Hoofdstuk 11 Atoomfysica
Paragraaf 11.1 Elektromagnetisch spectrum
Elektromagnetische straling
Het zichtbare licht van de zon bestaat uit verschillende kleuren zie je aan de regenboog dit is het
kleurenspectrum van zonlicht.
Behalve de zichtbare kleuren zendt de zon ook straling uit waar het oog niet gevoelig voor is.
Elektromagnetische straling: omdat alle soorten straling bestaan uit wisselende elektrische en
magnetische velden.
Elektromagnetische golf: beide wisselende velden staan loodrecht op elkaar en verspreiden zich in
alle richtingen.
Omdat er alleen elektrische en magnetische velden trillen, is er in tegenstelling tot bij geluidsgolven
geen tussenstof (medium) nodig.
De golfformule
Elektromagnetische golven verplaatsen zich met de lichtsnelheid is in vacuüm gelijk aan 2,998 * 108
m s-1.
Een bijzonderheid is dat de snelheid van elektromagnetische golven in vacuüm de grootste snelheid is
die in de natuur voorkomt.
Elektromagnetisch spectrum
Elektromagnetische straling is ingedeeld naar frequentie deze indeling heet het elektromagnetisch
spectrum en loopt van radiogolven met een frequentie van 10 3 Hz tot gammastraling met frequenties
tot 1024 Hz Iedere soort straling heeft specifieke eigenschappen:
Radiogolven: worden gebruikt voor communicatie. Deze golven hebben geen invloed op
atomen en moleculen.
Worden gebruikt bij radiozenders, radar, navigatie- en communicatiesatellieten enz.
Microgolven: kunnen brandwonden veroorzaken.
Deze golven worden toegepast bij magnetron, wifi, bluetooth enz.
Infrarode straling (warmtestraling): wordt uitgezonden door alle voorwerpen.
Warmtecamera’s nemen deze straling waar.
Toepassingen zijn temperatuurmeters en afstandsbedieningen.
Zichtbaar licht: mensen en de meeste dieren kunnen de frequenties van dit licht waarnemen.
Industriële lasers werken vaak met zichtbaar licht.
Ultraviolette straling: door ultraviolette straling in het zonlicht word je bruin. Met uv-straling
kun je voorwerpen ontsmetten. De straling kan ook DNA-schade veroorzaken.
Zonnebanken gebruiken uv-straling.
Röntgenstraling: wordt onder andere gebruikt bij het maken van röntgenfoto’s en ook voor
de beveiliging op luchthavens.
Gammastraling: komt vrij bij het verval van radioactieve stoffen.
Deze soort straling wordt toegepast bij diagnoses in ziekenhuizen en bij radiotherapie.
Bij kernafval van centrales vormt gammastraling het grootste probleem.
, Paragraaf 11.2 Wet van Wien
Warmtestraling
Er is een relatie tussen de temperatuur en de kleur van de straling van een voorwerp is te
verklaren:
Alle voorwerpen zenden infrarode straling uit hoe hoger de temperatuur van een
voorwerp, hoe sneller de moleculen of atomen trillen moleculen en atomen bestaan uit
geladen deeltjes, dus als ze sneller trillen, neemt de frequentie van de uitgezonden
elektromagnetische straling toe de golflengte van de straling neemt dan af bij een
voldoende hoge temperatuur zendt een voorwerp zelfs zichtbaar licht.
Planckkromme
Planckkromme: grafiek waarin de intensiteit I van de uitgezonden straling (in W m -2) per nm uitgezet
is tegen de golflengte (in nm).
Zichtbare gebied van het spectrum ligt tussen de 400 tot 760 nm.
De oppervlakte onder een planckkromme is gelijk aan het totale uitgezonden vermogen per m 2.
Bij een hogere temperatuur is de oppervlakte onder de grafiek groter het uitgezonden
vermogen is dan dus hoger.
De Wet van Wien
Bij oplopende temperatuur verschuift de piek van de planckkrommen naar een kortere golflengte.
De golflengte van de uitgezonden straling met de hoogste intensiteit noem je λ max.
Het product van λ max en de temperatuur T is constant staat bekend als de wet van Wien.
Met de wet van Wien kun je eenvoudig bepalen wat de temperatuur van een voorwerp is als je λ max
van de straling kent.
Continu spectrum
Continu spectrum: een spectrum van de uitgezonden straling van een hete vaste stof (bijv. een
gloeidraad), vloeistof (bijv. vloeibaar ijzer) of gas onder zeer hoge druk (bijv. een ster).
Een continu spectrum betekent dat het bestaat uit een ononderbroken reeks van
golflengtes in het zichtbare gebied van het spectrum zie je dan een kleurenband die
doorloopt van rood tot violet.
Het spectrum van roodgloeiend ijzer bevat alleen een rode band wordt het ijzer witheet, dan zijn
de andere kleuren ook waarneembaar.
Paragraaf 11.3 Emissie- en absorptiespectra
Lijnenspectrum
Lijnenspectrum: een spectrum dat uit afzonderlijke lijnen bestaat.
Is afkomstig van lichtgevende gassen die uit losse atomen of ionen bestaan.
De lijnen in het spectrum noem je spectraallijnen.
