die invalshoek gelyk aan die weerkaatsingshoek. Op 'n gladde oppervlak word al die ligstrale op dieselfde manier weerkaats, sodat die beeld helder en ingestel is.

'n Spieël is 'n voorbeeld van 'n gladde oppervlak. Die beeld wat jy hier sien, is helder en ingestel. Die wetenskaplikes en ingenieurs in die foto is ingestel, en helder, in die spieëlbeeld.

Wat gebeur as ons nie 'n gladde oppervlak het nie? Kyk na die onderstaande foto.

Kan jy nou sien waarom weerkaatsings van die bewegende water nie helder is nie, maar vaag? Dit is omdat die ligstrale nie parallel tot mekaar weerkaats, soos in die geval van 'n gladde oppervlak nie, maar dat hulle versprei is in alle rigtings.

Die onderstaande tabel wys die verskille tussen 'n gladde en 'n growwe oppervlak. Reguit parallelle strale val op die oppervlak in. Jy moet die weerkaatste strale inteken om 'n skerp, helder beeld vanaf die gladde oppervlak, en 'n diffuse (vae, onduidelike) beeld vanaf die growwe oppervlak te verkry.

Weerkaatsing vanaf 'n gladde oppervlak	Weerkaatsing vanaf 'n growwe oppervlak

Hier is die antwoorde vir wat die leerders behoort te teken.

Weerkaatsing vanaf 'n gladde oppervlak	Weerkaatsing vanaf 'n growwe oppervlak

Sigbare lig is die reeks ligfrekwensies wat sigbaar is vir die menslike oog, en is verantwoordelik vir sig. Is jy nuuskierig om uit te vind hoe 'n mens nou eintlik kan sien? Kom ons ondersoek dit in die volgende afdeling.

Hoe sien ons lig?

Hoe is dit moontlik dat ons lig kan sien? Lig wat deur voorwerpe geabsorbeer word, bereik nie ons oë nie. Slegs weerkaatste lig, of lig direk vanaf 'n liggewende voorwerp, kan ons oog bereik en geïnterpreteer word. Kyk na die volgende foto van die struktuur van die oog.

Ons kan die iris, pupil en sklera sien. Die sklera is die wit deel van die oog wat as beskerming dien. Die iris is die gekleurde deel van die oog en verskil van persoon tot persoon. Dit kom rondom die pupil voor. Lig gaan die oog binne deur die pupil.

Kom ons kyk na die interne bou van die menslike oog. Die volgende diagram wys 'n deursnit van die oog. Die oog is eintlik 'n groot ronde bal, en slegs 'n klein deeltjie daarvan is sigbaar van die buitekant af. Die iris word deur 'n taai deursigtige vlies, die kornea, bedek. Agter die iris is die lens. Beide die kornea en die lens help jou om die lig wat jou oog binnekom te fokus. Ons gaan meer hiervan in die volgende afdeling leer.

Lig beweeg deur die oog en bereik die retina aan die agterkant van die oog. Die retina is 'n weefsellaag aan die binnekant van die oogbal, die geel lagie in die diagram. Die retina bestaan uit ligsensitiewe selle. Lig gaan die oog binne en vorm 'n beeld aan die agterkant van die oogbal. Die reseptorselle skakel die ligimpulse om na elektriese senuwee impulse. Hierdie impulse beweeg met die oogsenuwee vanaf die oog na die brein. In die brein word die impulse as sig geïnterpreteer.

Hoe sien ons kleur? Onthou jy toe ons van die lieweheersbesie gepraat het, en hoe dit rooi en swart lyk? Kyk na die volgende diagram.

Die wit lig val in op die lieweheersbesie se dop. Witlig bestaan uit al die kleure van lig, en wanneer dit op 'n rooi oppervlak inval, word slegs die rooi lig weerkaats. Die ander kleure word deur die rooi oppervlak geabsorbeer. Dit beteken dat wanneer ons na die rooi deel van die lieweheersbesie kyk, slegs rooi lig ons oë binnegaan. Wanneer hierdie rooi lig op ons retina inval, en die impulse na ons brein gestuur word, sien ons die kleur rooi.

Om kleure te sien

MATERIALE:

• gekleurde penne of inkleurpotlode

INSTRUKSIES:

1. Beantwoord die volgende vrae oor hoe ons voorwerpe sien.
2. Teken 'n ligstraaldiagram as deel van jou antwoord.
3. 'n Voorbeeld is vir jou gedoen.

Kyk na die prentjie van die sonneblom.

Ons kan 'n ligstraaldiagram teken om te wys waarom ons groen blare as groen sien. Die groen oppervlak van die blaar absorbeer al die kleure van wit lig, behalwe die groen, wat dan na ons oë weerkaats word.

Verduidelik nou waarom die blare as geel gesien word, en hoekom die middel van die blom swart vertoon. Gebruik die konsepte absorpsie en weerkaatsing in jou verduideliking. Teken diagramme om jou verduideliking te ondersteun.

---

---

---

Die wit lig wat op die sonneblom inval, bestaan uit al die kleure. Die geel blare absorbeer al die kleure van die spektrum, behalwe geel, wat weerkaats word. Die swart middelste deel absorbeer al die kleure van die spektrum en weerkaats geen lig nie. Ons brein interpreteer die afwesigheid van lig/kleur as swart.

André het 'n blou kar gekoop. Verduidelik waarom ons die kleur as blou sien deur van absorpsie en weerkaatsing van lig gebruik te maak. Teken 'n diagram om jou verduideliking te ondersteun.

---

---

---

Witlig vanaf die Son val in op die kar. Al die kleure van lig, behalwe blou, word deur die kar se oppervlak geabsorbeer. Slegs die bloulig word deur die oppervlak van die kar weerkaats tot in ons oë. Ons brein ontvang slegs bloulig impulse en sien die kar as blou.

Ons het na ondeursigtige en deursigtige voorwerpe gekyk, die absorbering en weerkaatsing van lig en ook hoe ons lig kan sien. Ons gaan nou terug na deursigtige voorwerpe en gaan verder kyk hoe lig op sulke voorwerpe inwerk.

Ligbreking

Kan jy onthou toe jy 'n koeldrank met 'n strooitjie gedrink het. Het jy opgelet dat die strooitjie nie heeltemal reguit in die koeldrank gelyk het nie?

Kom ons ondersoek dit deur te kyk wat gebeur wanneer lig deur 'n glasblok skyn.

Wat gebeur met lig wanneer dit deur 'n glasblok skyn?

Jy het nie 'n stralekissie vir hierdie ondersoek nodig nie. 'n Laserligwyser, soos aan sommige sleutelhouers gekry word, of 'n lamp werk net so goed. Sny 'n dun gleuf in 'n stuk karton en hou dit voor die gloeilamp om 'n ligstraal te vorm.

Ons gaan kyk wat met 'n ligstraal gebeur wanneer dit van lug, na glas, en weer na lug beweeg. Ons gaan 'n glasblok met parallelle kante gebruik.

Voordat ons met die ondersoek begin, moet ons dink aan hoe ons gaan bepaal of lig van rigting verander of nie. Onthou jy die ondersoek waar ons die invalshoek en weerkaatsingshoek gemeet het? Wat het ons in hierdie ondersoek ontdek?

---

Die invalshoek is gelyk aan die weerkaatsingshoek.

Wanneer lig deur 'n deursigtige stof beweeg, kan ons ook die hoeke bepaal. Kyk na die volgende diagram. Die invalshoek (i) word gemeet tussen die invalstraal en die normaal. Soos die lig deur die deursigtige stof beweeg, word 'n brekingshoek (b) tussen die gebreekte straal en die normaal gevorm.

Leerders kan na hierdie figuur terugkom en aandui watter een die digter medium (glas) en minder digte medium (lug) is. In die diagram is medium 1 lug en medium 2 glas.

In die bostaande figuur kan jy sien dat die brekingshoek kleiner is as die invalshoek. Die ligstraal verander van rigting wanneer dit die deursigtige medium binnegaan. Ons kan ook aandui in watter rigting die ligstraal sal beweeg. Het die ligstraal na die normaallyn, of weg van die normaallyn beweeg?

---

Die gebreekte straal buig na die normaal toe.

Die volgende figuur wys 'n ander uitkoms.

Leerders kan na hierdie figuur terugkom en aandui watter een die digter medium (glas) en minder digte medium (lug) is. In die diagram is medium 1 glas en medium 2 lug.

In die bostaande figuur, verander die gebreekte straal van rigting wanneer dit die deursigtige medium binnegaan? Gee 'n rede vir jou antwoord.

---

---

Ja, dit verander van rigting aangesien die invalshoek nie gelyk is aan die brekingshoek nie. Die invalshoek is kleiner as die brekingshoek.

In watter rigting word die gebreekte straal verander?

---

Die gebreekte straal buig weg van die normaallyn af.

Ons is nou gereed om die ondersoek te begin.

DOEL: Om te bepaal of lig van rigting verander wanneer dit deur 'n reghoekige glasblok beweeg.

HIPOTESE: Formuleer 'n hipotese vir die ondersoek.

---

---

Leerders moet 'n hipotese formuleer waar hulle 'n voorspelling maak van of die ligstraal van rigting gaan verander wanneer dit deur die glasblok beweeg, of nie.

MATERIALE EN APPARAAT:

• glasblok
• stralekissie, laserligwyser of ander ligbron
• gradeboog

METODE:

1. Plaas die glasblok in die middel van die wit papier en trek die buitelyn af op die papier.
2. Skyn 'n ligstraal deur die glasblok. Die ligstraal behoort 'n hoek te vorm met die lang kant van die glasblok.

1. Merk die ligstraal met 'n potlood, veral waar die ligstraal die blok binnegaan.
2. Die ligstraal verlaat die glasblok aan die ander kant. Merk die posisie waar die ligstraal die blok verlaat met 'n potlood, en teken die ligstraal in.

1. Verwyder die glasblok. Jou diagram behoort soos die een hierbo te lyk.
2. Trek 'n lyn tussen die invalstraal en die uittreestraal. Jy het die gebreekte straal deur die glasblok ingeteken.
3. Teken die normaallyne waar die ligstraal die blok binnegaan, en waar die ligstraal die blok verlaat.

1. Meet die hoeke 1, 2, 3 en 4, soos in die diagram aangedui word, met 'n gradeboog.
2. Vul die afmetings in op die onderstaande tabel.
3. Herhaal die stappe hierbo nog drie keer en gebruik elke keer 'n ander invalshoek (hoek 1).

Wanneer 'n reghoekige glasblok gebruik word, is die uittreestraal parallel met die invalstraal.

RESULTATE EN WAARNEMINGS:

Teken jou resultate in die volgende tabel aan.

Herhalings	Hoek 1	Hoek 2	Hoek 3	Hoek 4
1
2
3
4

Watter pare hoeke is ewe groot?

---

---

Leerders behoort op te let dat hoek 1 gelyk is aan hoek 4, en hoek 2 gelyk is aan hoek 3.

NOTA: Bespreek met die leerders hoekom hoeke 2 en 3 dieselfde grootte het. Dit het te doen met die parallelle lyne en verwisselende hoeke. Dit sluit goed aan by wat in Wiskunde gedoen is aan die begin van die jaar. Die skets kan op die bord geteken word, om te wys dat die normaallyne parallel is aangesien hulle ooreenstemmende hoeke gelyk is (hulle is 90o).

Watter van die hoeke is invalshoeke, en watter is brekingshoeke? Skryf dit hieronder neer en merk dit op die bostaande figuur.

---

---

Hoeke 1 en 4 is invalshoeke, en hoeke 2 en 3 is brekingshoeke.

Wat let jy op van die invalshoeke en brekingshoeke in elk van die stelle resultate?

---

Die invalshoek verskil altyd van die brekingshoek.

Het die lig wat op die glasblok ingeval het, nader aan, of weg van die normaallyn gebuig?

---

Die ligstraal het na die normaallyn gebuig. NOTA: Dit is omdat lig vanaf 'n minder digte medium na 'n digter medium beweeg het. Dit word later in die hoofstuk bespreek.

Verander nou die invalshoek na nul (laat die ligstraal loodreg op die blok inval). Wat is die brekingshoek?

---

Nul.

GEVOLGTREKKING:

Wat lei jy van jou resultate af?

---

---

Die invalshoek is nie gelyk aan die brekingshoek nie. Dit beteken dat die ligstraal van rigting verander wanneer dit van die lug na die glasblok beweeg, en dan weer van rigting verander wanneer dit van die glas na die lug beweeg.

Die invalshoek is nie gelyk aan die brekingshoek nie, want die ligstraal het van rigting verander toe dit die glasblok binnegegaan het. Wanneer lig van een medium na 'n ander beweeg, verander dit van rigting, of buig dit. Dit word breking genoem. Wanneer lig 'n ander medium teen 'n regtehoek binnegaan, verander dit nie van rigting nie.

Waarom verander lig van rigting? Lig tree soos 'n golf op, en 'n golf beweeg teen 'n verskillende spoed in verskillende mediums. Lig beweeg byvoorbeeld vinniger in lug as in water. Wanneer lig in 'n ander medium inbeweeg, verander dit van spoed, en as dit teen 'n hoek anders as 90o inval, verander dit ook van rigting. Hoe digter die nuwe medium is, hoe stadiger beweeg die lig.

Onthou jy toe julle van digtheid in Materie en Materiale geleer het? Skryf jou eie definisie van digtheid in die spasie hieronder.

Wanneer lig vanaf 'n minder digte medium, soos lug, na 'n digter medium, soos glas, beweeg, sal dit van rigting verander. Die lig buig na die normaallyn toe.

Wanneer lig van 'n digter medium na 'n minder digte medium beweeg, sal dit vinniger beweeg, en weg van die normaal af buig.

Wanneer lig breek en van rigting verander soos wat dit deur verskillende mediums beweeg, verwring dit wat ons sien. Dink terug aan die potlood of strooitjie in die glas water aan die begin van die afdeling. Ons kan nou verduidelik waarom die potlood of strooitjie in die glas lyk of dit gebuig is. Die lig word gebreek wanneer dit van een medium na 'n ander beweeg. Lig beweeg van lug, na glas, na water, en verander sodoende van rigting.

Indien jy al in 'n poel water gestaan het, en ondertoe gekyk het, het jy al opgelet hoe kort jou bene is? Kom ons kyk in die volgende aktiwiteit verder hierna.

Towermuntstuk-toertjie

Hierdie aktiwiteit sal aan leerders wys hoe ligbreking dit wat ons sien, kan beïnvloed. Die muntstuk is nie sigbaar nie, totdat die water bygevoeg word. Die water veroorsaak dat die ligstrale vanaf die muntstuk nader aan die normaallyn buig, na die leerders se oë toe. Dit maak dat die leerders die muntstuk kan sien.

Kyk na die volgende video wat die muntstuk-aktiwiteit bespreek.

MATERIALE:

• muntstuk
• wondergom (Prestik)
• ondeursigtige bakkie of beker
• water

INSTRUKSIES:

1. Werk in pare vir hierdie aktiwiteit.
2. Plaas 'n klein stukkie wondergom in die middel van die bakkie.
3. Plak die muntstuk met die wondergom aan die onderkant van bakkie vas.
4. Neem klein treetjies weg van die lessenaar of tafel af, totdat die muntstuk nie meer gesien kan word nie.
5. Vra jou maat om die water stadig in die bakkie te gooi. Let op wat gebeur.

Die muntstuk moet aan die bakkie vasgeplak word, sodat dit nie beweeg wanneer die water bygegooi word nie. Leerders moet die water ook baie versigtig bygooi sodat die muntstuk nie skuif nie.

VRAE:

Wat gebeur wanneer jou maat die water bygooi?

---

---

Die leerders se antwoorde mag verskil, maar hulle behoort almal te noem dat die muntstuk 'verskyn' het toe die water diep genoeg was. Wanneer meer water bygevoeg word, kan die muntstuk heeltemal gesien word.

Waar lyk dit lê die muntstuk?

---

Die muntstuk lê hoër as wat dit werklik is.

Verduidelik waarom die muntstuk gesien kan word wanneer die water bygevoeg word, maar nie voor dit nie. Die diagram hieronder sal jou help om dit te verduidelik.

---

---

---

---

Wanneer daar geen water in die houer is nie, is daar nie 'n reguit siglyn tussen die waarnemer se oog en die muntstuk nie. Wanneer die water bygevoeg word, word die lig vanaf die muntstuk gebreek sodat dit die waarnemer se oog bereik. Die waarnemer se brein interpreteer die lig asof dit in 'n reguit lyn beweeg, en die muntstuk lyk dus asof dit hoër in die water voorkom.

Die diagram wat hier gebruik word wys 'n deursigtige houer om die muntstuk te kan sien. In werklikheid word daar 'n ondeursigtige houer gebruik.

Ligbreking kan gebruik word om te verduidelik waarom beelde verwring vertoon wanneer daar na hulle deur deursigtige mediums gekyk word. Wanneer jy na jou bene of hande deur water kyk, lyk hulle nader as wat hulle werklik is. Kyk na die foto van die glas met water voor die skuinsstrepe. Kan jy sien hoe die strepe verander word wanneer die lig deur die water en glas beweeg in vergelyking met waar dit nie deur water beweeg nie?

