Fotometrie & Colorimetrie H1

Front 1

Wat is licht?

Back 1

Licht is ...

Een elektromagnetische golf en heeft een duaal karakter.

Het is opgebouwd uit een magnetische en elektrische component die loodrecht op elkaar trillen.

Het is een vorm van energie.

Het is zichtbaar voor het menselijk oog.

Het maakt ons zicht mogelijk

Front 2

Wat zijn de argumenten om aan te tonen dat licht een golfkarakter heeft?

Back 2

Het twee-spleten experiment van Young & Fresnel.

Het gedrag van licht bij polarisatoren.

Front 3

Leg het twee-spleten experiment van Young & Fresnel uit.

Back 3

Bij het twee-speleten experiment is er een interferentiepatroon te zien op het derde scherm die enkel te verklaren is aan de hand van de golftheorie.

Lichtgolven versterken elkaar als ze in fase zijn

= Constructieve interferentie

Lichtgolven doven elkaar uit als ze in tegenfase zijn

= Destructieve interferentie

Front 4

Leg het gedrag van licht uit bij polarisatoren.

Back 4

Als we twee verschillende polarisatoren op elkaar leggen wordt al het licht geblokkeerd.

Dit is enkel te verklaren aan de hand van de golftheorie.

Front 5

Wat is een polarisator?

Back 5

Een voorwerp die alleen golven doorlaat die in één welbepaald vlak trillen.

Front 6

Wat is het argument om aan te tonen dat licht een deeltjeskarakter heeft?

Back 6

Het foto-elektrisch experiment door Hertz.

Front 7

Leg het foto-elektrisch experiment door Hertz uit.

Back 7

Als we een metaal beschijnen met licht onder bepaalde omstandigheden ontstaat er elektrische stroom in dat metaal.

Licht maakt elektronen los uit metalen.

De energie die hierbij vrijkomt is afhankelijk van de frequentie van het licht waarmee het metaal wordt beschijnt.

Dit is onmogelijk te verklaren aan de hand van de golftheorie, want de energie van de golf is evenredig met de amplitude van de golf.

Front 8

Geef drie verschijnselen die enkel maar te verklaren zijn aan de hand van de deeltjestheorie.

Back 8

Het foto-elektrisch effect door Hertz

Absorptie

Emissie

Front 9

Welke theorie beschrijft dat licht een duaal karakter heeft?

Back 9

Quantumtheorie van Einstein & Planck

Front 10

Leg de quantumtheorie van Einstein en Planck uit.

Back 10

Licht is een elektromagnetische straling die bestaat uit een stroom van fotonen die zich duaal gedragen:

Soms als golf (twee-spletenexperiment en gedrag van licht bij polarisatoren)

Soms als deeltje (foto-elektrisch effect, absorptie en emissie)

Front 11

Wat is een foton?

Back 11

Een klein afzonderlijk pakketje energie.

De energie van een foton is rechtevenredig met de frequentie van de lichtgolf.

De energie die een foton bezit berekenen we door = h * f

Front 12

Wat is een golf?

Back 12

Een golf is een trilling die zich voortplant van één punt naar een ander punt.

Front 13

Wat is een golflengte?

Back 13

De afstand tussen twee opeenvolgende toppen.

Front 14

Wat is een frequentie?

Back 14

Een aantal golven dat per seconde een bepaald punt passeert.

Front 15

Wat is een amplitude?

Back 15

De maximale uitwijking ten opzichte van de evenwichtsstand.

Front 16

Wat is het elektromagnetisch spectrum?

Back 16

Een verzameling van alle elektromagnetische golven.

Front 17

Hoe bereken je de lichtsnelheid?

Back 17

c = de golflengte / de frequentie

Front 18

Rangschik de verschillende elektromagnetische golven van kleinste frequentie naar grootste frequentie.

Back 18

1. Radiogolven

2. Infrarood stralen

3. Zichtbaar licht

4. Ultraviolet

5. Röntgenstralen

6. Gammastralen

Front 19

Rangschik de verschillende elektromagnetische golven van kleinste golflengte naar grootste golflengte.

Back 19

1. Gammastralen

2. Röntgenstralen

3. Ultraviolet

4. Zichtbaar licht

5. Infrarood stralen

6. Radiogolven

Front 20

Geef vier toepassingen van radiogolven

Back 20

Televisie

Radio

GSM

RFID

Front 21

Wat is RFID?

Back 21

Radio Frequency Identification

Een elektronische etiket op de verpakking met chip die radiosignalen met identificatiecode uitzendt.

Deze signalen worden opgevangen door een handscanner.

