Bij Theoretische Chemie (TC, 4052THECH) leert de student de moleculaire orbitaaltheorie te beheersen op een kwalitatief niveau zodat chemische bindingen begrepen kunnen worden m.b.v. de basisbeginselen uit de kwantummechanica.
Het vak wordt gegeven in de derde en vierde periode van het tweede j...
C1 Golven en deeltjes
Aan het einde van de 19de eeuw was de klassieke natuurkunde ‘af’. Bepaalde fenomenen
(zwarte straling, chemische binding) konden daarmee niet verklaard worden. Het blijkt dat de
microscopische wereld zich niet hetzelfde gedraagt als de macroscopische wereld en dat daar
dus nieuwe wetten voor nodig waren, de kwantummechanica.
Dubbel-spleetexperiment
Bij het dubbel-spleetexperiment is er sprake van 2 spleten waar
deeltjes, golven en kwantumdeeltjes op af gestuurd worden en
waarvan de plek wordt gemeten op een scherm. Dit experiment kan
je ook met 1 spleet uitvoeren maar dan is het interferentiepatroon
veel lastiger te meten, dit zie je dan alleen in de satellieten.
Bij deeltjes werken de spleten onafhankelijk van elkaar en volgen
alle deeltjes een eigen traject en zijn ze ten alle tijden te lokaliseren.
Bij golven heb je bij 2 spleten te maken met een
interferentiepatroon waardoor de totale distributie niet meer de som
is van de 2 losse distributies. Golven kunnen ook niet op elk
moment gelokaliseerd worden. Dit volgt ook uit de wiskunde. Bij
golven met de vergelijkingen h1 = A1 cos (ω t + ϕ1 ) en
h2 = A2 cos (ω t + ϕ 2 ) met A1 = A2 (hier is geen sprake van een x-
term omdat alleen de plek van de detector beschouwd wordt). Het
⎛ ϕ1 − ϕ 2 ⎞ ⎛ ϕ + ϕ2 ⎞
optellen van deze golven levert: hR = 2A cos ⎜ ⎟ • cos ⎜ ω t + 1 ⎟ met de goniometrische
⎝ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎠
⎛ a + b⎞ ⎛ a − b⎞
identiteit: cos ( a ) + cos ( b ) = 2 cos ⎜ ⎟ • cos ⎜ . Hieruit komt dat er sprake is van plekken
⎝ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎟⎠
⎛ ϕ1 − ϕ 2 ⎞ 1
waar minima ontstaan (destructieve interferentie): cos ⎜
⎝ ⎟⎠ = 0 dus bij ϕ1 − ϕ 2 = ∆ ϕ = π en
2 2
⎛ ϕ1 − ϕ 2 ⎞
constructieve inferentie (maxima): cos ⎜ = 1 en dus ∆ ϕ = 0 . Voor de intensiteit kan
⎝ 2 ⎟⎠
i(ω t+ϕ1 )
gebruik gemaakt worden van de eulerrelatie: eix = cos ( x ) + i • sin ( x ) en volgt: h1 = A1e en
h2 = A2 ei(ω t+ϕ2 ) . Dit geeft bij elkaar opgeteld: h1 + h2 = ( A1eiϕ1 + A2 eiϕ2 ) eiω t . De intensiteit in de
detector is: h1 + h2 = ( h1 + h2 ) • ( h1 + h2 ) = h1 + h2 + h1∗h2 + h1h2 ∗
2 ∗ 2 2
Bij kwantumdeeltjes geldt dat er op het scherm een interferentiepatroon ontstaat maar dat er wel
sprake is van een gelokaliseerd traject omdat je elk kwantumdeeltje los kan waarnemen.
h
Om deze golf- en deeltjeseigenschappen te combineren is er sprake van λ = . Dit verklaart ook
p
waarom kwantummechanische eigenschappen in het dagelijks leven geen rol spelen. De massa is
veel te groot en daarom de golflengte veel te klein.
Pagina 3 van 33
, 4052THECH SAMENVATTING
Foto-elektrisch effect
Het foto-elektrisch effect beschrijft hoe licht elektronen kan losmaken uit een metaal nadat je een
bepaalde frequentie bereikt hebt. Meer energie dan deze uittree-energie wordt gebruikt als
kinetische energie voor de elektronen. Met de klassieke fysica zou dit niet kloppen omdat licht als
golf een beetje energie aan alle elektronen zal geven. Dit toont aan dat fotonen als deeltjes
beschouwd kunnen worden. Dit zie je ook bij zwarte straling. Je gaat er daar vanuit dat elk foton
een vaste energie heeft met discrete stappen dus als deeltjes.
Pagina 4 van 33
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller markheezen. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $12.40. You're not tied to anything after your purchase.
