Oefentoets van 9 vragen om Hoofdstuk 9 Trillingen en Golven - Systematische Natuurkunde goed mee te kunnen oefenen. Bevat de antwoorden met puntentelling zodat je makkelijk kunt zien hoe je ervoor staat.
Oefentoets
Opgave 1
Een cyclotron bestaat uit twee holle D-vormige koperen trommels op een kleine afstand van elkaar,
zoals schematisch weergegeven in de figuren 1 en 2. Deze figuren zijn niet op schaal. Het geheel
bevindt zich in vacuüm.
In de ruimte tussen de twee trommels bevindt zich een elektrisch veld. Doordat de trommels zijn
aangesloten op een blokspanningsbron, wisselt dit veld steeds van richting. In het midden bevindt
zich een protonenbron P. Zie figuur 2. De protonen worden in het elektrisch veld versneld en
komen in een van de trommels terecht. Loodrecht op beide trommels staat een homogeen
magnetisch veld waardoor de protonen onder invloed van de lorentzkracht met constante snelheid
een halve cirkelbaan doorlopen. De baan van een proton is weergegeven met een stippellijn.
Figuur 1 Figuur 2
1 3p Voer de volgende opdrachten uit:
− Geef in figuur 2 in de punten 1 en 2 de richting van de stroom en de richting van de
lorentzkracht aan.
− Leg uit of het magnetisch veld in de ene trommel gelijk of tegengesteld gericht is aan
het magnetisch veld in de andere trommel.
De protonen worden alleen tussen de trommels versneld; binnen de trommels is de grootte van de
snelheid constant.
2 2p Leg uit dat de elektrische kracht wel arbeid op de protonen verricht en
de lorentzkracht niet. Gebruik hierbij de formule W F s cos
In een trommel doorloopt een proton een halve cirkelbaan. Voor de tijd t die nodig is om zo’n halve
cirkelbaan te doorlopen, geldt de formule:
π m
t
B q
− m is de massa van het proton in kg.
− B is de sterkte van het magneetveld in T.
− q de lading van het proton in C.
Elke keer dat een proton na een halve cirkel in de ruimte tussen de twee trommels komt, is het
elektrisch veld van richting omgekeerd, zodat het in de goede richting staat en het proton er
dezelfde hoeveelheid bewegingsenergie bij krijgt.
3 2p Leg uit waarom het proton bij elke oversteek dezelfde hoeveelheid bewegingsenergie
erbij krijgt.
De tijdsduur van elke stap in de trommels is steeds gelijk. De sterkte van het magneetveld
bedraagt 1,5 T. Het wisselend elektrisch veld tussen de twee holle ruimtes wordt veroorzaakt door
een blokspanning.
4 3p Bereken de frequentie van deze blokspanning.
Op een gegeven moment is de kinetische energie van de protonen gelijk aan 6,4 MeV.
Pagina 1 van 4
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 marcellaschrijver. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.44. You're not tied to anything after your purchase.