Kan jy onthou hoe 'n mens wit lig in die verskillende kleure van die sigbare spektrum opbreek? Hoe het ons dit in die aktiwiteit gedoen?

Ons kan dit doen omdat die verskillende kleure teen verskillende hoeke gebreek word. Die mate van ligbreking hang af van die medium waardeur die lig skyn. Verskillende kleure lig sal elk teen 'n verskillende spoed deur die medium beweeg.

Wanneer wit lig op 'n driehoekige prisma inval, verander dit van rigting. Die verskillende kleure lig beweeg elk teen 'n verskillende spoed in die prisma en word dus elkeen teen 'n ander hoek gebreek. Dit is hoe die ligstraal versprei. Rooi lig word die minste gebreek, en violet lig die meeste, soos wat in die volgende diagram aangedui word.

Prismas is nie die enigste voorwerpe wat lig in verskillende kleure opbreek nie. 'n Reënboog is 'n goeie voorbeeld van hoe lig in die verskillende kleure opgebreek kan word.

Lig vanaf die Son val in op die waterdruppels in 'n reënboog, en ligbreking vind plaas. Die lig word dan vanaf die agterkant van die reëndruppel weerkaats sodat dit weer deur die druppel beweeg en verder gebreek word. Die kleure versprei verder en vorm 'n reënboog soos wat in die onderstaande diagram gewys word.

Watter kleur is aan die bokant van die reënboog, en watter kleur is aan die onderkant?

Stem dit ooreen met die volgorde wat in die diagram hierbo gewys word?

Hoe gebeur dit? Wanneer ons 'n reënboog sien, sien ons die effek van 'n kombinasie van miljoene reëndruppels. Alhoewel elke reëndruppel al sewe kleure weerkaats, sien ons net een kleur van elke reëndruppel. Die kleur wat ons sien hang af van ons posisie ten opsigte van die reënboog. Ons sien rooi lig vanaf die boonste druppels, en violet lig vanaf die onderste druppels. Dit word in die volgende diagram gewys.

Vervolgens gaan ons na 'n toepassing van ligbreking kyk.

Lense

• divergeer
• konvergeer
• fokus

Kan jy onthou toe ons gepraat het oor hoe ons lig sien, en die struktuur van die oog? Ons het genoem dat die oog 'n lens het, reg agter die iris. 'n Ander plek waar jy dalk al van lense gehoor het, is in brille wat mense dra om beter te kan sien. 'n Vergrootglas het ook 'n lens wat voorwerpe groter laat lyk. Wat is lense en hoe werk hulle?

'n Lens is 'n deursigtige voorwerp wat ligstrale fokus of uitsprei. Wanneer ligstrale uitsprei sê ons dit divergeer. Sommige lense laat lig divergeer, maar ander konvergeer lig, dit bring die ligstrale nader aan mekaar. Wanneer al die ligstrale na dieselfde punt gebring word, sê ons die ligstrale word gefokus. Kom ons kyk verder hierna.

Divergerende en konvergerende ligstrale met lense

Jy benodig 'n stralekissie of ligbron wat minstens twee ligstrale kan verskaf, sodat leerders kan waarneem of die strale gefokus of uitgesprei word. Indien 'n stralekissie nie beskikbaar is nie, kan 'n gloeilamp en 'n stukkie karton gebruik word. Sny twee dun gleuwe in die karton en hou dit voor die gloeilamp.

Indien hierdie aktiwiteit nie gedoen kan word nie, omdat lense nie beskikbaar is nie, is daar foto's ingesluit sodat leerders nog steeds kan sien wat gebeur, en die vrae kan antwoord.

MATERIALE:

• stralekissie en ligbron
• konkawe lens
• konvekse lens
• 'n vel papier
• potlood

Voordat ons begin is dit belangrik om te weet wat die verskil tussen 'n konvekse en konkawe lens is.

Konvekse lens	Konkawe lens
'n Konvekse lens het een kant wat gerond is en buitentoe uitbult. 'n Konvekse lens konvergeer ligstrale.	'n Konkawe lens het een kant wat binnetoe uitgehol is. 'n Konkawe lens divergeer ligstrale.

'n Lens kan twee kante hê wat konkaaf is, en dan word dit 'n dubbelkonkawe lens genoem. Dit kan ook twee kante hê wat konveks is, en dan word dit 'n dubbelkonvekse lens genoem.

INSTRUKSIES:

Plaas 'n stralekissie of ligbron aan die een kant bo-op 'n vel papier en skakel dit aan. Die ligstrale behoort soos in die foto hieronder te lyk.

Skakel die stralekissie af.

Plaas die konvekse lens (die een met die geronde kante) op die papier sodat die ligstrale daardeur kan skyn. Teken die vorm van die konkawe lens op die papier af.

Skakel die stralekissie of ligbron aan en kyk wat met die ligstrale gebeur wanneer hulle deur die lens beweeg.

Teken die pad van die ligstrale op die papier.

Beskryf wat met die ligstrale gebeur.

---

---

Die ligstrale word tot op een punt gefokus.

Merk die punt waar die ligstrale kruis. Dit word die brandpunt (fokuspunt) van die lens genoem.

Skakel die stralekissie of ligbron af en plaas 'n nuwe vel papier voor dit.

Plaas nou 'n konkawe lens in die pad van die ligstrale en teken die lens op die papier af.

Skakel die ligbron aan en kyk wat met die ligstrale gebeur.

Teken die pad van die ligstrale op die papier.

Beskryf wat met die ligstrale gebeur.

---

---

Die ligstrale sprei verder uit mekaar nadat dit deur die lens beweeg het.

Skakel die ligbron af en teken die ligstrale op die papier. Verleng die ligstrale sodat hulle op 'n punt voor die lens bymekaarkom. Dit is die brandpunt van 'n konkawe lens.

