Les 38.1 - leerdoel 3

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Leerdoel 3 - les 7

Lesplanning:

1. Bespreken check leerdoel 2
2. Uitleg cyclotron
3. Werken aan leerdoel 3 (25 min)
4. Klassikaal: examenopgave massaspectrometer
5. Afsluiting: het noorderlicht

Uitwerking 

check leerdoel 2

vraag a

Voorbeeld:

Binnen in een geleider is het elektrisch veld nul. Deeltjes ondervinden dus geen elektrische kracht in de buisjes, de snelheid is daar contant. Tussen de buisjes heerst wel een elektrisch veld en ondervinden de deeltjes wel een kracht en dus een versnelling. 

Uitwerking check leerdoel 2 - vraag b

Uitwerking 

check leerdoel 2

vraag c

• s = v * t
  
  
• v = 1643651 m/s
  
  
• t = 1/ 2 T
    T = 1 / f = 1/ (2,7*10⁶)
                    = 3,70370·10⁻⁷ s.
     t = 1,85185·10⁻⁷ s
  
  
• s = v * t = 1643651 * 1,85185·10⁻⁷
                    = 30 cm

Uitwerking check leerdoel 2

vraag d

 Cyclotron

•  Magneetveld loodrecht op het cirkeloppervlak zorgt ervoor dat de deeltjes in een cirkelbaan bewegen.
  
• Elektrisch veld (versnelspanning) tussen de twee helften zorgt ervoor dat de deeltjes versnellen. 
  
• Wisselspanning.
• o.a. produceren medische isotopen.

De deeltjes in een cyclotron bewegen van ...

1. A naar B
2. B naar A

Een negatief deeltje wordt versneld in de cyclotron.
De noordpool bevindt
zich ...

1. onder
2. boven
3. links
4. rechts

Een ⁴He²⁺ ion beweegt met een bepaalde snelheid in een homogeen
magnetisch veld. Het ion beschrijft een cirkelbaan met straal r4.
In hetzelfde veld beweegt ook een ³He+ ion met een twee keer zo grote snelheid.
Vergelijk de straal r4 van het ⁴He2+ ion met de straal r3 van het ³He+ ion.
Wat is juist?

1. r3 is 6 keer zo groot als r4.
2. r3 is 4 keer zo groot als r4.
3. r3 is 3 keer zo groot als r4.
4. r3 is 2 keer zo groot als r4.

lading 2x zo groot
snelheid 2x zo groot

massa 3/4

Aan de slag

Afronden leerdoel 3 - volgens de studiewijzer

Vandaag is het les 7. 

Bij aanvang van les 8 inleveren check leerdoel 3.

Massaspectrometer (2010-1)

Lood in ertsen uit mijnen bestaat voornamelijk uit de isotopen lood-206,

lood-207 en lood-208. De herkomst van lood in loden voorwerpen is daarom

vaak te bepalen uit de verhouding waarin deze isotopen voorkomen.

Om na te gaan of een bepaalde isotoop in een stofmengsel aanwezig is, kan

een massaspectrometer gebruikt worden.

Het stofmengsel wordt eerst gasvormig gemaakt en daarna onder lage druk in de ionisatieruimte (1) gebracht. De geïoniseerde moleculen of atomen komen

vervolgens in een vacuümruimte (2). Hierin worden ze door een elektrisch veld versneld. In ruimte (3) worden ze door een magnetisch veld afgebogen en ten slotte in punt Q gedetecteerd.

Een mengsel met éénwaardige positieve ionen van lood-206,
lood-207 en lood-208 komt met een te verwaarlozen
beginsnelheid in ruimte (2). De ionen worden in het
elektrisch veld tussen de platen A en B versneld. Tussen B
en P veranderen de snelheden niet meer.
Beredeneer welke van de drie isotopen in P de grootste
snelheid heeft.

1. lood-206
2. lood-207
3. lood-208

Vervolgens worden de deeltjes afgebogen door het
magnetisch veld. De ionen doorlopen een halve cirkelbaan.
Bepaal de richting van het magnetisch veld in ruimte (3).

1. Naar links.
2. Naar rechts.
3. Het papier in.
4. Het papier uit.

Wat heb je nodig om
voor het noorderlicht?

In welke richting loopt
het magneetveld?

1. Van boven naar beneden.
2. Van beneden naar boven.
3. Van links naar rechts.
4. Van rechts naar links.