Optica - online puzzels

Optica is het deelgebied van de natuurkunde dat zich bezighoudt met de beschrijving en verklaring van het gedrag van licht; dit is elektromagnetische straling in en rond het deel van het elektromagnetische spectrum dat zichtbaar is voor het menselijk oog, dat is met golflengten tussen circa 400 nm en 800 nm. Er bestaan 3 modellen voor de beschrijving van licht: stralen (geometrische optica), continue golven (klassieke fysische optica) en discrete fotonen (kwantumoptica).

Geometrische optica

Dit is het oudste onderdeel van de optica en is gebaseerd op het begrip lichtstraal, dat alleen zinvol is als de golflengte van het licht erg klein is ten opzichte van de ruimte en de obstakels waarin en waarlangs de elektromagnetische straling zich voortplant. De geometrische optica is een vereenvoudigd model voor het optische golflengtegebied van de 'strenge' beschrijving van golfvoortplanting. Allerlei verschijnselen, zoals chromatische aberratie, breking, reflectie en de intensiteitsverhouding tussen de gereflecteerde en de gebroken straal zijn wel van belang voor de geometrische optica, maar kunnen alleen verklaard worden door licht als golfverschijnsel te beschrijven.

In inhomogene media, met een geleidelijk verloop van de brekingsindex, zijn lichtstralen krom, in homogene media zijn ze recht. Een plotselinge verandering van richting (lichtbreking en reflectie) vindt plaats op de grensvlakken tussen twee media met meetbaar verschillende brekingsindices. De richtingverandering van de gebroken straal ten opzichte van de invallende straal wordt bepaald door de Wet van Snellius. Puur straal-gebaseerde optische instrumenten bestaan uit (combinaties van) lenzen, spiegels en/of prisma's om de gewenste optische eigenschappen te verkrijgen. Het doel van geometrisch optische instrumenten is meestal afbeelding, waarbij verschillende stralen vanuit een punt in het voorwerp elkaar idealiter allemaal snijden op een punt in het beeld.