11.2 Sterspectra

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

11.2 Sterspectra

Leerdoelen

Aan het einde van deze les kun je uitleggen wat het verschil is tussen discrete en continue spectra, wat Fraunhoferlijnen zijn, de atoommodellen van Krenten, Rutherford en Bohr beschrijven en berekeningen uitvoeren voor emissie en absorptie van waterstofatomen.

Introduceer de leerdoelen van de les en leg uit wat de studenten zullen leren tijdens de les.

Wat weet je al over atomen en hun eigenschappen?

Discreet en continue spectrum

Discreet spectrum

Dit is van een gasontladingslamp. Dit zend alleen licht van een bepaalde golflengte uit.

Discrete Spectra

Een discrete spectra ontstaat wanneer atomen licht uitzenden of absorberen bij specifieke golflengtes. Dit resulteert in een lijnenspectrum.

Leg uit wat een discrete spectra is en wat het resultaat hiervan is.

Continue Spectra

Een continue spectra ontstaat wanneer atomen licht uitzenden of absorberen over een breed scala aan golflengtes. Dit resulteert in een continu spectrum.

Leg uit wat een continue spectra is en wat het resultaat hiervan is.

Absorptielijnen

Als licht door een gasvormige stof gaat, worden bepaalde golflengtes geabsorbeerd. Dit zorgt voor donkere lijnen in het spectrum.

Fraunhoferlijnen

Fraunhoferlijnen zijn donkere lijnen in het spectrum van de zon. Ze worden veroorzaakt door absorptie van bepaalde golflengtes van licht door atomen in de atmosfeer van de zon.

Leg uit wat Fraunhoferlijnen zijn en wat de oorzaak hiervan is.

Het spectrum van licht

Het zichtbare licht kan worden opgesplitst in verschillende kleuren, ook wel het spectrum genoemd.

Weergegeven de fraunhoferlijnen en welke elementen hierbij horen (bron: wikipedia)

Atoommodellen

Krentenmodel

et krentenmodel is een atoommodel waarin elektronen om de kern cirkelen als krenten in een pudding.

Rutherford experiment

Rutherford ontdekte met zijn experiment dat een atoom voor een groot deel leeg is en dat in de kern veel lading bij elkaar zit door de scherpe afbuiging die de alfa deeltjes soms hadden.

Bohr Model

Het Bohr model is een atoommodel waarin elektronen zich in verschillende energieniveaus bevinden. Elektronen kunnen energie opnemen of afgeven om van het ene energieniveau naar het andere te springen. Dit gebeurt door opname of uitzending van een foton.

Beschrijf het Bohr model en leg uit hoe het verschilt van de eerdere modellen.

Een waterstofatoom volgens Bohr. n is het energieniveau en r is de overgang naar een hoger niveau door absorptie.

Emissie van Waterstofatomen

Emissie treedt op wanneer een elektron van een hoger energieniveau naar een lager energieniveau springt en een foton uitzendt. De energie van het foton komt overeen met het verschil in energie tussen de twee energieniveaus.

Leg uit wat emissie is en hoe het optreedt bij waterstofatomen.

Absorptie van Waterstofatomen

Absorptie treedt op wanneer een elektron van een lager energieniveau naar een hoger energieniveau springt en daarbij een foton absorbeert. De energie van het foton komt overeen met het verschil in energie tussen de twee energieniveaus.

Leg uit wat absorptie is en hoe het optreedt bij waterstofatomen.

Energie niveaus van waterstof

Tabel 21 volgens Binas (energieniveauschema voor waterstof)

Berekeningen voor Emissie en Absorptie

De formule voor het berekenen van de energie van een foton is E=hf, waarbij E de energie van de foton is, h de constante van Planck is en f de frequentie van de foton is.

Leg uit hoe de formule voor het berekenen van de energie van een foton werkt en hoe deze kan worden gebruikt om emissie en absorptie te berekenen.

Voorbeeld

Bereken de golflengte van de straling die een waterstofatoom absorbeert bij overgang van de 1e naar de 3e aangeslagen toestand.

Antwoord

Bereken de golflengte van de straling die een waterstofatoom absorbeert bij overgang van de 1e naar de 3e aangeslagen toestand.

Aan het werk

Maak opgave 17, 18 en 19

Samenvatting

We hebben geleerd over de verschillende atoommodellen, discrete en continue spectra en Fraunhoferlijnen. We hebben ook geleerd hoe we berekeningen kunnen uitvoeren voor emissie en absorptie van waterstofatomen.

Vat de belangrijkste punten van de les samen.

Schrijf 3 dingen op die je deze les hebt geleerd.

De leerlingen voeren hier drie dingen in die ze in deze les hebben geleerd. Hiermee geven ze aan wat hun eigen leerrendement van deze les is.

Schrijf 2 dingen op waarover je meer wilt weten.

De leerlingen voeren hier twee dingen in waarover ze meer zouden willen weten. Hiermee vergroot je niet alleen betrokkenheid, maar geef je hen ook meer eigenaarschap.

Stel 1 vraag over iets dat je nog niet zo goed hebt begrepen.

De leerlingen geven hier (in vraagvorm) aan met welk onderdeel van de stof ze nog moeite. Voor de docent biedt dit niet alleen inzicht in de mate waarin de stof de leerlingen begrijpen/beheersen, maar ook een goed startpunt voor een volgende les.