Les 36.2 - leerdoel 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Les 36.2 
deeltjes versnellen

Lesplanning:

1. Klassikaal: rekenen met de versnelspanning
2. Zelfstandig werken aan leerdoel 2 
3. Uitleg leerdoel 3
4. Afsluiting - van der graaff generator
   

Inleveren check leerdoel 1

             Lineaire deeltjesversneller

Waarom moeten de buizen (tubes) in een lineaire deeltjesversneller steeds langer worden?

Waarom is een stroomdraad geen versneller?

Voorbeeldopgave 1

In een lineaire versneller krijgt een proton, met een te verwaarlozen beginsnelheid, na versnellen een energie van 3,0 MeV. De frequentie van de hoogspanningsbron is 40 MHz. De maximale versnelspanning is 40 kV.

1. Bereken hoeveel buizen er in de versneller zijn.
   
2. Bereken de snelheid waarmee het proton uit de eerste buis komt. 
3. Bereken de lengte van de eerste buis.
   
   

Ee = q x U = 1 x 40 000 = 40 000 eV

3,0 *10^6/ 40 000 = 75

lengte eerste buis

Ee = Ek 

q *U = ½ mv^2 

75*1,602*10^-19*40 000 = ½*1,67*10^-27*v^2 v = 2,399*10^7 m/s

T = 1 / 40 000 000 = 2,5 * 10^-8 s t = 1,25*10^-8 s

s = v *t = 2,339 *10^7 * 1,25*10^-8 = 0,2999 m = 30 cm

Voorbeeldopgave 2

Een persoon plaatst een O2-ion met een massagetal van 16 tussen twee condensatorplaten die onder een kleine spanning van 10 nV staan. Voor het elektrisch veld tussen de platen geldt E = U/d.

Bereken hoe groot de afstand tussen de platen moet worden om het zuurstofion te laten zweven. 

Aan de slag

Werken aan leerdoel 2 - volgens de studiewijzer

Bij aanvang van de volgende les 

inleveren check leerdoel 2.

Leerdoel 3

Je kan beredeneren en berekenen hoe elektrisch geladen deeltjes worden afgebogen in een magnetisch veld. 

Deeltjes in een magneetveld

Welke kracht zorgt ervoor dat de geladen deeltjes afbuigen?

Lorentzkracht

Een bewegende lading in een magneetveld zorgt voor een Lorentzkracht FL (N). 

F​L​​=B⋅I⋅l

F​L​​=B⋅q⋅v

De richting van het magneetveld

bepalen.

e⁺

e⁻

Door de wrijvingskracht gaan de deeltjes in steeds kleinere cirkels bewegen.

In een vacuüm bewegen de
geladen deeltjes in perfecte
cirkels.

Kunnen we vanuit de theorie aantonen dat de cirkels steeds kleiner worden?

Fl = Fmpz 

B*q*v = m * v² / r

r = m * v² / (B * q * v)

r = m * v / (B * q)

Kleinere snelheid --> kleinere baanstraal

Volgende week donderdag geen les. Wel zelfstandig verder werken.

• Afronden leerdoel 2
• 25 minuten werken aan leerdoel 3