Samenvatting H11 en H12

• nask
• Voortgezet speciaal onderwijs

Wat weet je nog van H11 Elektrische velden?

H11 

• Elektrische influentie
• De wet van coulomb
• Elektrische veldsterkte E (geen energie, een vector grootheid)
• een homogeen veld en een radiaal veld
• Elektrische energie (omgezet in kinetische energie)
• lineaire versnellers (krachten in evenwicht)
• cyclotron (Fmpz en Florentz)
• Joule en eV

Wat weet je nog van H12 atoomfysica?

H12 

• verband tussen temperatuur en golflengte
• verband tussen vermogen , intensiteit en de grootte van een straler
• verband tussen intensiteit van een straler en afstand  (kwadraten wet)
• fotonen: energie en frequentie
• foto-elektrisch effect (uittree-energie, grensfrequentie of grensgolflengte, remspanning)
• spectraallijnen (absorptie- en emissie spectrum, energieniveaus en  aangeslagen toestanden)
• fluorescentie
•  ionisatie
• energie niveaus van waterstofatoom
• Lymanreeks

Op welke natuurkundige wet is de formule hieronder van toepassing?

F=​r​2​​​​f⋅q​1​​⋅q​2​​​​

1. Wet van Newton
2. Wet van Coulomb
3. Wet van Volta
4. Wet van Ohm

Energie E en elektrische veldsterkte E

1. zijn eigenlijk hetzelfde
2. zijn twee verschillende grootheden

In welk punt is de elektrische veldsterkte het grootste?

1. A
2. B
3. C
4. D

Bereken de elektrische kracht op een lading van 20 mC als de veldsterkte 0,040 N/C is.

1. 0,80 N
2. 8,0⋅10​−4​​N
3. 2,0 N
4. 0,5 N

Op een 10 cm van een lading is de veldsterkte 0,040 N/C is. Bereken de grootte van die lading.

1. 4,4x10^-11 C
2. 4,4 x 10 ^-10 C
3. 4,4 x 10^-13 C
4. 4,4 x 10^-14 C

dit soort veld heet een...

1. homogeen veld
2. cirkel veld
3. radiaal veld
4. stervormig veld

Hoe noemen we zo'n veld, waar het veld overal dezelfde richting en sterkte heeft?

1. Een universeel veld
2. Een homogeen veld
3. Een conservatief veld
4. Een radiaal veld

Wet van Wien

Bij een brandende gloeilamp heeft de gloeidraad een temperatuur van 2,5·10^3 K. Leg met een berekening uit waarom het rendement van een gloeilamp zo laag is.

Het ruimtevaartuig Cassini heeft van 2004 t/m 2017 onderzoek gedaan aan de planeet Saturnus en zijn manen. Daarbij is ook een lander op de maan Titan geland. Cassini had een nucleaire generator aan boord, omdat zonnecellen op die afstand nauwelijks nut hebben. Bereken de intensiteit van de zon bij Saturnus.

P_Zon is te vinden in BINAS T32C

r_Saturnus is te vinden in BINAS T31

Dit is vele malen kleiner dan de zonneconstante bij Aarde, 

die 1,368·10³ W·m^-2 bedraagt.

Voorbeeld kwadratenwet

I=​4πr​ Saturnus​2​​​​P​ Zon​​​​=​4π(1,427⋅10​12​​)​2​​​​3,85⋅10​26​​​​=1,50⋅10​1​​ W⋅m​−2​​

Hieronder 2 stellingen:
I. Het foto-elektrisch effect berust op golfverschijnselen
II. De uittree-energie is een stofeigenschap.

1. Beide stellingen zijn waar
2. Stelling I. is waar, stelling II. is niet waar
3. Stelling I. is niet waar, stelling II. is waar
4. Beide stellingen zijn niet waar

Welk spectraal proces
zien we hier?

1. Absorptie
2. Dispersie
3. Interferentie
4. Emissie

Het terugvallen van een elektron naar een lagere toestand heet...

1. absorptie
2. emissie

Het naar een hogere baan springen van een elektron, heet

1. absorptie
2. emissie

Een ster met dezelfde temperatuur als de zon heeft een 81x zo grote lichtsterkte. Bereken de diameter van deze ster uitgedrukt in straal van de zon

1. Rs=81 xRz
2. Rs=9xRz
3. Rs=3x Rz
4. Rs=Rz

De lichtsterkte van een ster is 81x zo grote lichtsterkte als de lichtsterkte van de zon. Deze ster is even groot als de zon. Bereken de temperatuur van deze ster uitgedrukt in temperatuur van de zon.

1. Ts=Tz
2. Ts=3 Tz
3. Ts=9 Tz
4. Ts=81 Tz

Oefening foto-elektrisch effect

Je beschijnt een plaatje Kalium met straling met een bepaalde golflengte, en meet bij verschillende spanningen tussen de anode en kathode de stroom die in de schakeling ontstaat.

De resultaten van je metingen staan in de grafiek.

1. Zoek de uittree-energie van Kalium op.

2. Bepaal uit de grafiek hoeveel kinetische energie de vrijgekomen elektronen (maximaal) hadden.

3. Bereken de energie die de fotonen van de bron hadden.

4. Bereken de frequentie en golflengte van de stralingsbron.

Neem aan dat elk foton dat de kathode bereikt een elektron vrijmaakt.

5. Bereken hoeveel fotonen er in één minuut op de kathode vielen.

6. Bereken het (licht)vermogen dat op de kathode viel.

Hint bij 5.

Bedenkt dat voor de stroom altijd geldt: I = Q / t. Bij de gemeten stroom zorgt de lading van de elektronen voor de  (totale) Q.

Bij een brandende gloeilamp heeft de gloeidraad een temperatuur van 2,5·10³ K. Leg met een berekening uit waarom het rendement van een gloeilamp zo laag is.

Voorbeeld Wet van Wien

λ​max​​=​T​​k​w​​​​=​2,5⋅10​3​​​​2,8978⋅10​−3​​​​

=1,2⋅10​−6​​ m

=1,2⋅10​3​​ nm

Een ster met dezelfde kleur als de zon heeft een 81x zo grote lichtsterkte. Bereken de diameter van deze ster.

Voorbeeld Vermogen Straler

​A​ S​​​​P​ S​​​​=σ⋅T​ S​​​4​​

P​ S​​=81⋅P​ Z​​

T​ S(ter)​​=T​ Z(on)​​

}

​A​ Z​​​​P​ Z​​​​=σ⋅T​ Z​​​4​​

→​P​ S​​​​r​ S​2​​​​=​P​ Z​​​​r​ Z​2​​​​→r​ S​2​​=​P​ Z​​​​P​ S​​​​r​ Z​2​​

​A​ S​​​​P​ S​​​​=​A​ Z​​​​P​ Z​​​​→​4πr​ S​2​​​​P​ S​​​​=​4πr​ Z​2​​​​P​ Z​​​​→​r​ S​2​​​​P​ S​​​​=​r​ Z​2​​​​P​ Z​​​​

→r​ S​​=√​​P​ Z​​​​P​ S​​​​​​​r​ Z​​