Indien 'n gaatjiekamera nog beskikbaar is, plaas 'n konvekse en konkawe lens voor die opening en kyk na die beelde wat gevorm word.

Is die beeld groter of kleiner wanneer jy deur 'n konkawe lens kyk?

---

Die beeld is groter.

Is die beeld groter of kleiner wanneer jy deur 'n konvekse lens kyk?

---

Die beeld is kleiner.

Ons het gesien hoe lense lig kan uitsprei of fokus. Kyk na die volgende diagramme wat wys hoe 'n dubbelkonvekse lens lig konvergeer, en hoe 'n dubbelkonkawe lens lig divergeer.

Konvergerende lens	Divergerende lens
Lig wat op 'n konvergerende lens inval, ondergaan ligbreking en die ligstrale word na mekaar toe gebuig en kom bymekaar in 'n brandpunt aan die ander kant van die lens.	Lig wat op 'n divergerende lens inval, ondergaan ligbreking en die ligstrale word weg van mekaar gebuig. Ligstrale kan verleng word tot op 'n brandpunt voor die lens.

Waarvoor gebruik ons lense? Dink aan 'n vergrootglas. Wanneer jy 'n vergrootglas oor woorde of 'n prentjie hou, vergroot dit die beeld. Is 'n vergrootglas 'n voorbeeld van 'n divergerende of konvergerende lens?

---

'n Vergrootglas is 'n voorbeeld van 'n konvergerende lens.

Hoe werk dit? Verbeel jou jy kyk deur jou vergrootglas na die lieweheersbesie aan die begin van die hoofstuk. Die lieweheersbesie lyk groter as wat dit werklik is. Wanneer die voorwerp waarna jy kyk nader aan die lens is as die brandpunt, sien jy 'n denkbeelde beeld van die voorwerp wat verder is as die voorwerp.

Kyk na die eerste diagram hieronder. Kan jy sien dat die lieweheersbesie tussen die brandpunt en die lens is? Die ligstrale vanaf die lieweheersbesie word deur die vergrootglas gebreek en val dan in op die persoon se oog.

In die volgende diagram kan jy sien hoe jou oog 'n denkbeeldige beeld van die lieweheersbesie vorm wat groter is as die oorspronklike voorwerp. Hoe meer die konvekse lens in 'n vergrootglas gerond is, hoe beter is sy vermoë om voorwerpe te vergroot.

Wanneer jy na 'n verafgeleë voorwerp deur 'n vergrootglas kyk, lyk die voorwerp kleiner en is dit omgekeerd. Anders as toe ons die lieweheersbesie van nader beskou het, is die verafgeleë voorwerp verder as die brandpunt van die lens, en lyk dit heelwat kleiner.

Hoe werk lense?

Onthou jy nog hoe die menslike oog lyk? Ons het lense in ons oë wat ons help om te sien. Wanneer lig ons oog binnekom beweeg dit deur die lens. Die lens fokus die lig aan die agterkant van die retina sodat 'n skerp beeld gevorm word. Watter soort lens het ons in ons oë? Gee 'n rede vir jou antwoord.

---

---

'n Dubbelkonkawe (konvergerende) lens omdat dit beelde aan die agterkant van die retina moet fokus.

'n Kontaklens is ontwerp om op die kornea te pas en sodoende jou sig te verbeter. Leonardo da Vinci was die eerste persoon, in die 16de eeu al, wat aan hierdie idee gedink het om ooginfeksie te verminder.

Die lens in ons oog moet die ligstrale kan buig sodat hulle brandpunt presies op die retina val, en 'n skerp beeld daardeur gevorm kan word. Dit hang af van die vorm van die oog. Somtyds kan 'n persoon se lens nie behoorlik fokus nie. Die onderstaande diagram wys 'n normale oog wat korrek fokus, en dan 'n oog wat die beeld voor die retina fokus (bysiende), en agter die retina fokus (versiende).

'n Bril word gebruik om bysiendheid en versiendheid te korrigeer.

Mense wat bysiende is, het divergerende lense nodig. Moet dit dubbelkonkaaf of dubbelkonveks wees?

---

'n Dubbelkonkawe lens word benodig.

Mense wat versiende is, het konvergerende lense nodig. Moet dit dubbelkonkaaf of dubbelkonveks wees?

---

'n Dubbelkonvekse lens word nodig.

Die volgende beeld wys hoe lense gebruik kan word om bysiendheid en versiendheid te korrigeer.

'n Mikroskoop laat 'n baie klein nabygeleë voorwerp groter lyk. 'n Teleskoop laat 'n voorwerp wat baie ver is, naby en helderder lyk. In beide gevalle beweeg die lig vanaf die voorwerp deur twee of meer lense, om 'n beeld te vorm. Die vorm van die lense, en die afstand tussen hulle, bepaal hoe die beeld gevorm word.

Volgende kwartaal in Planeet Aarde en die Ruimte gaan ons kyk hoe lense in optiese teleskope gebruik word om na voorwerpe in die ruimte te kyk.

Beroepe in die optika

• optika

Loer deur bioniese kontaklense (video)

Het jy al opgelet dat baie woorde wat na visie verwys die letters 'op' in die woord het. Hierdie woorde is van die Griekse woord opsis wat 'visie' beteken, afgelei, byvoorbeeld, optika, opties, optometrie (oogkunde), miopie (bysiendheid) en optometer.

Doen navorsing oor beroepe in die optika.

'n Onderhoud met 'n oogkundige. http://www.clubx.co.za/careers/so-you-want-to-be-an-optometrist/

Daar is baie verskillende beroepe in die geometriese optikaveld.

