H9.5 Energieniveaus en fotonen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

H9.5 Energieniveaus en fotonen

Wat is er zichtbaar in
deze afbeelding?

Welke fotonen hebben de meeste energie?

1. Ze hebben allemaal dezelfde hoeveelheid energie
2. UV-straling
3. Zichtbaar licht
4. IR-straling

Met welk licht kun je het makkelijkste atomen ioniseren?

1. Dat maakt niet uit
2. UV-straling
3. Zichtbaar licht
4. IR-straling

Atoom ioniseren

Er is een bepaalde hoeveelheid energie nodig: ionisatie-energie

Het elektron bevindt zich nog in de stof

Elektron uittreden (foto-elektrisch effect)

Er is een bepaalde hoeveelheid energie nodig: de uittree-energie 

Het elektron verlaat de stof

Uittree-energie > ionisatie-energie

Ionisatie-energie is een eigenschap van een los atoom

Uittree-energie is een eigenschap van een vaste stof (collectief gedrag van atomen)

Wat is de uittree-energie van koper? Zoek dit op.

Waar hangt de uittree-energie van af?

Uittree-energie

Binas tabel 24

Deze is afhankelijk van het soort stof.

De eenheid is eV.

Omrekenen eV naar J, zie BT 5

Stel dat je licht met te veel energie op een stof laat vallen (dus bijv. licht met een energie van 5 eV bij koper)... wat gebeurt er dan?

"te veel energie"

Als licht te veel energie bevat, gaat het overschot naar het elektron. Die krijgt dan extra energie mee om te bewegen (kinetische energie). 

Als licht te weinig energie bevat, dan komt het elektron niet vrij (eventueel wel in een aangeslagen toestand). 

Rekenen aan foto-elektrisch effect

E_foton = W_u + E_kin

                                                                             Wu = uittree-energie 

E_kin = E_foton - W_u 

E_kin = h . f - W_u

_{y = a . x + b}

Ekin = h . f - Wu

y = a . x + b

Snijpunt y-as = uittree-energie

Snijpunt x-as = grensfrequentie

Helling = constante van Planck

kathode (-)
anode (+)

Bepalen van Ekin door tegenspanning te creeeren

Waar hangt de snelheid van een elektron van af dat vrijkomt uit een stof door het foto-elektrisch effect?

1. Van de soort stof
2. Van de intensiteit van de straling
3. van het soort licht
4. van het soort licht en de soort stof

Wat heb je geleerd over het foto-elektrisch effect?

To do

Bekijk paragraaf 5

Maak opgave 41 en 42