H16 samenvatting nova natuurkunde klas 6 vwo/gym

Natuurkunde samenvatting H16
Kern- en deeltjesprocessen
Paragraaf 1; Subatomaire deeltjes detecteren
Subatomair deeltje is een verzamelnaam voor alle deeltjes kleiner dan een atoom ( α , β , y deeltjes)
Elementair deeltje = is niet verder opgebouwd uit andere deeltjes (elektron, β -deeltje)

Deeltjes zijn waar te nemen doordat ze met andere deeltjes wisselwerken; oefenen krachten op
elkaar uit en wisselen energie uit (uit de manier waarop, kun je de eigenschappen achterhalen)
 Geladen deeltjes laten sporen na door geïoniseerde atomen of moleculen
- Bellenvat; vloeistof die bijna kookt en bij een kleine verstoring lokaal kookt, dus ontstaat een
bellenspoor en zo zijn de deeltjes waar te nemen, bevindt zich ook een magneetveld in voor
de afbuiging van deeltjes
- de kromming van de baan geeft informatie over de snelheid, energie of massa van het
deeltje

Antideeltje = de massa is hetzelfde, maar de lading is tegengesteld (positron van een elektron)
Paarproductie = de creatie van een elektronpositronpaar  mogelijk door wisselwerking foton met
de kern van een atoom
Calorimeters = absorberen zo goed mogelijk alle energie van het deeltjes (met energie en massa kan
de snelheid berekend worden)

Ongeladen deeltjes kun je waarnemen door middel van vervalreacties of door stabiele deeltjes te
laten bosten op atoomkernen, deze deeltjes kunnen dan wel gedetecteerd worden

Dradenkamer = een met gas gevulde ruimte met daarin een groot aantal parallelle draden tussen
twee geleidende platen
 Draden zijn positief (anode) en platen zijn negatief (kathode)
 Doordat één ionisatie een soort stroomwolk opwekt door de aantrekking op de draad en
versnelling, kan gemeten worden hoeveel energie dat eerste deeltje had

Halfgeleiderdetector; een inkomend deeltje maakt een elektron los, de hoeveelheid die loskomt
representeert de hoeveelheid energie die het deeltje verloren was
- Grotere kans op meten, omdat de detector een vaste stof is en het kost minder energie voor
de ionisatie van een deeltje

Scintillatietellers; bevatten een stof, een scintillator, die lichtpulsjes uitzendt wanneer een inkomend
deeltje erdoor beweegt
- Lichtpulsjes ontstaan doordat het deeltje de scintillator in de aangeslagen toestand brengt 
bij terugvallen wordt een foton uitgezonden met de golflengte van de energie van het deeltje
- Hoe meer energie het deeltje heeft, hoe meer fotonen vrijgemaakt, hoe meer elektrische
pulsen gemeten

Paragraaf 2; Deeltjesversnellers

Deeltjesversnellers worden gebruikt om deeltjes versneld tot hoge energie, dus een hoge snelheid,
op elkaar te laten botsen, deze botsingsproducten worden in detectoren bestudeerd
- Het versnellen gebeurt met elektrische velden
- Om deeltjes van richting te laten veranderen wordt een magnetisch veld gebruikt
Er zijn twee typen versnellers; circulaire en lineaire versnellers

, Circulaire versneller; een grote cilinder waarin deeltjes elke ronde een grotere snelheid krijgen
- Hiervoor worden elektromagneten gebruikt (anders niet sterk genoeg)
- Nadeel; geladen deeltjes in een cirkelbaan gaan elektromagnetische straling uitzenden
 Deeltjes verliezen energie en dus moeilijker om ze meer te versnellen
 Effect sterker bij elektronen dan protonen door de lage massa
Lineaire versneller; de energie die je aan deeltjes kunt geven, wordt beperkt door de lengte

Tussen nucleonen (kerndeeltjes) werkt een zeer sterke aantrekkende kracht: de kernkracht
 Deze werkt alleen op korte afstanden
 Hierdoor blijven nucleonen (protonen en neutronen) in gebonden toestand bijeen

Kosmische straling bestaat uit verschillende soorten deeltjes die uit de ruimte afkomstig zijn
(secundaire kosmische straling)
 Primaire kosmische straling; deeltjes uitgezonden door de zon of andere sterren
 Deeltjes met massa, fotonen en neutrino’s
 Neutrino; een ongeladen deeltjes met een zeer kleine massa
 Primaire deeltjes wisselwerken met deeltjes in de aardatmosfeer; ontstaat na de botsing een
shower van secundaire kosmische deeltjes
 Muonen; hebben dezelfde lading als een elektron en wisselwerken op dezelfde manier, maar
hun massa is ruim tweehonderd keer zo groot en ze zijn niet stabiel
 Voordeel; kosmische straling levert de meest energetische deeltjes voor onderzoek
 Nadelen; de intensiteit is vrij laag en er is geen controle over de deeltjes

Paragraaf 3; Massa en energie

Massadefect ( Δ m) = de afname van massa bij een deeltjesreactie of verval  de massa die
‘ontbreekt’
 mbeginstoffen = mreactieproducten + Δ m

massa-energierelatie; de massa en energie kunnen in elkaar worden omgezet
 De afname van massa is gelijk aan de toename in (kinetische) energie
 Eén atomaire massaeenheid (u) komt overeen met een energie van 931,49 MeV (tabel 7)
 Radioactief verval treed als een massadefect op en komt E kin vrij
 Is Δ m negatief, dan moet er energie worden toegevoegd
 De reactie lijkt exotherm; energie reactieproducten kleiner dan de energie van de
reagerende stoffen

E = m x c2  rustenergie = massa x lichtsnelheid2
Rustenergie van een deeltje (E) in joule (J)
Massa (m) in kilogram (kg)
Lichtsnelheid (c) in meter per seconde (m/s)

Bindingsenergie = de energie die vrijkomt bij het binden van deeltjes en is gelijk aan de energie die
nodig is om de gebonden deeltjes vrij te maken.
 Moet je toevoegen om een deeltje los te krijgen, maar ontstaat als je deeltjes samenvoegt
 Het optreden van een massadefect komt overeen met een afname van de bindingenergie
 In geval van radioactief verval is er een massadefect en komt er dus energie vrij

In een kerncentrale komt bindingenergie vrij door zware elementen (uranium-235) te splijten in
lichtere elementen