Par 12.1 Quanta

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

H12 Quantumwereld

- Eerst de toets bespreken!

- 6 paragrafen

- Zullen soms meer vragen oproepen

    dan dat ze beantwoorden.

- Troost je met de uitspraak van 

    Niels Bohr: "als je denkt dat je

    het begrijpt begrijp je er niks van"

Par 12.1 Quanta

12.1

Leerdoelen:

- Wat is quantiseren.

- Het verklaren van een lijnen spectrum.

- Rekenen met golflengte bij 'gequantiseerde atomen'. 

- Inzicht dat emissie spectra verklaard worden door quantisatie.

Macroscopische wereld: 

traploos vullen

Microscopische wereld: 

quanta (V is gequantiseerd)

Elementair volumequantum

Een stapje in de volumetoename is een elementair volumequantum

quanta

elementair ladingsquantum = e

lading van een elektron is -e = -1,602 x 10^(-19) Coulomb

lading is in quanta, we kennen dus niet 1,19 e, wel 1e 2e 3e etc.

massa dan?
en snelheid?

massa:

het gaat om hoeveel atomen van deze stof dus wel quantum,

niet elke massa kan voorkomen

snelheid:

deze is niet gekwantiseerd, deze kan wel in continue waarden voorkomen

Wat is gequantiseerd

- Vaste waarde hebben (lading elektron) of een veelvoud daarvan.

- lijnenspectrum waterstof, emissie = terugval van elektron naar een andere schil. Hierbij hoort een vaste gequantiseerde hoeveelheid energie.

Met quantumgedrag wordt bedoeld dat deeltjes zich niet als gewone deeltjes gedragen maar als golf.

Absorptie- en

Emissiespectra

Atoom model van Bohr

1e aangeslagen toestand

Alleen bepaalde frequenties licht

Elk atoom heeft een specifieke kleur

neon

Energie niveau's:   vb   gondtoestand E1

eerste aangeslagen toestand E2

tweede aangeslagen toestand Em

derde aangeslagen toestand En

De fotonenergie Ef van uitgezonden straling wordt bepaald door het energieverschil tussen de twee energieniveau's Em en En van het atoom voor en na de sprong omlaag

voor waterstof geldt:

E n = -  13,6/ n²

E n is de energie in elektronvolt (!) eV van de n-de toestand van het waterstofatoom

n is een geheel getal

n is hoofdquantumgetal

energiewaarden zijn negatief! want je moet energie toevoeren om te ioniseren!

helaas verklaart Bohrs model niet:

• - waarom atomen zich alleen in vaste energietoestanden kunnen bevinden
• andere spectra dan van waterstof ( He+)
• de chemische binding
• dus helaas Niels Bohr.....je theorie over het atoommodel moet worden bijgesteld....

Dat gaan we in de verdere paragrafen behandelen.....

we weten nu: E foton = E n - E m en E n = -13,6 / n²

Als een waterstofatoom zich in de derde aangeslagen toestand bevindt en terugvalt naar de begintoestand zendt het een foton uit. 

Bereken de golflengte van dit foton.

gegevens

m = 1 (grondtoestand)

n = 4 (derde aangeslagen toestand)

1 eV = 1,602 x 10^-19 J   (Binas5)

dus hoeveel energie komt er vrij voor dit foton en dan welke golflengte hoort daarbij....

formules

Ef = Em - En

En = -13,6 / n² dus

Ef = -13,6 / 4²  -   -13,6/ 1²

Ef

Ef = 12,75 eV = 2,04255 x 10^-18 J

nu wist je al dat Ef = h x f  

 en c = golflengte / T
                          c = golflengte x f   dus f = c / golflengte

dit geeft Ef = h x c / golflengte

de golflengte

h x c / golflengte   =  Ef

golflengte = h x c / Ef

golflengte = 

6,6261 x 10^-34 x 2,9979 x 10⁸ / 2,04255 x 10-18 =

golflengte = 9,725 x 10^-8

golflengte = 97 nm.

huiswerk

Bepaal de C van slide 9 voor het waterstofatoom.

foto inleveren

leer 12.1 maak 1 t/m 7 en 8b