VWO Katern 3 Kern- en deeltjesprocessen Uitwerkingen
1 Subatomaire deeltjes
Opgave 1
a Een goudkern is positief geladen.
Ook een alfadeeltje is positief geladen en wordt dus afgestoten door de goudkern.
Daardoor is het pad van het alfadeeltje in de buurt van een goudkern niet meer recht.
b 1 De afstand van de elektronen tot de kern is zo groot dat de onderlinge afstand tussen twee
elektronen relatief heel groot is. De kans op een botsing is dus klein.
2 De massa van een elektron is veel kleiner dan de massa van een alfadeeltje.
Botst het zware alfadeeltje toch tegen het lichte elektron, dan wordt het elektron
weggestoten terwijl het alfadeeltje rechtdoor gaat.
c De straal van een voetbal is ongeveer 10 cm.
De elektronen zitten op een afstand van 104 10 = 105 cm van de middenstip.
Dit is 1 km.
Opgave 2
mv
a Voor de straal geldt r .
Bq
Het elektron botst voortdurend tegen de moleculen.
Het verliest daarbij kinetische energie en dus snelheid v.
Omdat m, B en q gelijk blijven, wordt de straal r steeds kleiner.
b Het elektron verliest bij elke botsing kinetische energie.
Als de kinetische energie te klein is, ontstaat bij een botsing geen ion meer. Daardoor
ontstaan er geen druppeltjes en is er geen spoor meer.
c Het spoor wordt gevormd door druppeltjes die ontstaan bij de vorming van ionen.
De grootte van een druppeltje hangt dus niet af van de snelheid van een elektron.
d Linksonder beweegt het elektron naar rechts.
De elektrische stroom is dus naar links.
De lorentzkracht is verticaal omhoog gericht.
Met de FBI-regel leid je af dat het magnetisch veld loodrecht het papier uit is gericht.
Opgave 3
a De elektrische kracht bereken je met de formule voor de elektrische kracht.
qe qp
Fel f
r2
f = 8,9876∙109 N m2 C−2 Zie BINAS tabel 7A
q1 = 1,602∙10−19 C
q2 = 1,602∙10−19 C
r = 5,3∙10−2 nm = 5,3∙10−2 10−9 = 5,3∙10−11 m
1,602 1019 1,602 1019
Fel 8,9876 109
5,3 1011
2
Fel = 8,211∙10−8 N
Afgerond: 8,2·10−8 N.
b De snelheid bereken je met de formule voor de middelpuntzoekende kracht.
m v2
Fmpz
r
Fmpz = Fel = 8,2∙10−8 N
m = 9,109∙10−31 kg
r = 5,3∙10−11 m
9,109 1031 v 2
8,2 108
5,3 1011
v = 2,196∙106 m s−1
Afgerond: 2,2·106 m s−1.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 17
1 Subatomaire deeltjes
Opgave 1
a Een goudkern is positief geladen.
Ook een alfadeeltje is positief geladen en wordt dus afgestoten door de goudkern.
Daardoor is het pad van het alfadeeltje in de buurt van een goudkern niet meer recht.
b 1 De afstand van de elektronen tot de kern is zo groot dat de onderlinge afstand tussen twee
elektronen relatief heel groot is. De kans op een botsing is dus klein.
2 De massa van een elektron is veel kleiner dan de massa van een alfadeeltje.
Botst het zware alfadeeltje toch tegen het lichte elektron, dan wordt het elektron
weggestoten terwijl het alfadeeltje rechtdoor gaat.
c De straal van een voetbal is ongeveer 10 cm.
De elektronen zitten op een afstand van 104 10 = 105 cm van de middenstip.
Dit is 1 km.
Opgave 2
mv
a Voor de straal geldt r .
Bq
Het elektron botst voortdurend tegen de moleculen.
Het verliest daarbij kinetische energie en dus snelheid v.
Omdat m, B en q gelijk blijven, wordt de straal r steeds kleiner.
b Het elektron verliest bij elke botsing kinetische energie.
Als de kinetische energie te klein is, ontstaat bij een botsing geen ion meer. Daardoor
ontstaan er geen druppeltjes en is er geen spoor meer.
c Het spoor wordt gevormd door druppeltjes die ontstaan bij de vorming van ionen.
De grootte van een druppeltje hangt dus niet af van de snelheid van een elektron.
d Linksonder beweegt het elektron naar rechts.
De elektrische stroom is dus naar links.
De lorentzkracht is verticaal omhoog gericht.
Met de FBI-regel leid je af dat het magnetisch veld loodrecht het papier uit is gericht.
Opgave 3
a De elektrische kracht bereken je met de formule voor de elektrische kracht.
qe qp
Fel f
r2
f = 8,9876∙109 N m2 C−2 Zie BINAS tabel 7A
q1 = 1,602∙10−19 C
q2 = 1,602∙10−19 C
r = 5,3∙10−2 nm = 5,3∙10−2 10−9 = 5,3∙10−11 m
1,602 1019 1,602 1019
Fel 8,9876 109
5,3 1011
2
Fel = 8,211∙10−8 N
Afgerond: 8,2·10−8 N.
b De snelheid bereken je met de formule voor de middelpuntzoekende kracht.
m v2
Fmpz
r
Fmpz = Fel = 8,2∙10−8 N
m = 9,109∙10−31 kg
r = 5,3∙10−11 m
9,109 1031 v 2
8,2 108
5,3 1011
v = 2,196∙106 m s−1
Afgerond: 2,2·106 m s−1.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 17
