4havo 2020 systeembord + straling 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

Welkom

Vandaag:

huiswerk open:

• techn. automatisering opg. 50 + 51
• 
  +H5 opg. 8,9, 11, 13, 14

Ontwerpen met systeembord

Rekenen met straling

Lesdoelen:

Je beheerst het systeembord voldoende voor de PO

Je kunt rekenen met stralingsintensiteit, fotonenergie en halveringsdikte

Samenvatting systeembord

Automatisch systeem:

Heeft input: sensoren en/of HMI

Heeft verwerking: vergelijken, onthouden, tellen, rekenen, timen

Heeft output, het "doet" iets met de omgeving

display (=HMI), lampen, motoren, verwarming, geluid (=HMI en.....)

Video's: Useless box + bouwen zonder metselaars

Systematisch werken

Welke invoer? 

- knoppen (als HMI of om te simuleren)

- analoge sensor: temperatuur, geluid, draaiknop (variabele spanning)

- tijd (pulsgenerator, bijv. elke seconde) 

welke verwerking?

Als er een analoge ingang gebruikt wordt: Comparator (of AD converter)

Moet er iets onthouden worden? Dat kan met de teller óf met de geheugencel

Heb je een invertor nodig? bijv. "als het NIET waait" 

Zijn er meerdere voorwaarden waaraan voldaan moet worden? AND poort

Moet het systeem reageren op één van beide: OR poort

Uitvoer:

LEDs of relais

Rekenen met straling

• Stralingsintensiteit
• halveringsdikte 
• fotonenergie
• Wat heb je hier nu aan???

Stralingsintensiteit

Zon op aardoppervlak: 1000W/m²

^{Röntgenfoto bij de tandarts: een paar W/m2}

halveringsdikte 

De intensiteit na een aantal (laagjes) halveringsdiktes is:

Ofwel: 

Waarin n het aantal halveringsdiktes is (dus de materiaaldikte/halveringsdikte)

I=I​0​​⋅​2​​1​​⋅​2​​1​​⋅​2​​1​​⋅.......

I=I​0​​⋅(​2​​1​​)​n​​

n=​d​half​​​​d​​

fotonenergie

Wat is een foton? Geen massa en tóch een deeltje? Of is het een golfje?

Een foton heeft energie: maar héél weinig: in de orde grootte 10^-13  J

Vandaar: 1eV = 1,6*10^-19J   Wat een raar getal?

fotonenergie

Met h=6,626*10^-34 

De constante van Planck 

(om precies te zijn: Max Karl Ernst Ludwig Planck. Nobelprijs in 1918)

E​f​​=h⋅f

Wat heb je hier nu aan???

Oefenen abstracte vaardigheden: 

• Je leert problemen analyseren
• En oplossen dan?

Aantonen/ontwikkelen denk-niveau voor vervolgstudie

Algemene ontwikkeling: hoe zit de wereld in elkaar? 

Oefenen!

Maak opgaven 15, 16, 17, 19, 20, 21