Fotonica: algemeen

Fotonica is overal. We kunnen onze samenleving niet voorstellen zonder de wetenschap van licht en lichttechnologieën. Dagelijks gebruiken we apparaten met fotonica, maar we realiseren het ons niet altijd.

Reflectie

mldfkjmkl

Leerplandoelstellingen:

- ...

Elektromagnetisch spectrum

Licht is een elektromagnetische golf. De belangrijkste eigenschap van een elektromagnetische golf is de golflengte. Radiogolven, lichtgolven of infrarood golven maken een karakteristiek patroon als ze zich door de ruimte verplaatsen. Elke golf heeft een bepaalde vorm en lengte. De afstand tussen de golftoppen wordt de golflengte genoemd. De verschillende golven in het elektromagnetisch spectrum worden gekenmerkt door hun golflengte.

Leerplandoelstellingen:

- Eigenschappen van de gebieden in het elektromagnetische spectrum beschrijven en mogelijke bronnen van deze straling aangeven.
- De begrippen EM-straling en EM-spectrum illustreren.
- Beschrijven van de belangrijkste gebieden van het EM-spectrum aan de hand van toepassingen uit hun leefwereld.
- Eigenschappen, bronnen en toepassingen van niet gevaarlijke EM golven beschrijven: microgolven, radiosignalen, gsm, wifi, infrarood.

Kleuren

Zichtbaar licht bevat alle kleuren die we met het menselijke oog kunnen zien. Het bereik van kleuren ligt tussen rood (700nm) en blauw (400nm).

Leerplandoelstellingen:

- Additieve en subtractieve kleurenmenging beschrijven en illustreren.
- Aan de hand van principes van subtractieve en additieve kleurmenging de waargenomen kleur van licht en objecten toelichten.
- Een kleur situeren en beschrijven binnen een kleurruimte.
- Uit waarnemingen vaststellen dat licht uit verschillende kleuren bestaat.
- Het mengen van gekleurd licht en kleurstoffen beschrijven, de wetmatigheden hiervan afleiden.
- De begrippen hoofdkleuren, mengkleuren, complementaire kleuren bij additieve en subtractieve kleurenmenging omschrijven.
- Het begrip kleur van een voorwerp omschrijven door aan te geven welke lichtkleuren in welke mate geabsorbeerd worden door het voorwerp.
- Het begrip kleur op een website omschrijven als een combinatie van de lichtkleuren rood, groen en blauw.
- De theorie van kleurmenging toepassen in een aantal praktische situaties zoals: het effect van de kleur van invallend licht of het effect van het gebruik van een filter.
- Kleurverschijnselen van licht in leefwereldsituaties toelichten.

Spectroscopie: interactie tussen licht en materie

lkjdfinmkn

Leerplandoelstellingen:

- Het zien van voorwerpen in verband brengen met lichtbronnen en de interactie van het licht met die voorwerpen.

Optische datacommunicatie

kjhmih

Leerplandoelstellingen:

- Totale terugkaatsing en grenshoek toelichten via de stralengang en in concrete toepassingen weergeven.
- Toepassingen van totale terugkaatsing verklaren.
- Beeldvorming door gebruik van optische vezels beschrijven.

Polarisatie

mlkdjfmin

Leerplandoelstellingen:

- Polarisatie van licht via polarisatiefilters en na terugkaatsing beschrijven.
- Het verschijnsel polarisatie van licht omschrijven aan de hand van een modelvoorstelling.
- De functie van polarisatiefilters op licht weergeven m.b.v. de modelvoorstelling.

Lenzen en telescopen

ldsjfhmio

Leerplandoelstellingen:

- Eenvoudige lenzen beschrijven en de verschillende soorten lenzen herkennen.
- De plaats van hoofdbrandpunt en nevenbrandpunt aanduiden op de optische as, en het experiment beschrijven waarmee deze plaatsen werden vastgelegd.
- De kenmerkende stralen bij een dunne bolle lens beschrijven en illustreen met een experiment.
- De beeldvorming bij de dunne bolle lens experimenteel verifiëren.
- Het beeld bij dunne bolle lenzen construeren en de eigenschappen van het beeld toelichten.
- De relatie tussen voorwerpsafstand, beeldafstand en brandpuntafstand verifiëren.
- Vergroting bij dunne bolle lenzen uitvoeren.
- Een aantal toepassingen van het gebruik van lenzen beschrijven.
- Optica in verband brengen met optische toestellen en verschijnselen uit de leefwereld.

Diffractie en Interferentie

Diffractie is het buigen en verspreiden van lichtgolven bij het tegenkomen van een obstakel of wanneer de golf door een opening gaat. Verschillende soorten licht gedragen zich anders bij verbuiging, en dit helpt onderzoekers om de samenstelling van het licht van onbekende objecten zoals sterren, te identificeren.

Interferentie is een verschijnsel waarbij twee of meer lichtgolven elkaar overlappen om een nieuwe golf te vormen. Het resultaat is de productie van heldere kleuren van verschillende tinten, of anders donkere banden zonder kleur.

*Deze workshops/lessen maken gebruik van materiaal uit de Photonics Explorer

Leerplandoelstellingen:

- De golflengte van licht meten met het tweespletenexperiment (Young).
- Diffractie op één spleet en het principe van Babinet.
- Hoe aan de hand van het diffractiepatroon de dikte van een haar te meten.
- Hoe het diffractiepatroon van DNA tot de ontdekking van de DNA-structuur leidde.
- Diffractie op buigingsroosters bij reflectie en transmissie.
- Hoe spectrometers werken.
- Dat het spectrum van spaarlampen uit discrete kleuren bestaat - in tegenstelling tot het continue spectrum van zonlicht.