14.1 Deeltjesreacties en behoudswetten
Veel behoudswetten zijn voorwaardelijk: ze gelden alleen mits …..
Van sommige behoudswetten nemen we aan dat ze absoluut zijn: ze gelden zonder uitzondering.
Het succes van de atoomtheorie begon met:
- De behoudswet voor het aantal atomen per atoomsoort:
- Nauwkeurig experimenteel onderzoek (massa bleek behouden te blijven):
- De behoudswet van massa
Andere behoudswetten:
- Behoud van lading
- Behoud van totaal aantal kerndeeltjes
- Behoud van energie: kinetische energie behouden: elastisch botsing. Niet ( warmte): inelastisch
- Wet van behoud van impuls: totale impuls van een aantal voorwerpen blijft gelijk als er alleen
onderlinge krachten op die voorwerpen werken.
o Impuls = het product van massa en snelheid: p = mv in formulevorm: ∑pvoor = ∑pna
h
o De formule voor de impuls van een foton is: p = (kg ∙ m/s = j/s : m)
λ
14.2 Massa en energie
Er geldt voor lading een absolute behoudswet en ook voor energie, mits massa (ook wel rustenergie) wordt
meegeteld als een vorm van energie. Omrekening massa en energie: E0 = mc2
De massa van een atoom is niet gelijk aan de som van de massa’s van de delen waaruit het atoom bestaat.
De E die vrijkomt bij vorming van atoom = de bindingsenergie. Deze E is ook weer nodig om atoom te scheiden.
Bij berekeningen met massaverschillen bij kernreacties moet je uitgaan van kernmassa’s (= atoommassa – m e)
Bij de vorming van steeds zwaardere atoomkernen door kernfusie komt tot aan ijzer energie vrij.
Voor de vorming van nog zwaardere elementen is energie nodig.
Sterren produceren E door fusie van lichte kernen. Kernen zwaarder dan Fe worden gevormd in supernova’s.
14.3 Subatomaire deeltjes
Atomen zijn niet kleinste materiedeeltjes; ze bevatten elektronen.
Kernstraling; α = snel bewegende heliumkernen β = elektronen γ = fotonen; elektromagnetisch (v=c)
Deeltjes die kleiner zijn dan het atoom = subatomaire deeltjes
Proef van Rutherford (goudfolie beschieten met α-deeltjes ofwel niet gebogen, of alle kanten op) toonde
aan dat de positieve lading van een atoom is geconcentreerd in een atoomkern.
Massa en lading konden kloppend gemaakt worden door te veronderstellen dat kernen protonen bevatten,
met neutrale deeltjes met vrijwel dezelfde massa als het proton; neutronen.
Bij alle deeltjes is symmetrie van toepassing; ieder deeltje heeft een antideeltje; zelfde m, tegengestelde lading
0 0 e
deeltje + antideeltje botsen? ze annihileren elkaar; verdwijnen bij uitzenden van 2 γ-fotonen; + e +
1 −1
2γ
Antideeltje elektron = positron. Sommige neutrale deeltjes, zoals foton, zijn zelf hun antideeltje.
Bij β-verval wordt naast een elektron ook een antineutrino ( v ) uitgestoten. Neutrino’s en antineutrino’s
hebben een zeer kleine massa en reageren nauwelijks met elkaar of met andere materie.
Het muon is een zware versie van een elektron (circa 200x). Een muon vervalt tot een elektron + 2 neutrino’s.
Muonen vormen belangrijk deel v/d kosmische straling die aardoppervlak bereikt. (Neutrino’s grootste deel)
Veel behoudswetten zijn voorwaardelijk: ze gelden alleen mits …..
Van sommige behoudswetten nemen we aan dat ze absoluut zijn: ze gelden zonder uitzondering.
Het succes van de atoomtheorie begon met:
- De behoudswet voor het aantal atomen per atoomsoort:
- Nauwkeurig experimenteel onderzoek (massa bleek behouden te blijven):
- De behoudswet van massa
Andere behoudswetten:
- Behoud van lading
- Behoud van totaal aantal kerndeeltjes
- Behoud van energie: kinetische energie behouden: elastisch botsing. Niet ( warmte): inelastisch
- Wet van behoud van impuls: totale impuls van een aantal voorwerpen blijft gelijk als er alleen
onderlinge krachten op die voorwerpen werken.
o Impuls = het product van massa en snelheid: p = mv in formulevorm: ∑pvoor = ∑pna
h
o De formule voor de impuls van een foton is: p = (kg ∙ m/s = j/s : m)
λ
14.2 Massa en energie
Er geldt voor lading een absolute behoudswet en ook voor energie, mits massa (ook wel rustenergie) wordt
meegeteld als een vorm van energie. Omrekening massa en energie: E0 = mc2
De massa van een atoom is niet gelijk aan de som van de massa’s van de delen waaruit het atoom bestaat.
De E die vrijkomt bij vorming van atoom = de bindingsenergie. Deze E is ook weer nodig om atoom te scheiden.
Bij berekeningen met massaverschillen bij kernreacties moet je uitgaan van kernmassa’s (= atoommassa – m e)
Bij de vorming van steeds zwaardere atoomkernen door kernfusie komt tot aan ijzer energie vrij.
Voor de vorming van nog zwaardere elementen is energie nodig.
Sterren produceren E door fusie van lichte kernen. Kernen zwaarder dan Fe worden gevormd in supernova’s.
14.3 Subatomaire deeltjes
Atomen zijn niet kleinste materiedeeltjes; ze bevatten elektronen.
Kernstraling; α = snel bewegende heliumkernen β = elektronen γ = fotonen; elektromagnetisch (v=c)
Deeltjes die kleiner zijn dan het atoom = subatomaire deeltjes
Proef van Rutherford (goudfolie beschieten met α-deeltjes ofwel niet gebogen, of alle kanten op) toonde
aan dat de positieve lading van een atoom is geconcentreerd in een atoomkern.
Massa en lading konden kloppend gemaakt worden door te veronderstellen dat kernen protonen bevatten,
met neutrale deeltjes met vrijwel dezelfde massa als het proton; neutronen.
Bij alle deeltjes is symmetrie van toepassing; ieder deeltje heeft een antideeltje; zelfde m, tegengestelde lading
0 0 e
deeltje + antideeltje botsen? ze annihileren elkaar; verdwijnen bij uitzenden van 2 γ-fotonen; + e +
1 −1
2γ
Antideeltje elektron = positron. Sommige neutrale deeltjes, zoals foton, zijn zelf hun antideeltje.
Bij β-verval wordt naast een elektron ook een antineutrino ( v ) uitgestoten. Neutrino’s en antineutrino’s
hebben een zeer kleine massa en reageren nauwelijks met elkaar of met andere materie.
Het muon is een zware versie van een elektron (circa 200x). Een muon vervalt tot een elektron + 2 neutrino’s.
Muonen vormen belangrijk deel v/d kosmische straling die aardoppervlak bereikt. (Neutrino’s grootste deel)
