Samenvatting Newton vwo Katern 1 Geofysica - Natuurkunde

Natuurkunde
Hoofdstuk §K3.1 t/m §K3.8 en Geofysica
! Hoofdstuk 3 en 4 van Geofysica niet samengevat!

Kern- en deeltjesprocessen
Deeltjes versnellen en afbuigen formules staan in binas, komen waars geen vragen over

Twee elektrische ladingen oefen aantrekkende of afstotende elektrische kracht Fel op elkaar uit​
𝑞·𝑄
Fel = f · 2
𝑅
(afhankelijk van ladingen q en Q, f de constante van Coulomb en de onderlinge afstand r)

In een homogeen elektrisch veld ondervindt een positief geladen deeltje een constante elektrische
kracht Fel
Fel = q · 𝐸
(afhankelijk van lading q en de veldsterkte E)

Bij het versnellen van een geladen deeltje oiv elektrische kracht is er een toename van kinetische
energie ∆𝐸𝑘

∆𝐸𝑘 = q · 𝑈
(afhankelijk van lading q en de spanning E)
1 eV = 1,602 · 10-19 J

Lorentzkracht
FL = B · q · v
(afhankelijk van magnetische veldsterkte B, de lading q en de snelheid v)
-​

Bij het afbuigen van een bewegend geladen deeltje in homogeen magnetisch veld werkt FL = Fmpz
Daaruit volgt dat de straal r van de cirkelbaan van het deeltje
𝑚·𝑣
r = 𝐵·𝑞

Materie en Straling

Alles bestaat uit atomen, die bewegen en een onderlinge aantrekkingskracht op elkaar uitvoeren.
-​ Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de gemiddelde snelheid
-​ Hoe groter de onderlinge afstand, hoe kleiner hun aantrekkingskracht onderling

Atoom opgebouwd uit proton (+e), neutron en elektron (-e)
-​ Massa proton en neutron (ongeveer) gelijk, die van elektron veel kleiner
𝐴
𝑍
𝑃​ (met P het element, Z het atoomnummer (aantal protonen) en A massagetal (aantal p + n)

, Radioactief verval:
-​ α-deeltje: ​ heliumkern 42He
-​ β-deeltje:​ β- verval (neutron tot proton; elektron uitgezonden)
​ ​ β+ verval (proton tot neutron; positron uitgezonden)

-​ γ-deeltje:​ γ-foton uitgezonden; vorm van elektromagnetische straling en bestaat dus uit
fotonen (geen massa wel energie)
Fotonenergie: Ef = ℎ · 𝑓 (afhankelijk van h, de constanten van planck en f de frequentie)
Paarvorming: uit een γ-foton met voldoende energie kunnen, bij interactie met een atoomkern, een
elektron en een positron ontstaan
Annihilatie: elektron en positron vernietigen elkaar en worden omgezet in 2 in tegengestelde richting
bewegende γ-fotonen met dezelfde fotonenergie

Elektrisch veld loopt van + naar - (dus met de protonen mee)
Elektrische stroom loopt in zelfde richting als proton, tegengesteld als elektron

Ontdekking van het elektron
Via proeven van meneer Rutherford weten we:​
●​ Atomen zijn grotendeels leeg;​
●​ Overgrote deel van de massa zit in kern die o.a. uit protonen en neutronen bestaat;​
●​ Op relatief grote afstand van de kern bevinden de veel lichtere elektronen zich;​
●​ Een atoom is elektrisch neutraal;​
-​ Protonen zijn positief geladen, elektronen even sterk negatief geladen en neutronen zijn
elektrisch neutraal.n

Kerndeeltjes en atoommodel
Elektronen e- zijn elementaire leptonen met lading met lading -e met e het elementair
ladingskwantum
-​ Elementaire lading: 1,60 · 10-19 C

Protonen en neutronen zijn NIET elementair; zij zijn opgebouwd uit elementaire quarks:
-​ Upquarks u met lading +⅔ e
-​ Downquarks d met lading -⅓ e

Quarks komen alleen in veelvouden voor: hadronen
-​ Baryonen: bestaan uit 3 quarks
-​ bijv p = uud en n = udd
-​ Mesonen: bestaan uit 2 quarks
-​ bijv pionen

Een antideeltje geeft je aan als ...
-​ o.a. dezelfde massa m, maar tegengestelde lading q
-​ bijv positrion e+ is het antideeltje van de elektron