15.1 Licht: Golf of deeltje

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Deze les

Planning:

- Bespreken PTA eind vd les.

- Opstart H15

Leerdoelen:

- Het begrijpen dat licht zowel golf als deeltjes verschijnselen vertoont.

- Beschrijven van het dubbelspleet experiment en het FEE.

 

Troost je met onderstaande uitspraak.

Twee belangrijke experimenten

Het dubbelspleet experiment.   Toont golfkarakter licht aan.

Het foto-elektrisch effect (FEE). Toont deeltjes karakter licht aan.

Het dubbelspleetexperiment.

De verwachting was dit:

Dit was het resultaat.

De natuurkunde hierachter.

Opdrachtje.

Stel we hebben twee spleten op een afstand van 1,1  micrometer van elkaar. We gebruiken een laser met een golflengte van 656 nm. Achter de twee spleten staat op 1,5 meter een scherm. 

a. Bereken de hoek tussen de eerste en de nulde orde.

b. Bereken de afstand tussen de nulde en eerste orde op het scherm.

c. Hoeveel ordes kun je maximaal zien op het scherm?

d. Beredeneer of de ordes dichter bij elkaar komen als we de golflengte kleiner maken?

Het Foto-elektrisch effect

• Licht kan onder bepaalde voorwaarden elektronen uit metalen vrijmaken. Waar is dit van afhankelijk?
• Golflengte
• Soort metaal. 

• Foto = 'licht'
• Elektrisch = 'stroom'

De opstelling + natuurkunde

K = Kathode (metaal)

A = anode 

Licht:

Metaal: 

 

E​FOTON​​=​λ​​h⋅c​​

E​UITTREE​​

E​K​​=E​Fot​​−E​Uit​​

BINAS TABEL 24 !!!

phet.colorado.edu

Bron: methode Newton natuurkunde

Het FEE samengevat.

• Licht kan elektronen vrijmaken uit metalen.
• Golflengte van licht en soort metaal bepalen of het effect optreedt!
• Intensiteit = felheid van het gebruikte licht heeft geen invloed of elektronen vrij worden gemaakt.
• Intensiteit is ook wel het vermogen van de  gebruikte lamp. 
• Let op !!. De energie van het foton (dus de golflengte) bepaald of er een elektron vrijkomt. 
• De intensiteit zegt iets over de het aantal fotonen (en dus niks over de energie van het foton).  

Opdrachtje

Bij het FEE heeft een bepaald elektron een bewegingsenergie van 0,52 eV. Bereken de snelheid van dit elektron.

Opdrachtje. Gebruik hierbij Binas tabel 24.

In twee van de onderstaande situaties worden elektronen vrijgemaakt.  Leg met je Binas uit welke situaties dit zijn en bereken voor één van deze situatie (kies zelf welke) de bewegingsenergie en de benodigde remspanning (in eV). 

a Licht met λ = 620 nm valt op een oppervlak van cadmium (Cd).

b Licht met λ = 186 nm valt op een oppervlak van gallium (Ga).

c Licht met λ = 484 nm valt op een oppervlak van kalium (K).