Front 22

Geef een voordeel en een nadeel van RFID.

Back 22

(+) Men kan op veel grotere afstanden inlezen

(+) De radiosignalen worden niet tegengehouden door geleidende materialen

(-) Duur

Front 23

Geef drie toepassingen van Infrarode straling.

Back 23

Nachtkijkers

Infraroodfotografie

IR-drogen in een drukkerij

Front 24

Welke voorwerpen zenden IR-straling uit?

Back 24

Voorwerpen die moleculen bevatten met een temperatuur boven het absolute nulpunt.

Front 25

Wat gebeurt er met de temperatuur als de uitgezonden IR-straling toeneemt.

Back 25

De temperatuur stijgt.

Front 26

Hoe is IR-straling waarneembaar?

Back 26

Enkel door warmtewerking.

Front 27

Wie ontdekte UV-straling?

Back 27

Wilhelm Ritten

Front 28

Hoe wordt de UV-straling verdeelt?

Back 28

In drie spectra:

UV-A (400-315nm)

UV-B (315-280nm)

UV-C (280-200nm)

Front 29

Waarvoor gebruiken ze UV-C?

Back 29

Om ruimtes en brikverpakkingen te steriliseren, want UV-C heeft een bacteriedodende werking.

Front 30

Geef vier toepassingen van UV-straling.

Back 30

Opwekken van fluorescentie

Verbleken van kleurstoffen

Verbranden van menselijke huid

Polymeriseren of uitharden van UV-inkten

Front 31

Hoeveel procent van het elektromagnetisch spectrum bestaat uit zichtbaar licht?

Back 31

2,5%

Front 32

Hoe zorgen stralen uit het zichtbaar spectrum voor een licht -en kleurindruk?

Back 32

De stralen worden omgezet door staafjes en kegeltjes in ons oog in signalen die op hun beurt worden verstuurd naar onze hersenen.

In de hersenen worden de signalen omgezet in een licht- en kleurindruk.

Front 33

Wanneer is er een witte kleurindruk?

Back 33

Als de cellen alle zichtbare golflengten in even grote mate detecteren.

Front 34

Wanneer is er een zwarte kleurindruk?

Back 34

Als de cellen geen zichtbare golflengten detecteren.

Front 35

Geef de kleuren van de regenboog.

Back 35

Rood - Oranje - Geel - Groen - Blauw - Indigo - Violet

Front 36

Hoeveel kleuren kan het oog onderscheiden?

Back 36

Ongeveer 10000

Front 37

Geef de golflengtes van de primaire kleuren.

Back 37

Rood: 700 - 600nm

Groen: 600 - 500nm

Blauw: 500 - 400nm

Front 38

Wat ontdekte newton tijdens een experiment met prisma's en zonlicht?

Back 38

Zonlicht is een mengsel van de kleuren van de regenboog en is polychromatisch.

Als je zonlicht op een prisma laat vallen zijn de uittredende stralen monochromatisch.

Front 39

Wat is polychromatisch?

Back 39

Licht die alle verschillende golflengten bevat die elk als een apart kleur kan waargenomen worden noemt men polychromatisch.

Front 40

Wat is monochromatisch?

Back 40

Kleuren die bestaan uit één golflengte zijn spectraal kleuren of monochromatisch.

Front 41

Met welke wet moet men rekening houden bij licht?

Back 41

Met de wet van behoud van energie, want licht is een vorm van energie.

Front 42

Geef de wet van behoud van energie.

Back 42

In een gesloten systeem kan er geen energie verloren gaan of bijgemaakt worden.

Als we energie willen omzetten kan dat enkel naar een andere vorm van energie.

> Licht kan dus wel worden omgezet naar elektrische energie.

Front 43

Wat is een lichtbron?

Back 43

Een toestel of voorwerp dat één of andere vorm van energie omzet naar elektromagnetische stralen uit het zichtbaar spectrum.

Front 44

Hoe zijn atomen opgebouwd?

Back 44

Atomen zijn opgebouwd uit een centraal gelegen kern die positief geladen is.

De negatief geladen elektronen draaien rond op welbepaalde banen of energieniveaus

Front 45

Wat weet je over energieniveaus?

Back 45

Hoe verder een energieniveau is van de kern, hoe meer energie een elektron bezit.

Elektronen kunnen naar een hoger energieniveau verspringen door een gepaste hoeveelheid energie op te nemen zodat ze in een aangeslagen toestand komen.

Later keren ze terug naar hun oorspronkelijke baan door energie uit te zenden onder vorm van fotonen. Dit heeft emissie.

Front 46

Hoe werkt temperatuurstraling?

