Les 49.1 - leerdoel 1 + 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Leerdoel 1 + 2

golf- en deeltjeseigenschappen van licht

Lesplanning:

1. Herhaling H2 beweging
2. Oefenopgave beweging
3. Herhaling buiging en interferentie
4. Werken aan leerdoel 1
5. Uitleg leerdoel 2: elektromagnetisch effect

Begrippen:
foton, uittree-energie, energiequantum

Toetsstof CTW 2

H2      bewegingen

H3      materialen

H4      kracht

H9      energie

H10    zonnestelsel - cirkelbewegingen

H13    zonnestelsel en heelal 

K1       geofysica

Herhaling beweging
grafieken

s,t-diagram 

• (Gemiddelde) snelheid bepalen.
• Wat kan je zeggen over de nettokracht?

v,t-diagram

• (Gemiddelde) versnelling bepalen.
• Afgelegde afstand bepalen.
• Gemiddelde snelheid bepalen.

Oefenopgave

Ron laat een bloempot vanuit zijn raam naar beneden vallen. Tijdens de val heeft de bloempot een gemiddelde snelheid van
4,0 m/s. 

Je mag in deze opgave de luchtwrijving verwaarlozen. Bereken de hoogte van het raam.

buiging en interferentie

wetenschapsschool - interferentie

Buiging en interferentie

treden op als de breedte van de spleet (buiging)/de afstand tussen de spleten(interferentie) in de orde van grootte van de golflengte is.

Aan de slag

Werken aan leerdoel 1 - volgens de studiewijzer

De volgende les (49.2) lever je de check van leerdoel 1 in.

4, 

 Elektroscoop en UV-lamp

Hoe kunnen we dit verklaren?

Foto-elektrisch effect

Licht kan elektronen uit metalen losmaken.

DEMO; elektroscoop met UV-lamp beschijnen: https://maken.wikiwijs.nl/51931/3_Het_Foto_Elektrisch_Effect 

Lukt niet met de UV-lamp op school.

 Foto-elektrisch effect

wordt beïnvloed door de ...

• lichtintensiteit
• versnelspanning
• golflengte

Applet

Leerlingen voorspellingen laten doen

https://phet.colorado.edu/nl/simulation/photoelectric 

Verklaren:

• Lichtintensiteit
  meer licht —> meer fotonen vrijgemaakt —> toenemende stroomsterkte
• Versnelspanning
  Grotere versnelspanning —> aantrekkingskracht anode groter —> meer elektronen bereiken de anode —> grotere stroomsterkte
• Golflengte
  Klassieke verwachting is dat het elektron energie opneemt tot het voldoende energie heeft om te ontsnappen.
  In werkelijkheid: grensfrequentie
• Hoe kun je verklaren dat er bij rood licht geen elektronen vrijkomen, hoe hoog de intensiteit van de lamp ook is? Zie volgende dia.
  grotere frequente —> elk foton heeft meer energie —> snelheid elektronen groter —> grotere stroomsterkte

Conclusie

Licht gedraagt zich niet als een continue golf van energie, maar lijkt verdeelt in pakketjes (quanta). 

Uittree-energie

De hoeveelheid energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het metaal los te komen. 

Bepaal de uittree-energie van het metaal in de applet.

Binas tabel 24

Binas tabel 24

https://phet.colorado.edu/nl/simulation/photoelectric 

Uittree-energie natrium bepalen m.b.v. Applet

• Minimale golflengte bepalen 🡪 538 nm
• E=h*f f=c/labda = 3*10^8/(538*10^-9)=5,5762*10^14
  E=6,626*10^-34*5,5762*10^14=3,6948*10^-19J =2,3 eV

Remspanning

E_k = E_e

Aan de slag

Werken aan leerdoel 2 - volgens de studiewijzer

De volgende les lever je de check van leerdoel 2 in.

4, 

Wanneer treedt er buiging van licht met een golflengte van 500 nm op?

1. Als de opening dezelfde orde grootte heeft als de golflengte van het licht.
2. Als er sprake is van een dubbele spleet waardoor er interferentie kan optreden.
3. Als er niet wordt gekeken door welke opening de fotonen gaan.
4. Als de energie van de fotonen groot genoeg is.

De energie van een foton hangt af van zijn snelheid.

1. juist
2. onjuist

Welke van onderstaande eigenschappen behoren bij het golfkarakter van licht? Meerdere antwoorden mogelijk!

1. Licht vertoond interferentie.
2. Wanneer licht van een bepaalde kleur op een metaal valt kan het elektronen vrij maken.
3. Een atoom absorbeert alleen licht van bepaalde kleuren.
4. Wanneer licht op een opening valt die kleiner is dan de golflengte wordt het afgebogen.