In deze paragraaf gaan we de theorie uit de vorige paragraaf gebruiken voor het begrijpen van lenzen.

Lenzen zijn voorwerpen die op een speciale manier gebruik maken van breking. Als een lichtbundel op een lens valt, dan convergeert het licht naar één punt toe. Dit zien we bijvoorbeeld bij een vergrootglas. Lenzen worden ook gebruikt o.a. brillen, microscopen, telescopen en ook het oog bevat een lens.

Er bestaan bolle en holle lenzen. Een bolle lens is in het midden dikker dan aan de rand en een holle lens is in het midden dunner dan aan de rand (zie de onderstaande afbeelding). Een bolle lens wordt ook wel een positieve lens genoemd en een holle lens ook wel een negatieve lens.

Positieve lenzen tekenen we meestal als een verticale lijn met daarboven een plus. Een negatieve lens tekenen we als een verticale lijn met daarboven een min. Ook tekenen door het midden van de lens een horizontale lijn. Dit is een hulplijn, die we de hoofdas noemen.

Als lichtstralen evenwijdig aan de hoofdas op een lens vallen, dan kruisen ze elkaar in een punt dat we het brandpunt noemen (zie de onderstaande afbeelding). Het brandpunt duiden we aan met de letter F (van het Engelse woord 'focus'). Let op dat alleen deze evenwijdige lichtstralen in het brandpunt terecht komen. Alle andere lichtstralen komen nooit in het brandpunt terecht.

De afstand van het midden van de lens tot het brandpunt wordt de brandpuntsafstand (f) genoemd. Hoe boller de lens is, hoe kleiner de brandpuntsafstand wordt. Opticiens gebruiken in plaats van brandpuntsafstand (f) liever de lenssterkte (S). De lenssterkte kan je als volgt uitrekenen:

$$ S = \frac{1}{f} $$
Brandpuntsafstand (f) meter (m)
Lenssterkte (S) dioptrie (dpt)

Let erop dat je bij gebruik van deze formule voor de brandpuntsafstand altijd gebruik maakt van de SI-eenheid meter. Als de brandpuntsafstand bijvoorbeeld 25 cm is en je wil de lenssterkte uitrekenen, dan moet je de brandpuntsafstand eerst in meters omrekenen:

$$ 25 \text{ cm} = 0,25 \text{ m} $$

Pas nu kunnen we de formule gebruiken:

$$ S = \frac{1}{f} = \frac{1}{0,25} = 4 \text{ dpt}$$


Training
    Tekenen van het brandpunt en de brandpuntsafstand en rekenen met S = 1/f
  1. Noem, behalve een vergrootglas en een bril, nog twee andere instrumenten waarbij men gebruik maakt van lenzen.
  2. Je krijgt een lens met een onbekend brandpunt. Beschrijf een experiment waarmee je zelf het brandpunt kan bepalen.
  3. Teken een bolle lens met een brandpuntsafstand van 0,05 m en geef aan hoe een evenwijdige lichtbundel door deze lens gebroken wordt.
  4. Bereken de sterkte van een lens met een brandpuntsafstand van 4,0 cm.
  5. Bereken de brandpuntsafstand in centimeter van een lens met een sterkte van 4,0 dpt.
  6. Lens 1 heeft een sterkte van 3,5 dpt. Lens 2 heeft een sterkte van 1,5 dpt.
    1. Welke lens is het sterkst?
    2. Welke lens heeft de grootste brandpuntsafstand?