INSTRUKSIES:

1. Werk in groepe van 3.
2. Voer 'n onderhoud met iemand in die geometriese optikaveld en vind uit hoe hulle op hulle beroep besluit het, asook wat en waar hulle studeer het.
3. Skryf 'n paragraaf om te verduidelik wat mense in hierdie veld doen, en wat en waar 'n mens moet studeer om vir hierdie beroep te kwalifiseer.
4. Hier 'n 'n paar voorbeelde van beroepe in geometriese optika.
   1. Oogkunde (Optometrie)
   2. Oogheelkunde
   3. Optiese elektronika
   4. Beligtingsingenieurswese

---

---

---

---

---

---

Hier is inligting oor elk van die beroepe:

Oogkunde (Optometrie)

Oogkundiges bepaal die effektiwiteit van pasiente se oë. Hulle ondersoek oë om sigprobleme, oogsiektes en ander abnormale toestande te identifiseer. Hulle toets vir diepte- en kleurwaarneming en die vermoë om te fokus en om twee oë te laat saamwerk. Hulle spesialiseer ook in siggebreke. Hulle kan 'n bril of kontaklense voorskryf om sigprobleme, soos versiendheid, bysiendheid, astigmatisme (beeldverwronging) te korrigeer.

Skoolvakke

Nasionale Seniorsertifikaat wat matrikulasievereistes vir 'n graadkursus insluit

Nasionale Seniorsertifikaat wat matrikulasievereistes vir 'n diplomakursus insluit

Elke instituut het sy eie minimum toelatingsvereistes.

Vereiste vakke: Wiskunde, Fisiese Wetenskappe

Aanbevole vakke: Lewenswetenskappe

Opleiding

Graad: B.Optometrie - UJ, UFS, UL. Dit is 'n 4-jarige voltydse kursus. Na afloop van die graad, kan studente vereis word om 'n internskap van een jaar te voltooi voordat hulle as professionele oogkundiges kan registreer.

Diploma: Optiese Toebediening en B.Tech - CPUT. Dit is 'n 3-jarige kursus. In 'n vierde jaar kan 'n BTech Optometrie voltooi word. Studente het kontak met pasiente in hulle derde en vierde jaar. 'n Een-jaar internskap word ook vereis.

Oogkundiges moet by die Interim Nasionale Mediese en Tandheelkundige Raad (INMTR) van Suid-Afrika registreer voor hulle mag praktiseer.

Oogheelkunde

Oogheelkundiges diagnoseer en behandel oogsiektes, soos glukoom en katarakke, sigprobleme soos bysiendheid en oogbeserings. Die meeste oogheelkundiges pas kennis van die mediese wetenskap en snykunde toe om 'n verskeidenheid van behandelings voor te skryf, van lensvoorskrifte tot die mees delikate chirurgiese prosedures.

Skoolvakke

Nasionale Seniorsertifikaat wat matrikulasievereistes vir 'n graadkursus insluit

Elke instituut het sy eie minimum toelatingsvereistes.

Vereiste vakke: Wiskunde, Fisiese Wetenskappe

Aanbevole vakke: Lewenswetenskappe

Nota: Die kompetisie vir toelating tot Medies is baie straf en daar is gewoonlik baie aansoeke van studente met uitstekende punte.

Opleiding

MBChB-graad by UP, UCT, UFS, Wits, US, UL, UKZN:

• Teoretiese opleiding: 6 jaar
• Internskap: 1 jaar
• Praktiese werk by 'n hospitaal: 1 jaar (ook bekend as die huisdokterjaar)
• Nagraadse studie vir spesialisasie in oogheelkunde: 3 - 5 jaar

Registrasie: Na die suksesvolle voltooiing van die eksamens vir spesialisering, moet die kandidaat as 'n oogheelkundige registreer by die Internasionale Mediese en Diagnostiese Sentrum.

'n Nuttige webblad: http://sun025.sun.ac.za/portal/page/portal/Health_Sciences/English/Departments/Surgical_Sciences/Ophthalmology/General

Optiese elektronika

Optiese elektronika is die studie en toepassing van elektroniese toestelle wat lig gebruik, waarneem en beheer. Dit word geklassifiseer as 'n onderafdeling van fotonika.

Die beroep vereis 'n graad in elektriese ingenieurswese wat by enige Suid-Afrikaanse universiteit gedoen kan word. Toelatingsvereistes hang van die universiteit af.

Beligtingsingenieurswese

Beligtingsingenieurswese is die studie en gebruik van beligting in verskeie situasies, geboue en gemeenskapsfasiliteite, byvoorbeeld sport- en ontspanningsbeligting, beligting van paaie, museums en industriële geboue. Beligtingsingenieurswese kan by 'n universiteit studeer word, deur 'n graad in elektriese ingenieurswese te doen. Die Beligtingsingenieurswesevereniging van Suid-Afrika bied ook kursusse aan, en meer besonderhede is op hulle webwerf beskikbaar.

Die Zooniverse webblad bied 'n goeie oorsig oor die verskeie burgerwetenskap projekte waarby leerders betrokke kan raak. Daar is 'n groot verskeidenheid van projekte, soos om moontlike planete rondom sterre te help identifiseer, om kankerdata te analiseer, om na tropiese sikloondata te kyk of om na walvis- of vlermuisgeluide te luister.

Burgerwetenskap is wetenskaplike navorsing wat volledig of gedeeltelik deur nie-professionele wetenskaplikes, of gewone mense, uitgevoer word. Deur die leerders betrokke te kry by sulke projekte, sal hulle bewus gemaak word van die moontlikhede daarbuite. Dit verskaf ook waarde en betekenis aan dit wat hulle in die Natuurwetenskappe leer. https://www.zooniverse.org/

'Burgerwetenskap' is wanneer die algemene publiek deelneem aan wetenskaplike navorsing.

Wil jy graag deelneem aan 'n regte wetenskaplike navorsingsprojek? Kyk na die volgende burgerwetenskapprojekte wat beskikbaar is. https://www.zooniverse.org/

Jy kan nog meer hieroor aanlyn ontdek deur www.curious.org.za te besoek en deur die skakel in die besoekboksies in jou webbladleser in te tik om videos te kyk, met animasies te speel of 'n interessante artikel te lees.

