Natuurkunde basisschool en onderbouw · Grades 1–9
3Licht en schaduw
Doe de lamp uit in een kamer zonder raam: alles verdwijnt. Doe hem aan: de kamer komt terug. Zien heeft licht nodig. En overal waar licht is, is ook schaduw — je trouwe donkere tweelingbroer volgt je op elke zonnige stoep. Laten we uitzoeken waar licht vandaan komt, en hoe schaduwen ontstaan.
3.1 Waar licht vandaan komt
Definitie 3.1 (Lichtbronnen)
Een lichtbron is iets dat zijn eigen licht maakt: de Zon, een lamp, een kaarsvlam, een glimworm. Al het andere — een boek, een bal, de muren, jij — maakt geen eigen licht: we zien die dingen alleen als er licht van een bron op valt.
Voorbeeld 3.2 (Bron of geen bron?)
De Zon, een zaklamp, een brandende lucifer en een televisiescherm maken allemaal licht: bronnen. De Maan, een spiegel en een witte muur kunnen er heel helder uitzien, maar ze maken geen eigen licht — ze sturen alleen licht terug dat hen bereikt. Doe de lamp uit, en de helderste spiegel wordt donker.
Voorbeeld 3.3 (Probeer het: de donkere kamer)
Sluit ’s avonds de luiken of de gordijnen van een kamer, doe alle lampen uit en wacht terwijl je rustig tot telt. Wat zie je? Eerst bijna niets — zonder bron is er geen licht om bij te zien. Zet dan de deur op een kier: één dun reepje licht is genoeg om tafels, stoelen en speelgoed terug te brengen.
Opmerking 3.4 (Kijk nooit in de Zon)
De Zon is verreweg de sterkste lichtbron die we ooit tegenkomen. Kijk er nooit recht in, zelfs niet heel even, en al helemaal niet door een verrekijker of een vergrootglas: haar licht is zo sterk dat het je ogen voorgoed kan beschadigen. Van de Zon geniet je zijdelings — via het licht dat ze op alles om je heen werpt.
3.2 Hoe schaduwen ontstaan
Definitie 3.5 (Schaduw)
Een schaduw is de donkere plek die verschijnt achter een ding dat het licht tegenhoudt. Licht kan niet door je lichaam heen, dus achter jou krijgt de grond geen licht van de Zon: die donkere plek in jouw vorm is jouw schaduw.
Methode 3.6 (Een scherpe schaduw maken)
- Maak de kamer donker — schaduwen verstoppen zich als het licht van overal komt;
- doe één lamp of zaklamp aan;
- houd een stuk speelgoed tussen de lamp en de muur;
- kijk naar de muur: daar is de schaduw, aan de kant van het speelgoed die van de lamp af ligt.
Schuif het speelgoed dichter naar de lamp: de schaduw wordt reusachtig. Schuif het vlak bij de muur: de schaduw krimpt tot de echte grootte van het speelgoed.
Voorbeeld 3.7 (Probeer het: schaduwdieren)
Houd bij de lamp van Methode 3.6 je handen in het licht in plaats van speelgoed: twee vingers omhoog worden konijnenoren, twee gekruiste duimen worden een vliegende vogel. De muur laat de vorm zien die je handen uit het licht knippen — een schaduw houdt altijd de vorm van wat hem tegenhoudt, gezien vanaf de lamp.
Opmerking 3.8 (Een schaduw is geen ding)
Je kunt een schaduw niet oppakken, opvouwen of in een doos bewaren. Een schaduw is nergens van gemaakt: het is een plek waar het licht ontbreekt. Daarom verdwijnt hij op het moment dat de lamp uitgaat — er is niets dat kan achterblijven.
3.3 Schaduwen volgen het licht
Voorbeeld 3.9 (Aan welke kant zit de schaduw?)
’s Ochtends staat de Zon aan de ene kant van je en ligt je schaduw aan de andere kant. Kijk naar de Zon: je schaduw verstopt zich achter je. Draai de Zon je rug toe: je schaduw strekt zich voor je uit. De schaduw ligt altijd precies tegenover de bron.
Voorbeeld 3.10 (Probeer het: krijt om een schaduw)
Sta op een zonnige ochtend stil op het schoolplein terwijl een vriend met krijt een lijn om je schaduw trekt. Kom na de lunch terug en ga op dezelfde plek staan: je schaduw is uit zijn krijtlijn gelopen en van lengte veranderd! De Zon heeft haar plaats aan de hemel gewisseld — en de schaduw volgde. Het volgende hoofdstuk volgt de Zon een hele dag lang.
3.4 Oefeningen
Oefening 3.1 ★
Sorteer in lichtbronnen en niet-bronnen: een kaarsvlam; de Maan; een glimworm; een spiegel; een zaklamp; een witte muur.
Oplossing
Oplossing van Oefening 3.1.
Bronnen: de kaarsvlam, de glimworm, de zaklamp. Geen bronnen: de Maan, de spiegel, de witte muur — die sturen alleen licht terug dat erop valt.
Oefening 3.2 ★
Waarom zie je helemaal niets in een gesloten kamer zonder raam en zonder lamp? Wat ontbreekt er?
Oefening 3.3 ★
Noem de drie dingen die je nodig hebt om een schaduw op de muur te maken, en zet ze in de goede volgorde op een lijn.
Oefening 3.4 ★
De Zon staat links van je. Aan welke kant ligt je schaduw? Je draait je helemaal om — waar ligt hij nu?
Oefening 3.5 ★
Maak met Methode 3.6 de schaduw van hetzelfde stuk speelgoed eerst reusachtig en daarna klein. Wat heb je verschoven, en welke kant op?
Oefening 3.6 ★
Kun je een schaduw oppakken en in je zak stoppen? Leg met Opmerking 3.8 uit wat een schaduw echt is.
Oefening 3.7 ★
Waarom mag je nooit recht in de Zon kijken, terwijl je van het kijken naar een lamp alleen maar een beetje verblind raakt?
Oplossing
Oplossing van Oefening 3.7.
De Zon is een veel sterkere bron dan welke lamp ook: haar licht is zo sterk dat het de ogen voorgoed kan beschadigen, en ze niet alleen even verblindt.
Oefening 3.8 ★
Rond het middaguur hangt de Zon hoog; laat in de middag hangt ze laag. Wanneer is je schaduw langer? Teken de twee schaduwen van een boom, één voor elk moment.
Oefening 3.9 ★★
Mia zegt: “Mijn schaduw lag voor me, en nadat ik me omdraaide lag hij achter me — dus de schaduw draaide met mij mee.” Sam zegt dat de schaduw helemaal niet is bewogen. Denk aan Voorbeeld 3.9: wie heeft gelijk, en waarom leek het alsof de schaduw meedraaide?