QF - 1 Deeltjesverschijnselen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

Deeltjesverschijnselen

p1: Deeltjesverschijnselen

Leerdoelen:
-Je weet wat fotonen zijn en snapt het principe van het foto-elektrisch effect.
-Je weet hoe de energie van een foton afhangt van zijn frequentie via Ef = hf.

-Je kunt werken met de golf-formule voor straling: c = λ f en hieruit Ef = h c / λ.

-Je kent het begrip en kunt werken met de energie-eenheid elektronvolt (eV).

-Je begrijpt de term grensfrequentie en uittree-energie en kunt hiermee rekenen.

-Je snapt wat remspanning inhoudt en het verband met elektrische energie (Eel = q U = e U).
-Je kunt het (rem) spannings-stroom diagram beschrijven bij het foto-elektrisch effect.

Ionisatie-energie

Men spreekt over ionisatie-energie als er naar één atoom gekeken wordt waar een elektron van wordt verwijderd.

!

U,I-Diagram

00:26

BELANGRIJK!
Fotonen

Als je praat over licht 'als deeltje' dan heb je het over fotonen.
Dit geldt niet alleen voor licht, maar voor alle soorten EM- (elektro-magnetische) straling (BiNaS 19B).

Voor de energie van één foton geldt:  Ef = h f (BiNaS 35E2)

Hierin is 

Ef = de fotonenergie in Joule
h = de constante van Planck (BiNaS 7A)

f = de frequentie van de stralingsbron in Hz

Omdat EM-straling (ook) gezien kan worden als golven, geldt voor de golfsnelheid v = f λ (BiNaS 35B2)
Voor straling geldt (in lucht / vacuüm) voor v de lichtsnelheid c = 2,99.. 10^8 m/s (BiNaS 7A)

De energie van fotonen wordt vaak uitgedrukt in eV, omdat de energie van één foton in de regel heel erg klein is.
1 eV = 1,602... 10^-19 J (BiNaS 5)

00:26

Hoe groot is de constante van Planck? Begin met h = en denk aan de eenheid!

00:26

Door de formule voor fotonenergie (Ef = hf), te combineren met de formule voor golfsnelheid (c = f λ), krijg je de volgende formule.

1. Ef = h c λ
2. Ef = λ/hc
3. Ef = h c/λ
4. Ef = h λ/c

00:35

Wat betekent: vacuüm?

02:50

In welke tabel in de Binas kan je vinden welke kleur bij welke golflengte hoort?

1. 7A
2. 18
3. 19A
4. 35E1

03:56

Een elektronvolt is een hele kleine energie-eenheid. Er geldt:

Hint

Zie tabel 5 van de BiNaS

1. 1 eV = 1 x 10^-13 J
2. 1 eV = 1 x 10^-19 J
3. 1 eV = 1,6... x 10^-13 J
4. 1 eV = 1,6... x 10^-19 J

05:49

De elektronen zorgen voor een elektrische stroom I. Waar komt de energie voor deze stroom vandaan?

1. Van de batterij
2. Van het materiaal
3. Van de straling
4. Er is (hier) geen energie nodig voor stroom I.

06:33

BELANGRIJK!

De energie van het (elk) foton kan gebruikt worden om het elektron vrij te krijgen. 

Is de energie te klein, kan er geen enkel elektron vrijgemaakt worden.

Als er energie over is, gaat dit zitten in de kinetische energie van het vrijgemaakte elektron (de snelheid).

07:32

Wat gebeurt er met de (elektronen)stroom als de intensiteit van het licht lager wordt (maar de golflengte / frequentie gelijk blijft).

1. De stroom neemt toe.
2. De stroom blijft gelijk.
3. De stroom neemt af.
4. Ik heb geen idee.

01:01

In welke tabel in de BINAS vind je de uittree-energieën van verschillende stoffen?

Let op: de tabel heeft een afwijkende koptitel!

1. 19B
2. 21C
3. 24
4. 25

01:01

Hoe groot is de uittree-energie van Magnesium?

1. 2,46 eV
2. 3,70 eV
3. 3,95 eV
4. 2,28 eV

01:27

Ef = Eu + Ek
Omschrijf in eigen woorden wat er met Eu,
de uittree-energie wordt bedoeld.

01:27

Ef = Eu + Ek
Wat is de formule voor Ek, kinetische energie?

1. Ek = m g
2. Ek = m g h
3. Ek = q U
4. Ek = ½mv²

02:18

EXTRA
Ralph wil steeds 'kathode' zeggen. Bij een 'normale' elektronenbron (waar het DOEL is elektronen vrij te maken) noemt men de plek waar de elektronen onstaan de 'kathode' en waar ze heengetrokken worden de 'anode'. 

De spanning op de kathode wordt (dus) negatief gemaakt en die van de anode postief: ezelsbruggetje "KNAP".

Kathode Negatief Anode Positief

04:20

Welke formule geeft de DEFINITIE van stroomsterkte I?

1. I = U / R
2. I = Q / t
3. I = P/U
4. I =F / B L

04:42

Hoe groot is de lading van één elektron?

1. q = 1 C
2. q = 1 x 10^-19 C
3. q = 1,6.. x 10^-19 C
4. q = 9,1 x 10^-31 C

05:43

Ralph bedoelt: 

Als bij de remspanning de stroom (net) nul is.

06:22

Met welke formule kon je in deze situatie de elektrische energie van een vrijgemaakt elektron uitrekenen?

1. P = U x I
2. E = q x U
3. E = ½mv²
4. E = P x t

Geef hieronder aan wat je nog niet (goed) snapt van de theorie. Geef ook aan als je geen vragen hebt.

Maak een samenvatting van de theorie met daarin minimaal (een antwoord op) de leerdoelen en lever een foto hiervan in.

Lever je samenvatting in. Denk aan de leerdoelen!

Extra informatie kan je vinden op Wetenschapsschool (Kwantum) en de Natuurkunde Uitgelegd app op je telefoon.

(Extra) oefenopgaven:

Natuurkundeuitgelegd (Foton): 

Opgave 1, 11, 12

Fouten en suggesties

Heb je een fout gevonden in deze Lessonup, op de website of in het filmpje?

Geef het door via het foutenformulier!

Bedankt voor je inzet!