• Lig beweeg in reguit lyne.
• Witlig bestaan uit al die kleure van die sigbare spektrum.
• Die kleurspektrum kan gesien word wanneer wit lig uitgesprei word deur 'n prisma of 'n reëndruppel (in 'n reënboog).
• Lig kan nie deur ondeursigtige voorwerpe beweeg nie.
• Lig kan deur deursigtige voorwerpe beweeg.
• Lig word deur sommige materiale geabsorbeer.
• 'n Materiaal het 'n sekere kleur omdat dit daardie kleur van die kleurspektrum weerkaats. Ander golflengtes van wit lig word geabsorbeer.
• Tydens ligweerkaatsing is die invalshoek gelyk aan die weerkaatsingshoek.
• Vanaf 'n gladde oppervlak word parallelle ligstrale teen dieselfde hoek weerkaats.
• Lig word vanaf 'n growwe oppervlak verstrooi en die beeld wat gevorm word, is nie skerp nie.
• Die menslike oog het gespesialiseerde selle in die retina wat lig omskakel na optiese senuwee impulse. Die optiese senuwee dra die impulse oor na die brein waar dit geïnterpreteer word.
• Ligstrale beweeg teen verskillende spoede in verskillende media.
• Wanneer lig teen 'n hoek op 'n optiese medium met 'n ander optiese digtheid inval, vind ligbreking plaas.
• Wanneer lig stadiger beweeg, buig dit nader aan die normaallyn.
• Wanneer lig vinniger beweeg, buig dit weg van die normaallyn.
• Konvergerende lense breek en fokus lig.
• Divergerende lense en driehoekige prismas breek en sprei lig uit.
• Lense het baie toepassings, byvoorbeeld in 'n bril om sig te korrigeer, in mikroskope, teleskope en vergrootglase.

Konsepkaart

Die konsepkaart op die volgende bladsy wys hoe al die konsepte van sigbare lig verband hou. Voltooi die konsepkaart om wat jy in die hoofstuk geleer het, vas te lê.

Hersieningsvrae

Kies die regte definisie vir elk van die terme in die onderstaande tabel. Skryf die letter van die definisie langs die regte nommer neer. [12 punte]

Term	Definisie
1. Straling	A. Lig kan nie deurbeweeg nie.
2. Sigbare lig	B. Die invalshoek is gelyk aan die weerkaatsingshoek wanneer 'n ligstraal van 'n gladde oppervlak weerkaats word.
3. Ondeursigtig	C. Een van die maniere om energie oor te dra, spesifiek deur 'n vakuum.
4. Deursigtig	D. Wanneer lig inval op 'n deursigtige medium, kan dit van rigting verander.
5. Absorpsie	E. Ronding na binne.
6. Weerkaatsing	F. Die ligspektrum wat ons kan sien.
7. Retina	G. Ronding na buite.
8. Ligbreking	H. 'n Deursigtige voorwerp wat lig kan breek en fokus.
9. Divergerend	I. Lig kan deurgelaat word.
10. Lens	J. Wanneer ligstrale uitsprei vanaf 'n punt.
11. Konkaaf	K. 'n Ligsensitiewe sellaag aan die agterkant van die oog.
12. Konveks	L. Wanneer die oppervlak van 'n voorwerp sekere kleure lig absorbeer.

Antwoorde: 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 10: 11: 12:

Antwoorde: 1:C 2:F 3:A 4:I 5:L 6:B 7:K 8:D 9:J 10:H 11:E 12:G

'n Straal wit lig word deur 'n glas prisma geskyn. Die lig breek op in sewe kleure, wat dan op 'n skerm vertoon word. 'n Leerder neem 'n foto soos hieronder gewys word, en teken 'n ligstraaldiagram om die ligbreking te toon. Die kleure word van 1 tot 7 in die diagram genommer.

1. Wat sê die diagram vir ons van wit lig? [1 punt]

   ---

2. Waarom tree die lig so op as dit deur die prisma beweeg? [3 punte]

   ---

   ---

   ---

3. Watter kleure word by elk van nommers 1 en 7 waargeneem? Verduidelik jou antwoord. [3 punte]

   ---

   ---

4. Watter byskrif stem ooreen met die kleur van gras? [1 punt]

   ---

5. Kan jy sien dat daar twee ander wit uittreestrale vanaf die prisma is? Waar dink jy kom hierdie strale vandaan? [2 punte]

   ---

1. Witlig bestaan uit 'n spektrum van 7 kleure.

2. Wanneer 'n ligstraal met 'n hoek vanaf lug na glas beweeg, vind ligbreking plaas. Die kleure van die spektrum word teen verskillende hoeke gebreek sodat die ligstraal uitsprei. Wanneer die lig die ander kant van die prisma bereik, word dit weer gebreek en die kleure versprei nog verder sodat die sewe kleure gesien kan word.

3. Kleur 1 is rooi en kleur 7 is violet, omdat rooi lig die minste ligbreking ondergaan, en violet lig die meeste.

4. Kleur 4, groen.

5. Hierdie resultaat is as gevolg van interne weerkaatsing vanaf die binne-oppervlak van die prisma, omdat nie alle lig direk deurgaan nie.

   Nota: Hierdie is 'n uitbreidingsvraag.

Waarom het 'n ondeursigtige voorwerp 'n skaduwee? [2 punte]

---

---

'n Ondeursigtige voorwerp het 'n skaduwee omdat dit nie lig deurlaat nie. Die lig kan weerkaats of geabsorbeer word. Daar sal 'n skaduwee aan die ander kant as die ligbron wees, omdat die ligstrale nie daardie deel, vanweë die voorwerp, kan bereik nie.

Kyk na die volgende foto van water in 'n dam, en beantwoord die vrae wat volg.

