Schaduwen

Leerdoelen

• Je kunt de randstralen van een lichtbundel tekenen met een geodriehoek.

•Je kunt de schaduw van een voorwerp tekenen door gebruik te maken van randstralen.

•Je kunt het verschil tussen halfschaduw en kernschaduw uitleggen aan de hand van lichtbronnen.

•Je kunt de positie van schaduw bepalen bij zowel één als meerdere lichtbronnen.

•Je kunt uitleggen wat diffuus, direct en indirect licht is.

•Je kunt het verschil tussen reflectie en verstrooiing uitleggen.

Wat zijn randstralen?

Licht bestaat uit lichtstralen die samen een lichtbundel vormen. Deze lichtstralen teken je altijd als een rechte streep met een pijltje erin. Het pijltje geeft aan welke kant het licht op gaat. Randstralen zijn speciale lichtstralen. Ze bevinden zich, zoals de naam al zegt, aan de rand van de lichtbundel en lopen precies langs de rand van een voorwerp.

Randstralen tekenen

Om randstralen te tekenen, heb je een geodriehoek nodig, want lichtstralen zijn altijd rechte lijnen. Je tekent een rechte lijn vanaf de lichtbron, langs de rand van het voorwerp, helemaal tot aan de grond of een ander oppervlak. Dit doe je voor beide randen van het voorwerp die het licht tegenhouden. Deze randstralen kun je in elke situatie tekenen om de schaduw van een voorwerp te bepalen. Daarvoor moet je weten:

• waar de lichtbron zich bevindt.

•wat het voorwerp is.

•waar de grond of het oppervlak is waarop de schaduw valt.

De schaduw van één voorwerp bepalen

Zodra je de randstralen hebt getekend, zie je waar de schaduw van het voorwerp zich bevindt. De schaduw begint bij de ene randstraal en eindigt bij de andere randstraal. Alles daartussenin is schaduw. De schaduw zit onder het voorwerp, op de grond. Stel je voor, de zon schijnt van links op een boom. Je tekent de randstralen langs de boom en alles wat zich achter de boom bevindt binnen die randstralen, is schaduw. Een persoon die daar staat, staat dan in de schaduw.

Schaduw bij meerdere lichtbronnen

Wat gebeurt er als er meer dan één lichtbron is? Dan wordt het iets ingewikkelder, maar de basis blijft hetzelfde: je tekent voor elke lichtbron de randstralen.

Stap 1: teken de randstralen van de eerste lichtbron

Gebruik je geodriehoek en teken twee rechte lijnen vanaf de eerste lamp, langs de randen van het voorwerp, helemaal tot aan de grond. Vergeet de pijltjes niet!

Stap 2: teken de randstralen van de tweede lichtbron

Doe precies hetzelfde voor de tweede lamp. Ook deze lamp heeft twee randstralen die langs het voorwerp lopen.

Hoeveel randstralen moet je tekenen?

Elke lichtbron heeft twee randstralen die je moet tekenen om de schaduw te bepalen.

• Heb je één lamp? Dan teken je 2 randstralen.

•Heb je twee lampen? Dan teken je 2 keer 2 = 4 randstralen.

•Heb je drie lampen? Dan teken je 3 keer 2 = 6 randstralen. Hoe meer lampen, hoe complexer het patroon van de schaduw kan zijn.

Kernschaduw en halfschaduw

Bij meerdere lichtbronnen ontstaat er een interessante situatie met verschillende soorten schaduw: kernschaduw en halfschaduw.

Kernschaduw

De kernschaduw is het donkerste deel van de schaduw. Dit is het gebied waar helemaal geen licht komt van geen enkele lichtbron. Hier is de meeste schaduw, oftewel het is er het donkerst. Als je bijvoorbeeld twee lampen boven een tafel hebt hangen, is de kernschaduw het donkerste gedeelte direct onder de tafel. Je kunt dit ook zelf ervaren: houd je hand boven een tafel onder twee lampen. Direct onder je hand is het het donkerst; dat is de kernschaduw.

Halfschaduw

Om de kernschaduw heen vind je de halfschaduw. Dit zijn de lichtere delen van de schaduw. In dit gebied komt nog wel licht van één van de lichtbronnen, maar niet van de andere. Er komt dus wel iets licht, maar niet zoveel dat het helemaal licht is. Dit maakt de halfschaduw minder donker dan de kernschaduw. Denk weer aan je hand boven de tafel. Rondom het donkerste deel (kernschaduw) zie je lichtere schaduwstukken; dit is de halfschaduw, waar één van de lampen nog wel wat licht kan schijnen.

Verschillende Soorten Licht: Direct, Indirect en Diffuus

Niet al het licht dat we zien, komt op dezelfde manier bij onze ogen. We kunnen een onderscheid maken tussen direct licht, indirect licht en diffuus licht. Deze termen beschrijven hoe het licht zich verspreidt of reflecteert voordat het ons bereikt.

Direct Licht

Dit is licht dat rechtstreeks vanaf de lichtbron naar het oppervlak of onze ogen reist, zonder onderweg te worden weerkaatst of verspreid. Denk aan de felle lichtbundel van een zaklamp die je recht op een muur schijnt, of de zonnestralen op een onbewolkte dag. Het is vaak helder en creëert scherpe schaduwen.

Indirect Licht

Dit is licht dat eerst van een lichtbron naar een ander oppervlak (zoals een muur of plafond) reflecteert, en pas daarna van dat oppervlak naar onze ogen of een ander punt reist. Een lamp die omhoog schijnt en waarvan het licht door het plafond wordt weerkaatst, geeft indirect licht. Dit type licht is vaak zachter en creëert minder harde schaduwen.

Diffuus Licht

Diffuus licht is licht dat vanuit veel verschillende richtingen komt, omdat het onderweg meerdere keren is weerkaatst of verspreid door bijvoorbeeld wolken, een lampenkap of een ruw oppervlak. Het is zacht, egaal verdeeld en creëert nauwelijks scherpe schaduwen. Denk aan een bewolkte dag buiten; er is wel licht, maar je ziet geen harde schaduwen van jezelf. Dit komt door het diffuse licht dat door de wolken wordt verspreid.

Licht en Oppervlakken: Reflectie en Verstrooiing

Als licht een oppervlak raakt, kan er twee dingen gebeuren: het kan reflecteren of verstrooien. Beide processen betekenen dat licht wordt teruggekaatst, maar de manier waarop verschilt.

Reflectie (Spiegelende Weerkaatsing)

Bij reflectie wordt licht op een geordende manier teruggekaatst. Dit gebeurt wanneer licht op een glad, glimmend oppervlak valt, zoals een spiegel of gepolijst metaal. De inkomende lichtstralen (invallende stralen) worden onder dezelfde hoek teruggekaatst als de hoek waaronder ze invielen (uitgaande stralen). Hierdoor zie je een duidelijke spiegeling of weerkaatsing.

Verstrooiing (Diffuse Weerkaatsing):

Verstrooiing, ook wel diffuse weerkaatsing genoemd, gebeurt wanneer licht op een ruw of mat oppervlak valt, zoals papier, een matte muur of stof. Het oppervlak is dan niet glad genoeg om het licht op een geordende manier terug te kaatsen. In plaats daarvan worden de lichtstralen in allerlei verschillende richtingen teruggekaatst. Dit zorgt ervoor dat je geen duidelijke spiegeling ziet, maar dat het oppervlak gelijkmatig wordt verlicht vanuit verschillende hoeken. Verstrooiing is de reden waarom je bijvoorbeeld een muur vanuit elke hoek kunt zien.