Samenvatting
Samenvatting Natuurkunde – Overal Natuurkunde – 6 VWO – H15 Quantumwereld
- Vak
- Natuurkunde
- Niveau
- VWO / Gymnasium
Samenvatting: Natuurkunde – Overal Natuurkunde – 6 VWO – H15 Quantumwereld + belangrijke opdrachten
[Meer zien]Voorbeeld 2 van de 7 pagina's
Voorbeeld 2 van de 7 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Voorbeeld van de inhoud
Joël Smit | 6VaNatuurkunde – H15 Quantumwereld
§15.1 Licht: golven of deeltjes? (opdr. 9,11b,13,16,18,20abcdeghi)
Golfbewijzen
Licht heeft zowel golfeigenschappen als deeltjeseigenschappen
Golfeigenschappen:
Interferentiepatroon = intensiteitspatroon hierin zijn zichtbaar:
o Constructieve interferentie = maximale versterking
o Destructieve interferentie = uitdoving
Bij gelijke amplitude geldt:
o Bergen van ene golf vallen samen met dalen van andere golf golven
doven elkaar uit
o Bergen van ene golf vallen samen met bergen van andere golf golven
versterken elkaar maximaal
Moeilijk om licht te laten interfereren, want:
o Golflengte van licht is heel klein (<1μm)
o Je moet lichtbundels hebben van dezelfde golflengte
Dubbelspleetexperiment van Young lichtbron valt op 2 zeer smalle
spleten:
o Als licht deeltjesverschijnsel was, zou je schaduwpatroon waarnemen
je meet interferentiepatroon dat bestaat uit meer dan 2 lijnen
o Spleten dichter bij elkaar schaduwpatroon dichter bij elkaar als het
deeltjesverschijnsel is, maar in werkelijkheid liggen lijnen juist verder uit
elkaar
o Hoe meer spleten, hoe duidelijker interferentiepatroon (donkere stukken
breder en lichte strepen helderder)
Buiging treedt op in 2 situaties:
o Golven buigen als ze door opening gaan die ≤ golflente hoe kleiner
opening, hoe meer buiging
o Golven buigen om objecten heen die < golflengte
Zwarte straler
Zwart lichaam = voorwerp dat alle straling absorbeert die erop valt komt in natuur niet
voor
Temperatuur van zwart lichaam verhogen zendt temperatuurstraling uit hoe heter,
hoe meer straling (binas 22)
E = h*f
E = (trillings)energie
h = constante van Planck = 6,626*10-34
f = frequentie van trillende atoom (en dus frequentie van straling)
Planck veronderstelde dat licht wordt uitgezonden in quanta = niet continu (zoals water
uit kraan), maar discontinu ofwel gequantiseerd (zoals kogels uit machinegeweer)
veronderstelde hij om goede formule voor stralingskrommen te onderbouwen
h (constante van Planck) wordt beschouwd als fundamentele natuurconstante (net als c,
G etc.) geeft ordegrootte van ondergrens aan van hoe klein dingen in natuur kunnen
worden
Het foto-elektrisch effect
Foto-elektrisch effect = verschijnsel dat bepaalde straling elektronen vrijmaakt uit metaal
Vrije elektronen = geleidingselektronen = elektronen die niet gebonden zijn aan atoom
kunnen door metaal heen bewegen wel gebonden aan metaal uittree-energie =
minimale energie die nodig is om vrij elektron uit metaal los te maken (binas 24)
1
, Joël Smit | 6Va
Foto-elektrisch effect meten: (zie afb.) kathodemetaal beschijnen met licht
(straling) vrijgemaakte elektronen (= foto-elektronen) bewegen naar anode
ontstaat stroom (= fotostroom) die ampèremeter laat uitslaan
Bij foto-elektrisch effect meet je dat:
Foto-elektronen komen onmiddellijk vrij nadat straling op metaal valt
Als je metaal bestraalt met infrarood, meet je geen foto-elektronen
Als je metaal bestraalt met ultraviolet, meet je foto-elektronen, ook bij lage
intensiteit
Licht met grotere frequentie dan grensfrequentie (binas 24) veroorzaakt foto-
elektrisch effect licht met kleinere frequentie niet
Einstein verklaarde foto-elektrisch effect met 3 postulaten (= niet-bewezen bewering die
je aanneemt):
Licht bestaat uit fotonen (gequantiseerde energiepakketjes) gaan met
hc
lichtsnelheid energie foton: E = h*f =
λ
Fotonen worden uitgezonden of geabsorbeerd op basis van alles of niets
Straler kan alleen geheel aantal fotonen uitzenden
1 elektron in metaal kan slechts 1 foton absorberen
Als elektron foton absorbeert, geeft foton volledige energie af aan elektron
Plank dacht dat trillingsenergie van atomen gequantiseerd was, Einstein dacht dat
straling zelf gequantiseerd was
Het compton-effect
Compton-effect: röntgenfoton botst op stilstaand elektron botsingen kun je goed
beschrijven met dezelfde botsingswetten als waarmee je ook botsingen tussen
deeltjes beschrijft fotonen hebben dus deeltjeseigenschappen:
hc
‘kinetische’ energie E = h*f =
λ
h
Impuls p =
λ
h
λ (van deeltje) =
mv
Botsing tussen foton en elektron is volkomen elastisch er geldt wet van behoud van
‘kinetische’ energie en van impuls
Het complementariteitsbeginsel
Licht heeft zowel golfeigenschappen (interferentie, buiging) als deeltjeseigenschappen
(‘kinetische’ energie, impuls) = golf-deeltjedualiteit niet elk verschijnsel uit de
microwereld is te vertalen naar vergelijkbare macroscopische verschijnselen er geldt
complementariteitsbeginsel = bij 1 verschijnsel gedraagt licht zich of als golf of als
deeltje bij samengesteld proces wisselen golfmodel en deeltjesmodel elkaar steeds af
Aantekeningen
Foton = lichtdeeltje gequantiseerd precies niet meer en niet minder
Ef = Eb + Ek (Efoton = Ebinding + Ekinetisch) ofwel Ef = Ek + Euittree
Emax = Uq (minimale U)
Over het algemeen geldt:
Deeltje botst op iets wat ongeveer even zwaar is als zichzelf impuls verandert
het meest
Deeltje botst op iets wat veel lichter/zwaarder is dan zichzelf grootte van impuls
verandert niet zo veel
Deeltje botst op oneindig zwaar object kaatst terug bij volkomen elastische
botsing = volledige terugkaatsing impuls verandert niet
Foto-elektrisch effect:
2
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper SmitJoël. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €2,99. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 77764 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen