Natuurkunde Samenvatting TW2
H14.1
Omrekenen Joule naar eV (of omgekeerd): 1 eV = 1,6 x 10−19 J
E f =h∙ f
E f = fotonenergie
h = constante van Planck (tabel 7) (6,626 ∙ 10−34 J ∙ s )
f = frequentie (Hz)
H14.2
Interferentie (samenwerking) is een golfverschijnsel waarbij knopen en buiken worden veroorzaakt
doordat op sommige plaatsen de door elkaar lopende golven elkaar verzwakken, versterken (buiken) of
uitdoven (knopen). Wanneer twee golven elkaar in een punt versterken is er constructieve interferentie
en wanneer golven elkaar verzwakken of uitdoven is er destructieve interferentie.
Het weglengteverschil is het verschil in afstand tussen de weglengte van de ene bron ten opzichte van de
andere bron.
Interferentie van twee lichtbronnen kan zichtbaar worden gemaakt door een dubbelspleet. Het
buigingseffect, de spreiding van de straling(senergie), neemt toe naarmate de opening kleiner is ten
opzichte van de golflengte. Bij interferentie lopen de knooplijnen en buiklijnen wijder uiteen naarmate de
afstand tussen de identieke bronnen kleiner is ten opzichte van de golflengte.
H14.3
Het foto-elektrisch effect is het verschijnsel dat een metalen voorwerp negatieve lading kan verliezen door
er met licht op te schijnen van voldoende korte golflengte. Dus licht kan elektronen losmaken uit een
metaal. De hoeveelheid energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het metaal los te komen heet de
uittree-energie (BINAS 24). Het licht zendt fotonen uit die elk 1 elektron losmaken. Fotonen kunnen kracht
uitoefenen, impuls overdragen. De wet van behoud van energie en de wet van behoud van impuls gelden
niet alleen bij alle wisselwerkingen van voorwerpen en deeltjes met massa, maar ook bij emissie en
absorptie van elektromagnetische straling.
ompton-effect is het beïnvloeden van de beweging van elektronen en het langer maken van de golflengte
van de straling. Dit kan met röntgenstraling.
E f =h∙ f
c
f=
λ
E f = Fotonenergie (J)
h = Constante van Planck (6,626 ∙ 10−34) (BINAS 7)
c = Lichtsnelheid (2 , 998∙ 108 )
λ = golflengte (m)
p=m∙ v
p = Impuls (kg/m/s)
m = Massa (kg)
v = Snelheid (m/s)
h
p=
λ
m1 ∙ ∆ v 1=−m2 ∙ ∆ v 2 (wet van behoud van impuls)
, H14.4
Materiedeeltjes zoals elektronen kunnen zowel een deeltjeskarakter (deeltjes hebben op elk moment een
positie en snelheid) als een golfkarakter (deeltjes kunnen interferentie vertonen, dubbelspleet) vertonen.
De debroglie-golflengte van materiedeeltjes is groter naarmate de massa of de snelheid van de deeltjes
kleiner is.
Nulpuntsenergie is de baan waarbij de omtrek precies gelijk is aan één debrogie-golflengte en de energie
het laagste is.
H14.5
De golf-deeltje-dualiteit betekent dat een golf- en deeltjeskarakter zich niet tegelijk kunnen manifesteren.
Als bij een dubbelspleet waargenomen kan worden door welke spleet elk deeltje gaat, ontstaat er geen
interferentiepatroon. En als er een interferentiepatroon ontstaat, is niet te achterhalen door welke spleet
elk deeltje gaat.
Onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg:
h
∆ x ∙∆ p≥
4π
∆ x = onbepaaldheid van de plaats
∆ p = onbepaaldheid in impuls
H14.6
Bij deeltjes die zijn opgesloten in een kleine ruimte worden de mogelijke debroglie-golflengtes van het
deeltje bepaald door de afmetingen van de ruimte. Hoe kleiner de ruimte, des te kleiner is de maximale
debrogie-golflengte en des te groter zijn de impuls en de energie. Als de ruimte waarin de deeltjes
opgesloten zijn veel groter is dan de debrogie-golflengte, zijn er geen waarneembare
quantumverschijnselen te verwachten.
Atomen met een kleine bohrstraal hebben een grote nulpuntsenergie. Lange moleculen hebben een lage
nulpuntsenergie en kunnen fotonen uit het zichtbare gebied absorberen.
n 2 ∙ h2
En = 2
8 ∙ m∙ L
En = Energieniveau van quantumtoestand (n)
n = Quantumnummer
h = Constante van Planck
L = Lengte van het doosje (m)
H14.7
Door tunneling kan een deeltje worden waargenomen op een plaats waar je het klassiek niet zou
verwachten. Het lijkt alsof het deeltje door de energie-barrière heen is gegaan.
Een Scanning Tunneling Microscoop (STM) maakt gebruikt van tunneling van elektronen. De
stroomsterkte (tunnelstroom) hangt af van de afstand tussen de punt van de naald en de atomen op het
oppervlak.
