Samenvatting Uitwerkingen Hoofdstuk 13 Quantumwereld Systematische Natuurkunde VWO 6

Vwo 6 Hoofdstuk 13 Uitwerkingen



13.1 Licht als golf
Opgave 1
Voor de drie verschijnselen geldt: Golven vertonen buigingsverschijnselen als de golflengte groter
is dan de grootte van een obstakel. Golflengten kleiner of gelijk aan het obstakel worden tegen-
gehouden en vertonen geen of nauwelijks buigingsverschijnselen.
a Een bergtop is een groot obstakel.
Voor radiogolven geldt c = f ∙ λ. Omdat de lichtsnelheid c een constante is, betekent dit: hoe
hoger de frequentie, des te kleiner is de golflengte. Hoe kleiner de golflengte, des te kleiner is
de mate van buiging. Bij obstakels zoals bergtoppen treedt minder buiging op naarmate de
golflengte kleiner is. Als de bron van de golven buiten het dal is, en de golflengte is te klein,
dan zijn de golven niet of nauwelijks waarneembaar in het dal.
b De geluidsgolven met lage tonen hebben kleine frequenties en dus grote golflengten. Hoge
tonen, met kleine golflengten, worden tegengehouden door kleine obstakels, waar de golven
van lage tonen omheen buigen. Daarom hoor je op grote afstand vooral de lage tonen.
c Atomen en de ruimte ertussen hebben een veel kleinere afmeting dan de golflengte van licht.
Licht buigt dus om de atomen heen. Röntgenstraling heeft een veel kleinere golflengte dan
licht en buigt dus veel minder. Röntgenstraling wordt gedeeltelijk weerkaatst en geeft daarmee
informatie over de structuur van kristallen.

Opgave 2
a Er treedt buiging op als de golflengte groter is dan de spleetopening. De breedte van de spleet
is dus smaller dan 589 nm.
b De gele strepen verschijnen op de plekken waar constructieve interferentie van het gele licht
plaatsvindt. Wit is de kleur van de achtergrond, zichtbaar op de plekken waar destructieve
interferentie plaatsvindt.
c Als de afstand tussen de spleten kleiner is dan één golflengte, is er maar één maximum. Als
de spleetafstand groter is dan de golflengte, kunnen er meer maxima ontstaan.
Als er meer maxima verschijnen, is de afstand tussen de spleten dus groter geworden.
d Als de spleetafstand groter is dan de golflengte, kunnen er meer maxima ontstaan.
Bij dezelfde spleetafstand is het aantal maxima dus groter, als de golflengte kleiner is.

Opgave 3
a Intensiteit heeft te maken met energie. Dus de wet van behoud van energie is de
natuurkundige wet die samenhangt met het principe van Babinet.
b 1 Is een spleet veel groter dan de golflengte van het licht, dan gaat nagenoeg alle licht
rechtdoor en treedt er nauwelijks buiging op.
Volgens het principe van Babinet geeft buiging rondom een groot voorwerp het
omgekeerde intensiteitspatroon. Dit laat een verlicht scherm zien met een duidelijke
schaduw in het midden.
2 Is een spleet veel kleiner dan de golflengte van het licht, dan treedt rondom de spleet
nagenoeg volledige buiging op. Omdat de spleet maar klein is, wordt er maar weinig licht
doorgelaten.
Volgens het principe van Babinet geeft de buiging rondom een klein voorwerp over een
grote breedte een kleine vermindering van de lichtintensiteit. Er treedt dus nauwelijks
schaduwvorming op.

Opgave 4

a Voor het verband tussen buigingshoek en golflengte geldt sin   n  .
d
 d
Omdat sin   1 ,moet n   1 zijn en dus n  .
d 
1  103
Uit 500 spleten per mm volgt d   2,00  106 m.
500
d 2,00 106
Met λ = 633 nm = 633∙10−9 m betekent dat   3,16.
 633 109



© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 32