Les 5.1 Herhaling golven + start quantum

Herhaling H9 golven

Lesplanning:

1.  Klassikale herhaling golven
2. Oefenopgave maken en vervolgens bespreken
3. Zelfstandig werken aan §16.4
4.  Introductie H15 quantum
5. Afsluiting

Lesdoel

Aan het einde van deze les weet je met welke onderdelen van H9 je nog moeite hebt.

Trillingen en golven

• Longitudinale en transversale golven
• Lopende en staande golven
• Golfflengte, frequentie en golfsnelheid

v=f⋅λ

Grondtoon en boventonen

snaar

open buis

gesloten buis

Tip: tekenen situatieschets

Muziekslang

Een muziekslang van 70 cm brengt een toon voort wanneer je deze ronddraait. Des te sneller je de slang ronddraait des te hoger de toon. Peter meet met een geluidssensor en een computer de frequenties van die tonen. Bij een bepaalde snelheid meet hij een frequentie van 490 Hz. De temperatuur in de ruimte waar hij experimenteert is 20 °C.

1. Ga na of de toon van 490 Hz de grondtoon van de buis is.
2. Peter voert de draaisnelheid op.
   Bereken de frequentie van de eerstvolgende toon, die de buis voortbrengt. Teken daartoe de slang geef in de tekening aan waar zich in de buis knopen en buiken voordoen bij die eerstvolgende toon.

Zuivere en 

samengestelde toon

Harmonische trilling; sinusvormige periode trilling

Ranschikken

Alle koorden hebben
dezelfde lengte.
Rangschik de koorden
van het koord waarin
de golfsnelheid het
grootst is naar het
koord waarin de
golfsnelheid het
kleinst is. 

B – F – D – AC - E

v = lambda/T = lambda * f

Aan de slag

met §16.4 Trillingen en golven

opdracht 33, (34), 37 en 38

H15 Quantumwereld

een absurde wereld

Feynman:

“The theory of quantum electrodynamics describes Nature as absurd from the point of view of common sense. And it agrees fully with experiment. So i hope you accept Nature as She is – absurd.”  

§15.1 Licht

Je leert dat licht  zowel golf- als deeltjeseigenschappen heeft. Hierbij kan je uitleggen in welke situaties buigen van lichtgolven optreed. En je kan het intensiteitspatroon verklaren in termen van constructieve en destructieve interferentie. 

Begrippen:

Wat is licht? Golf of deeltje?
Licht je antwoord toe.

Licht: golf of deeltje?

• Wat is het verschil tussen golven en deeltjes?
• Als vanuit de ouder Grieken een vraag. Experimenten in de 19e en begin 20e eeuw hebben deze vraag beantwoord.

• deeltjes vs golven die 'botsen'
• 'ondeelbaarheid'

Demo: laserstraal op een haar schijnen.

Kan je het verschijnsel verklaren?

Demo

Buiging

Treed op wanneer de breedte van de opening dezelfde orde van grote heeft als de golflengte.

Principe van Huygens

“Elk punt van een golffront is zelf ook weer een bron die in alle richtingen golven uitzendt. Het totale golffront op een later tijdstip is niets anders dan de superpositie van al die afzonderlijke golffrontjes.”

Interferentie

Applet

https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_en.html

Constructieve en destructieve interferentie

Verklaar het patroon dat ontstaat wanneer je met een laser op een haar schijnt.

Is licht dan een golf?

• Buiging en interferentie van licht is exact hetzelfde als voor golven die wel een medium nodig hebben en waarin wel echte trillingen optreden. 
• Daarom spreken we bij elektromagnetische straling toch over golven, frequentie en fase, waarbij we in ons achterhoofd houden dat dit eigenlijk alleen maar een wiskundig model is. 
• Dat model voldoet prima voor alle verklaringen en berekeningen die te maken hebben met het verschijnsel licht, als dat is uitgezonden en nog niet is geabsorbeerd.

Is licht dan een golf?

• Het foto-elektrisch effect laat zien dat licht ook deeltjes eigenschappen heeft.