Paragraaf 11.1 Elektromagnetisch spectrum
Elektromagnetische straling
Het zichtbare licht van de zon bestaat uit verschillende kleuren zie je aan de regenboog dit is het
kleurenspectrum van zonlicht.
Behalve de zichtbare kleuren zendt de zon ook straling uit waar het oog niet gevoelig voor is.
Elektromagnetische straling: omdat alle soorten straling bestaan uit wisselende elektrische en
magnetische velden.
Elektromagnetische golf: beide wisselende velden staan loodrecht op elkaar en verspreiden zich in
alle richtingen.
Omdat er alleen elektrische en magnetische velden trillen, is er in tegenstelling tot bij geluidsgolven
geen tussenstof (medium) nodig.
De golfformule
Elektromagnetische golven verplaatsen zich met de lichtsnelheid is in vacuüm gelijk aan 2,998 * 108
m s-1.
Een bijzonderheid is dat de snelheid van elektromagnetische golven in vacuüm de grootste snelheid is
die in de natuur voorkomt.
Elektromagnetisch spectrum
Elektromagnetische straling is ingedeeld naar frequentie deze indeling heet het elektromagnetisch
spectrum en loopt van radiogolven met een frequentie van 10 3 Hz tot gammastraling met frequenties
tot 1024 Hz Iedere soort straling heeft specifieke eigenschappen:
Radiogolven: worden gebruikt voor communicatie. Deze golven hebben geen invloed op
atomen en moleculen.
Worden gebruikt bij radiozenders, radar, navigatie- en communicatiesatellieten enz.
Microgolven: kunnen brandwonden veroorzaken.
Deze golven worden toegepast bij magnetron, wifi, bluetooth enz.
Infrarode straling (warmtestraling): wordt uitgezonden door alle voorwerpen.
Warmtecamera’s nemen deze straling waar.
Toepassingen zijn temperatuurmeters en afstandsbedieningen.
Zichtbaar licht: mensen en de meeste dieren kunnen de frequenties van dit licht waarnemen.
Industriële lasers werken vaak met zichtbaar licht.
Ultraviolette straling: door ultraviolette straling in het zonlicht word je bruin. Met uv-straling
kun je voorwerpen ontsmetten. De straling kan ook DNA-schade veroorzaken.
Zonnebanken gebruiken uv-straling.
Röntgenstraling: wordt onder andere gebruikt bij het maken van röntgenfoto’s en ook voor
de beveiliging op luchthavens.
Gammastraling: komt vrij bij het verval van radioactieve stoffen.
Deze soort straling wordt toegepast bij diagnoses in ziekenhuizen en bij radiotherapie.
Bij kernafval van centrales vormt gammastraling het grootste probleem.
, Paragraaf 11.2 Wet van Wien
Warmtestraling
Er is een relatie tussen de temperatuur en de kleur van de straling van een voorwerp is te
verklaren:
Alle voorwerpen zenden infrarode straling uit hoe hoger de temperatuur van een
voorwerp, hoe sneller de moleculen of atomen trillen moleculen en atomen bestaan uit
geladen deeltjes, dus als ze sneller trillen, neemt de frequentie van de uitgezonden
elektromagnetische straling toe de golflengte van de straling neemt dan af bij een
voldoende hoge temperatuur zendt een voorwerp zelfs zichtbaar licht.
Planckkromme
Planckkromme: grafiek waarin de intensiteit I van de uitgezonden straling (in W m -2) per nm uitgezet
is tegen de golflengte (in nm).
Zichtbare gebied van het spectrum ligt tussen de 400 tot 760 nm.
De oppervlakte onder een planckkromme is gelijk aan het totale uitgezonden vermogen per m 2.
Bij een hogere temperatuur is de oppervlakte onder de grafiek groter het uitgezonden
vermogen is dan dus hoger.
De Wet van Wien
Bij oplopende temperatuur verschuift de piek van de planckkrommen naar een kortere golflengte.
De golflengte van de uitgezonden straling met de hoogste intensiteit noem je λ max.
Het product van λ max en de temperatuur T is constant staat bekend als de wet van Wien.
Met de wet van Wien kun je eenvoudig bepalen wat de temperatuur van een voorwerp is als je λ max
van de straling kent.
Continu spectrum
Continu spectrum: een spectrum van de uitgezonden straling van een hete vaste stof (bijv. een
gloeidraad), vloeistof (bijv. vloeibaar ijzer) of gas onder zeer hoge druk (bijv. een ster).
Een continu spectrum betekent dat het bestaat uit een ononderbroken reeks van
golflengtes in het zichtbare gebied van het spectrum zie je dan een kleurenband die
doorloopt van rood tot violet.
Het spectrum van roodgloeiend ijzer bevat alleen een rode band wordt het ijzer witheet, dan zijn
de andere kleuren ook waarneembaar.
Paragraaf 11.3 Emissie- en absorptiespectra
Lijnenspectrum
Lijnenspectrum: een spectrum dat uit afzonderlijke lijnen bestaat.
Is afkomstig van lichtgevende gassen die uit losse atomen of ionen bestaan.
De lijnen in het spectrum noem je spectraallijnen.
