Inleiding tot 3D in de praktijk: Reflectie en refractie

Als licht een voorwerp tegenkomt, dan kunnen er in principe twee dingen gebeuren: het licht weerkaatst tegen het oppervlak, of het licht schijnt door het oppervlak heen. In het eerste geval is er sprake van reflectie en in het tweede geval spreekt men van refractie. Welk verschijnsel optreedt hangt af van het oppervlak van het materiaal waar het licht op valt en de hoek waaronder het licht op het oppervlak terechtkomt. Een spiegel reflecteert bijvoorbeeld licht, terwijl een bierglas het licht doorlaat. Behalve het oppervlak is ook de hoek waarop het licht op het voorwerp schijnt van invloed op het feit of het licht wordt doorgelaten of wordt weerkaatst. De hoeveelheid teruggekaatst licht zal het kleinst zijn als het licht onder een hoek van 90 graden (recht op het oppervlak) op het voorwerp valt. Als deze hoek kleiner wordt, dan neemt de hoeveelheid licht dat weerkaatst, toe.

Daarnaast is het gedrag van het licht ook nog afhankelijk van de kleur van het voorwerp dat in aanraking komt met het licht. Een spiegel zal bijvoorbeeld alle kleuren terugkaatsen, terwijl een rode spiegel alleen rood licht weerkaatst. Hetzelfde geldt bij voorwerpen die licht doorlaten. Vullen we het glas met (geel) bier en valt hier licht op, dan zal het doorschijnende licht ook een gele kleur aannemen.

Refractie wil zeggen dat er licht doorgelaten wordt. Het licht zal van de ene stof naar de andere stof gaan. In het geval van ons bierglas zal het licht op de volgende manier gaan: lucht, glas, water, glas, lucht. Omdat deze materialen van elkaar verschillen in dichtheid, zal het licht ook anders worden gebroken. Water is bijvoorbeeld zwaarder dan lucht, maar weer lichter dan glas. De mate van afbuiging van licht tussen twee stoffen noemt men de brekingindex van het materiaal. Deze brekingindex bepaalt hoeveel het licht wordt gebogen op het moment dat het licht van het ene materiaal overgaat in het andere materiaal. Refractie kan voor optisch bedrog zorgen. In ons voorbeeld lijkt het deel van het rietje dat in het water staat, groter (zie voorgaande figuur) dan de rest van het rietje.

Zelf experimenteren met refractie

Het volgende experiment laat het effect van refractie zien. Vul een glas met water. Plaats een pen in het water en beweeg deze recht op en neer in het glas. Als u nu door het glas kijkt, dan ziet de pen eruit zoals het eruit zou moeten zien. Plaats nu de pen schuin in het water, zodat het rust tegen de zijkanten. Wanneer u nu door het glas naar de pen kijkt, lijkt het net alsof de pen een beetje krom is.