Les 4.1 - leerdoel 4

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Leerdoel 4

deeltje in een doos

Lesplanning:

1. Bespreken toets
2. Quantum tot nu toe
3. Uitleg atoommodel van Bohr
4. Starten met leerdoel 4 
5. Uitleg deeltje in een put

CTW 3

Toets over alle examenstof (H15) 
Practicumtoets

Begrippen:
bohrstraal, nulpuntsenergie

Bespreken toets

opgave 8

Bespreken toets

opgave 9

Bespreken toets

opgave 11

Quantum tot nu toe ...

Wat weet je nog van de lessen voor de vakantie?

Golf-deeltje dualiteit

Licht en materiedeeltjes hebben zowel golfeigenschappen als eigenschappen van deeltjes. Maar nooit gelijktijdig.

Golf

• buiging en interferentie
• dubbelspleetexperiment
• Golfkarakter manifesteert zich als de spleet dezelfde orde grootte heeft als de golflengte van het foton/deeltje.

λ=​p​​h​​=​m⋅v​​h​​

Deeltje

• emissie en absorptie
• foto-elektrische effect

Het is niet te voorspellen waar een deeltje precies terecht komt.

Waarschijnlijkheids-

verdeling

Het is niet mogelijk van te voren uit te vinden waar het elektron op het scherm zal komen. Het enige dat we weten is dat als je genoeg elektronen afschiet, dat dan een voorspelbaar interferentiepatroon ontstaat. Bij de maxima is de kans op een elektron het grootst en bij de minima is er geen kans het elektron te vinden. De kwantumfysica is dus gebaseerd op kans en het interferentiepatroon geeft ons hoe groot deze kans is. We noemen dit patroon dan ook een waarschijnlijkheidsverdeling. 

Wat is waarschijnlijkheid nu eigenlijk? 

Alledaags: iemand zoeken in het schoolgebouw 

kans is afhankelijk van de interactie tussen persoon en omgeving

directe waarneming laat golffunctie verdwijnen, je weet immers waar de persoon is.

Het is niet mogelijk van te voren uit te vinden waar het elektron op het scherm zal komen. Het enige dat we weten is dat als je genoeg elektronen afschiet, dat dan een voorspelbaar interferentiepatroon ontstaat. Bij de maxima is de kans op een elektron het grootst en bij de minima is er geen kans het elektron te vinden. De kwantumfysica is dus gebaseerd op kans en het interferentiepatroon geeft ons hoe groot deze kans is. We noemen dit patroon dan ook een waarschijnlijkheidsverdeling. 

Wat is waarschijnlijkheid nu eigenlijk? 

Alledaags: iemand zoeken in het schoolgebouw 

• kans is afhankelijk van de interactie tussen persoon en omgeving
• directe waarneming laat golffunctie verdwijnen, je weet immers waar de persoon is.

Onzekerheidsrelatie van Heisenberg

Plaats en impuls zijn complementaire grootheden. Je kunt ze nooit beiden precies meten.

Δx onbepaaldheid in plaats

Δp onbepaaldheid in impuls

Complementaire grootheden zijn grootheden waarvan de gelijktijdige bepaling niet mogelijk is.

Delta staat voor onzekerheid.

complementaire: niet gelijktijdig te meten.

Leerdoel 4

deeltje in een doos

Je kan quantumverschijnselen beschrijven in termen van de opsluiting van een deeltje in een ééndimensionale energieput. Hierbij kan je met behulp van de debroglie-golflengte inschatten of er quantumverschijnselen zijn te verwachten. Zowel van een deeltje in een ééndimensionale energieput als van het waterstofatoom kan je de mogelijke energieën berekenen.

Begrippen:
bohrstraal, nulpuntsenergie

De energie van gebonden deeltjes, zoals een elektron in een atoom, is gequantiseerd. 

Energieniveaus kunnen voor waterstof berekend worden met het model van Bohr. En voor elektronen die vrij kunnen bewegen in een lang molecuul met het deelje in een ééndimensionale energieput model. 

Deeltjes kunnen slechts bepaalde hoeveelheden energie hebben. En dit kan alleen sprongsgewijs veranderen.

Het atoommodel van Bohr

Het elektron beweegt met een bepaalde snelheid in een bepaalde cirkelbaan rond de kern. 

Klopt het model van Bohr wel?

Volgens de onzekerheidsrelatie van Heisenberg is er een onzekerheid in impuls en plaats. Een exacte golflengte op een exacte afstand van de kern is dus niet mogelijk.

Aan de slag

Werken aan leerdoel 4- volgens de studiewijzer

Vandaag is het les 4.1

Bij aanvang van les 5.2 lever je de check van leerdoel 4 in.

4,