1. Hoe is dit moontlik dat ons die beeld van die houtpale in die water kan sien? [2 punte]

   ---

   ---

2. Waarom is die beeld nie skerp nie, maar verwring? [2 punte]

   ---

   ---

1. Die lig word eers vanaf die houtpale weerkaats en dan van die water af tot in ons oë.

2. Dit is omdat die ligstrale nie vanaf 'n gladde oppervlak weerkaats word nie, maar vanaf 'n growwe oppervlak, as gevolg van die golwe. Die ligstrale word uitgesprei.

Twee leerders bespreek die kleure van lig. Hulle besluit dat wit en swart nie regtig kleure van lig is nie. Indien hulle nie kleure is nie, hoe is dit moontlik dat ons dit kan sien? [5 punte]

---

---

---

---

---

Wit is 'n kombinasie van al die kleure van die sigbare spektrum. Wit voorwerpe weerkaats al die kleure ewe veel en ons sien die mengsel van al die kleure as wit. Swart is 'n afwesigheid van kleur. Swart voorwerpe absorbeer al die kleure en weerkaats niks nie. Dit beteken dat ons geen gekleurde lig van die voorwerp af sien nie.

Verduidelik hoe ons die verskillende kleure van die Suid-Afrikaanse vlag kan sien. [6 punte]

---

---

---

---

---

---

Swart: Al die kleure word geabsorbeer en niks word weerkaats nie.

Geel: Al die kleure, behalwe geel, word geabsorbeer, en geel word weerkaats.

Groen: Al die kleure, behalwe groen, word geabsorbeer, en groen word weerkaats.

Blou: Al die kleure, behalwe blou, word geabsorbeer, en blou word weerkaats.

Rooi: Al die kleure, behalwe rooi, word geabsorbeer, en rooi word weerkaats.

Wit: Al die kleure word weerkaats, en geen kleure word geabsorbeer nie. 'n Kombinasie van al die kleur word as wit waargeneem.

Teken 'n ligstraaldiagram in die spasie hieronder om te wys hoe die groen deel van die vlag gesien kan word. [5 punte]

Watter een van die diagramme hieronder wys die korrekte pad vir 'n ligstraal deur 'n driehoekige stuk glas? [2 punte]

---

C

Voltooi die volgende sin deur dit volledig uit te skryf in die spasie wat voorsien word. Wanneer lig van 'n opties minder digte medium na 'n opties digter medium beweeg, vind ligbreking plaas en buig die straal _____ die normaallyn. Wanneer lig vanaf 'n opties digter medium na 'n opties minder digte medium beweeg, vind ligbreking plaas en buig die lig _____ die normaallyn. [2 punte]

---

---

---

Wanneer lig van 'n opties minder digte medium na 'n opties digter medium beweeg, vind ligbreking plaas en buig die straal na die normaallyn. Wanneer lig vanaf 'n opties digter medium na 'n opties minder digte medium beweeg, vind ligbreking plaas en buig die lig weg die normaallyn.

Teken 'n diagram om te wys wat bedoel word met die stelling: 'die ligstraal buig na die normaallyn toe'. Merk die invalshoek en die brekingshoek op die diagram. Dui ook aan watter medium is die digter medium. [4 punte]

Bestudeer die volgende diagram en beantwoord die vrae wat volg.

1. Die diagram is 'n skets wat 'n leerder tydens 'n ondersoek oor ligbreking gemaak het. Wat stel die rooi lyn in die diagram voor? [1 punt]

   ---

2. Wat stel die blou lyne voor? Voorsien die diagram van byskrifte. [1 punt]

3. Die lig beweeg vanaf lug na 'n ander optiese medium. Is hierdie medium minder of meer dig as lug? Verskaf 'n rede vir jou antwoord. [2 punte]

   ---

   ---

4. Waarvan word die blok gemaak? [1 punt]

   ---

5. Verskaf byskrifte vir die invalstraal en die uittreestraal. [2 punte]

6. Verskaf byskrifte vir die invalshoek (i) en die brekingshoek (b) in die diagram. [2 punte]

1. 'n Ligstraal.

3. Die blok is digter as die lug, omdat die invalstraal na die normaallyn gebuig word. Dit dui aan dat die lig stadiger beweeg. Die ligstraal buig weg van die normaal wanneer dit die blok verlaat, en dus 'n opties minder digte medium (die lug) binnegaan en vinniger beweeg.

4. Dit moet 'n deursigtige medium, soos glas, wees.

6. 0.5 punte vir elke byskrif. Die leerders se volledige diagram met die byskrifte behoort as volg te lyk:

   

Watter van die onderstaande diagramme dui die pad van 'n ligstraal deur 'n reghoekige glasblok korrek aan? [2 punte]

---

C

Waarom lyk die boomstam in die onderstaande foto skeef? [2 punte]

---

---

---

---

---

Dit het te make met ligbreking. Die lig wat deur die glasblok beweeg, word gebuig en daarom is die beeld verwring en lyk dit of die boomstam skeef is.

Watter vorm moet 'n lens wees wat ligstrale op 'n punt fokus? [1 punt]

---

Dit moet konveks wees.

Teken 'n ligstraaldiagram om te wys hoe 'n konvergerende lens lig op 'n punt fokus. [4 punte]

Watter ooggebrek kan gekorrigeer word met 'n konvergerende lens? Verduidelik wat hierdie defek behels en hoe dit gekorrigeer word. [4 punte]

---

---

---

---

---

Versiendheid kan met 'n konvekse lens gekorrigeer word. Dit is wanneer lig gefokus word op 'n punt agter die retina sodat die beeld uit fokus is. 'n Konvekse lens word gebruik om die ligstrale te buig voordat dit die oog binnegaan, sodat dit, wanneer dit wel deur die lens in die oog gaan, dit presies op die retina fokus.

Totaal [74 punte]