H14.1
Omrekenen Joule naar eV (of omgekeerd): 1 eV = 1,6 x 10−19 J
E f =h∙ f
E f = fotonenergie
h = constante van Planck (tabel 7) (6,626 ∙ 10−34 J ∙ s )
f = frequentie (Hz)
H14.2
Interferentie (samenwerking) is een golfverschijnsel waarbij knopen en buiken worden veroorzaakt
doordat op sommige plaatsen de door elkaar lopende golven elkaar verzwakken, versterken (buiken) of
uitdoven (knopen). Wanneer twee golven elkaar in een punt versterken is er constructieve interferentie
en wanneer golven elkaar verzwakken of uitdoven is er destructieve interferentie.
Het weglengteverschil is het verschil in afstand tussen de weglengte van de ene bron ten opzichte van de
andere bron.
Interferentie van twee lichtbronnen kan zichtbaar worden gemaakt door een dubbelspleet. Het
buigingseffect, de spreiding van de straling(senergie), neemt toe naarmate de opening kleiner is ten
opzichte van de golflengte. Bij interferentie lopen de knooplijnen en buiklijnen wijder uiteen naarmate de
afstand tussen de identieke bronnen kleiner is ten opzichte van de golflengte.
H14.3
Het foto-elektrisch effect is het verschijnsel dat een metalen voorwerp negatieve lading kan verliezen door
er met licht op te schijnen van voldoende korte golflengte. Dus licht kan elektronen losmaken uit een
metaal. De hoeveelheid energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het metaal los te komen heet de
uittree-energie (BINAS 24). Het licht zendt fotonen uit die elk 1 elektron losmaken. Fotonen kunnen kracht
uitoefenen, impuls overdragen. De wet van behoud van energie en de wet van behoud van impuls gelden
niet alleen bij alle wisselwerkingen van voorwerpen en deeltjes met massa, maar ook bij emissie en
absorptie van elektromagnetische straling.
ompton-effect is het beïnvloeden van de beweging van elektronen en het langer maken van de golflengte
van de straling. Dit kan met röntgenstraling.
E f =h∙ f
c
f=
λ
E f = Fotonenergie (J)
h = Constante van Planck (6,626 ∙ 10−34) (BINAS 7)
c = Lichtsnelheid (2 , 998∙ 108 )
λ = golflengte (m)
p=m∙ v
p = Impuls (kg/m/s)
m = Massa (kg)
v = Snelheid (m/s)
h
p=
λ
m1 ∙ ∆ v 1=−m2 ∙ ∆ v 2 (wet van behoud van impuls)
, H14.4
Materiedeeltjes zoals elektronen kunnen zowel een deeltjeskarakter (deeltjes hebben op elk moment een
positie en snelheid) als een golfkarakter (deeltjes kunnen interferentie vertonen, dubbelspleet) vertonen.
De debroglie-golflengte van materiedeeltjes is groter naarmate de massa of de snelheid van de deeltjes
kleiner is.
Nulpuntsenergie is de baan waarbij de omtrek precies gelijk is aan één debrogie-golflengte en de energie
het laagste is.
H14.5
De golf-deeltje-dualiteit betekent dat een golf- en deeltjeskarakter zich niet tegelijk kunnen manifesteren.
Als bij een dubbelspleet waargenomen kan worden door welke spleet elk deeltje gaat, ontstaat er geen
interferentiepatroon. En als er een interferentiepatroon ontstaat, is niet te achterhalen door welke spleet
elk deeltje gaat.
Onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg:
h
∆ x ∙∆ p≥
4π
∆ x = onbepaaldheid van de plaats
∆ p = onbepaaldheid in impuls
H14.6
Bij deeltjes die zijn opgesloten in een kleine ruimte worden de mogelijke debroglie-golflengtes van het
deeltje bepaald door de afmetingen van de ruimte. Hoe kleiner de ruimte, des te kleiner is de maximale
debrogie-golflengte en des te groter zijn de impuls en de energie. Als de ruimte waarin de deeltjes
opgesloten zijn veel groter is dan de debrogie-golflengte, zijn er geen waarneembare
quantumverschijnselen te verwachten.
Atomen met een kleine bohrstraal hebben een grote nulpuntsenergie. Lange moleculen hebben een lage
nulpuntsenergie en kunnen fotonen uit het zichtbare gebied absorberen.
n 2 ∙ h2
En = 2
8 ∙ m∙ L
En = Energieniveau van quantumtoestand (n)
n = Quantumnummer
h = Constante van Planck
L = Lengte van het doosje (m)
H14.7
Door tunneling kan een deeltje worden waargenomen op een plaats waar je het klassiek niet zou
verwachten. Het lijkt alsof het deeltje door de energie-barrière heen is gegaan.
Een Scanning Tunneling Microscoop (STM) maakt gebruikt van tunneling van elektronen. De
stroomsterkte (tunnelstroom) hangt af van de afstand tussen de punt van de naald en de atomen op het
oppervlak.