Back 46

Als de temperatuur stijgt in een vaste stof of vloeistof, dan bewegen de atomen sneller. Hierdoor ontstaat er meer kinetische energie en de botsingen tussen de deeltjes nemen toe.

> Elektron krijgt genoeg energie om naar een hoger energieniveau te springen.

> Bij het terugvallen naar een lager energieniveau gaat het fotonen uitzenden.

> Zowel fotonen met frequenties in het zichtbare als in het IR-spectrum

> Uitgezonden energie is zichtbaar en voelbaar

> Kleur van uitgezonden licht is meestal een maat van de temperatuur van het lichaam

Front 47

Hoe werkt gasontlading?

Back 47

Gassen kunnen licht uitzenden als er een elektrische stroom door passeert:

> Gasvulling wordt beschoten met elektronen

> Gasatomen zijn in een aangeslagen toestand

> Bij terugvallen naar grondtoestand wordt de opgenomen energie uitgezonden onder de vorm van fotonen.

De samenstelling van het gas bepaald de spectrale samenstelling van het licht en dus ook het kleur.

Front 48

Welke vaste stoffen kunnen licht uitzenden als er elektrische stroom door passeert?

Back 48

Halfgeleiders, op voorwaarde dat er een stof wordt toegevoegd, want dan zijn er stoffen te kort of op overschot. Hierdoor ontstaan er n-type en p-type halfgeleiders.

Front 49

Hoe werkt elektroluminescentie?

Back 49

Bij elektroluminescentie combineert een diode een n-type met een p-type. Het gebied waar beide types elkaar raken wordt een isolerende laag, want p-type en n-type vullen elkaars gaten.

> Door een n-type te verbinden met een negatieve pool en een p-type met een positieve pool worden vrije elektronen van het n-type afgestoten.

> De positieve pool trekt op zijn beurt de afgestoten elektronen aan.

> Op deze manier worden de vrije elektronen geforceerd in de richting van de p-halfgeleider, waardoor de isolerende laag verdwijnt.

GEVOLG = Er ontstaat elektrische stroom waarbij de vrije elektron energie moet afstaan om te kunnen combineren met een gat. Hierdoor wordt er een foton uitgezonden = licht

Front 50

Hoe werkt fotoluminescentie?

Back 50

Bij fotoluminescentie absorberen stoffen straling en zenden licht uit waarbij de golflengte verandert.

Front 51

Welke soorten fotoluminescentie zijn er?

Back 51

Fluorescentie en Fosforescentie.

Front 52

Hoe werkt fluorescentie?

Back 52

Stoffen die onmiddellijk licht uitzenden als bestraald worden door hoogenergetische straling.

> Moleculen nemen hoogenergetische fotonen op en belanden zo in een aangeslagen toestand.

> Elektron valt onmiddellijk terug naar grondtoestand waardoor er fotonen vrijkomen = licht

Front 53

Hoe werkt fosforescentie?

Back 53

Stoffen worden bestraald met zichtbaar licht waardoor elektronen naar een hoger energieniveau springen.

> Deze toestand is stabiel, dus vallen de elektronen niet onmiddellijk terug naar hun grondtoestand

> Als de bestraling stopt, dan vallen de elektronen terug.

> Fosforescerende stof licht nog na als ze niet meer bestraald wordt.

Front 54

Geef vijf toepassingen van fluorescentie.

Back 54

> Papier witter doen lijken

> Was stralend wit maken door obtical brightening agents toe te voegen

> TL-lampen = gas in TL-buis + elektrische stroom = UV-stralen op wand vd buis die bedekt is met fluorescerende stof

> Fluorescerende inkten = helderheid is groter dan gewone inkt.

> Fluorescerende veiligheidsvestjes, verkeersborden, ...

Front 55

Geef twee toepassingen van fosforescentie.

Back 55

> Wijzers van de klok

> Fosforescerende inkten

Front 56

Waarvoor staat 'laser'?

Back 56

LASER = Light Amplitation by Stimulated Emission of Radiaton

Het is dus een vorm van emissie.

Front 57

Wat weet je over de werking van een laser?

Back 57

De golven bij een laser zijn coherent (= alle golven zijn in fase)

Het licht die vrijkomt bij een laser is monochromatisch

Front 58

Geef drie toepassingen van lasers.

Back 58

> Laserprinter

> Lasersnijmachins

> Laserbelichters

Front 59

Hoe wordt kleur van de laser bepaald?

Back 59

Aangezien een laser monochromatisch is, wordt de kleur bepaald door de hoeveelheid energie die wordt uitgestraald als de elektron terugvalt naar hun grondtoestand.