dualiteit

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

dualiteit

quantumwereld

Newton vs Huygens

17e eeuw:

Newton: licht is een deeltje

Huygens: licht is een golf

1805

Young: licht door een dubbelspleet: interferentie patroon

licht is een golf!

1905

Einstein: foto-elektrisch effect

ontlading is afhankelijk van de golflengte en niet van intensiteit

licht is een deeltje

oplossing

licht is een golf en een deeltje

(afhankelijk van hoe je meet)

dualiteit

niet alleen licht heeft golf-deeltjes karakter maar 'gewone' materie ook!

als deeltjes zich dan ook als golf karakter hebben, hoe groot is hun golflengte dan?

De Broglie golflengte

(impuls) p=mv=mc

E=mc2=mc*c=p*c 

=> p=E/c

p=E/c en E=hf 

=> p=hf/c

c=λ*f => 

p=hf/λf=h/λ =>λ=h/p

De Broglie golflengte

λ=h/p=h/mv

Als het deeltje dus of heel langzaam gaat (lage T) of heel ligt is (elektronen) wordt de golflengte groter.

De Broglie golflengte

Waarom merken we hier in de praktijk niets van?

Waarom zien we nooit dat deeltjes met zichzelf interferen?

effect is pas duidelijk als de De Broglie golflengte groter wordt dan de fysieke grootte...

kijken

golven reageren alleen op voorwerpen die even groot of groter zijn dan de golflengte

met zichtbaar licht kun je dus alleen voorwerpen zien die overeenkomen met de golflengte van het licht waarmee je kijkt.

(±400 nm)

beperking van de optische microscoop...

kijken

Wil je dus kleinere voorwerpen zichtbaar maken moet je dus kijken met een kortere golflengte!

de golflengte van elektronen is veel kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht.

met een elektronenmicroscoop kun je dus veel kleinere objecten waarnemen...

In een atoom bevindt een elektron zich in de derde aangeslagen toestand. Wat is de grootte van het getal N wat bij deze toestand hoort?

1. N = 1
2. N= 2
3. N= 3
4. N= 4

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

1. Als de opening waar het licht doorheen gaat van dezelfde orde grootte als de golflengte van het licht is
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

Hieronder 2 stellingen:
I. Het foto-elektrisch effect berust op golfverschijnselen
II. De uittree-energie is een stofeigenschap.

1. Beide stellingen zijn waar
2. Stelling I. is waar, stelling II. is niet waar
3. Stelling I. is niet waar, stelling II. is waar
4. Beide stellingen zijn niet waar

Stelling:
Electronen en fotonen hebben dezelfde orde van grootte golflengte

1. Waar
2. Niet Waar

Bereken de energie van een foton met een golflengte van 335 nm.
(Gebruik onafgeronde constanten!)

Ef = hf en f = c/λ ofwel Ef = hc/λ.
Reken nanometer om naar meter (t2).

Reken antwoord om in eV (t5).

1. 3,70 eV
2. 3,71 eV
3. 3,72 eV
4. 3,73 eV

Wat gebeurd er met de energie van een foton als het foton word geabsorbeerd?

1. Het foton wordt teruggekaatst
2. De energie wordt opgenomen
3. Het wordt omgezet in warmte
4. A, B en C zijn allemaal goed

De energie van een foton hangt af van zijn snelheid.

1. juist
2. onjuist

Wat kun je zeggen over de foton energie van röntgenstraling.

1. die is kleiner dan van zichtbaar licht
2. die is kleiner dan van microgolven
3. die is groter dan van uv-straling
4. die is groter dan van gamma straling

huiswerk

maken 11 tm 15

Volgende week dinsdag

morgen tentamen bespreken!