Hoofdstuk 14
Interferentie = de interactie van lopende golven uit identieke bronnen. Het resultaat hiervan
is een interferentiepatroon met plaatsen waarvan de amplitude maximaal of minimaal is.
Waar het faseverschil ½ is, is de geluidssterkte minimaal doordat er verzwakking optreedt.
Ook bij staande golven in een koord zie je minima (knopen) en maxima (buiken).
Licht kan gezien worden als deeltje en als straling:
- Deeltjeskarakter:
- Wanneer er tussen licht en een wit scherm dunne filters worden gezet,
kunnen fotonen op verspreide plaatsen en momenten worden geregistreerd.
- Emissie en absorptiespectrum
- Het foto-elecktrisch effect
- Botsen met materie (ook al heeft licht geen massa)
- Golfkarakter:
- Interferentie
- Buiging
De twee verschillende karakters uitten zich nooit tegelijkertijd: de golf-deeltje-dualieit. Is de
intensiteit van het licht zo laag dat op het scherm individuele absorpties waar genomen
kunnen worden (deeltje), dan wordt het buigings- of interferentiepatroon (golf) pas zichtbaar
na heel veel absorpties van fotonen. Zowel het buigingspatroon als het interferentiepatroon
geeft de waarschijnlijkheidsverdeling weer voor de absorptie van een foton op een
scherm.
De AFM (Atomic Force Microscope) meet met een heel scherpe punt de elecktrische
aantrekkingskracht van atomen op een geleidend oppervlak.
Hoe groter de baanstraal tot de atoomkern, des te hoger is het energieniveau. De
fotonenergie wodt bepaald door het energieverschil tussen twee energieniveaus.
De discrete energieniveaus van atomen en de vaste hoeveelheden fotonenergie zijn
quantumverschijnselen.
In vaste stoffen (zoals metalen) hebben de elektronen geen discrete energieniveaus. Er
ontstaat dan bij emissie en absorptie een continu spectrum (anders lijnspectrum).
De elektronenwolk die in modellen wordt gebruikt om de positie van elektronen weer te
geven is de waarschijnlijkheidsverdeling.
Wanneer een lichtbundel op een nauwe spleet valt, waaiert het licht na de openeing een
beetje uit → buiging van het licht. Wanneer je het op een dubbelspleet (twee naast elkaar)
laat vallen, dan is er een interferentiepatroon te zien met maxima en minima.
Einstein basseerde zijn theorie van de fotonen en hun energie-behoud op metingen van het
foto-elecktrisch effect, het verschijnsel dat een metalen voorwerp lading kan verliezen
door het te beschijnen met licht van voldoende korte golflengte.
Door dit effect kunnen elektronen ‘’vrijgemaakt’’ worden uit een metaal. De hoeveelheid
energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het metaal los te komen heet de
uittree-energie.
, Als de fotonenergie groter is dan de uittree-energie van het metaal kunnen er elektronen uit
het metaal schieten met een hoeveelheid kinetische energie die het verschil is tussen de
fotonenergie en de uittree-energie.
Wanneer twee golven uit identieke bronnen met 0 (of 1) faseverschil aankomen versterken
ze elkaar = constructieve interferentie. Wanneer ze met tegensgestelde fase aankomen
en elkaar verzwakken/uitdoven is er sprake van destructieve interferentie.
Interferentie van licht uit twee identieke bronnen kan je zichtbaar maken als je het licht van
één bron eerst via een dubbelspleet laat gaan (twee smalle openingen in een scherm).
Fotonenergie neemt af met de golflengte.
Een impuls is de natuurkundige vectorgrootheid die de hoeveelheid beweging aangeeft. De
totale impuls voor en na een botsing is gelijk. Bij loodrechte weerkaatsing is de
impulsverandering van de fotonen twee keer zo groot als de fotonimpuls, doordat de
snelheid verandert van plus naar min.
EF = h x f = h x c/𝛌
EF = fotonenergie J
h = constante van planck (6,626 x 10-34) Js
f = frequentie (Hz) s-1
c = snelheid van het licht m/s
𝛌 = golflengte m
p=mxv
p = impuls
m = massa kg
v = snelheid m/s
Ook bij straling is er sprake van impulsbehoud:
p = h/𝛌
Interferentie = de interactie van lopende golven uit identieke bronnen. Het resultaat hiervan
is een interferentiepatroon met plaatsen waarvan de amplitude maximaal of minimaal is.
Waar het faseverschil ½ is, is de geluidssterkte minimaal doordat er verzwakking optreedt.
Ook bij staande golven in een koord zie je minima (knopen) en maxima (buiken).
Licht kan gezien worden als deeltje en als straling:
- Deeltjeskarakter:
- Wanneer er tussen licht en een wit scherm dunne filters worden gezet,
kunnen fotonen op verspreide plaatsen en momenten worden geregistreerd.
- Emissie en absorptiespectrum
- Het foto-elecktrisch effect
- Botsen met materie (ook al heeft licht geen massa)
- Golfkarakter:
- Interferentie
- Buiging
De twee verschillende karakters uitten zich nooit tegelijkertijd: de golf-deeltje-dualieit. Is de
intensiteit van het licht zo laag dat op het scherm individuele absorpties waar genomen
kunnen worden (deeltje), dan wordt het buigings- of interferentiepatroon (golf) pas zichtbaar
na heel veel absorpties van fotonen. Zowel het buigingspatroon als het interferentiepatroon
geeft de waarschijnlijkheidsverdeling weer voor de absorptie van een foton op een
scherm.
De AFM (Atomic Force Microscope) meet met een heel scherpe punt de elecktrische
aantrekkingskracht van atomen op een geleidend oppervlak.
Hoe groter de baanstraal tot de atoomkern, des te hoger is het energieniveau. De
fotonenergie wodt bepaald door het energieverschil tussen twee energieniveaus.
De discrete energieniveaus van atomen en de vaste hoeveelheden fotonenergie zijn
quantumverschijnselen.
In vaste stoffen (zoals metalen) hebben de elektronen geen discrete energieniveaus. Er
ontstaat dan bij emissie en absorptie een continu spectrum (anders lijnspectrum).
De elektronenwolk die in modellen wordt gebruikt om de positie van elektronen weer te
geven is de waarschijnlijkheidsverdeling.
Wanneer een lichtbundel op een nauwe spleet valt, waaiert het licht na de openeing een
beetje uit → buiging van het licht. Wanneer je het op een dubbelspleet (twee naast elkaar)
laat vallen, dan is er een interferentiepatroon te zien met maxima en minima.
Einstein basseerde zijn theorie van de fotonen en hun energie-behoud op metingen van het
foto-elecktrisch effect, het verschijnsel dat een metalen voorwerp lading kan verliezen
door het te beschijnen met licht van voldoende korte golflengte.
Door dit effect kunnen elektronen ‘’vrijgemaakt’’ worden uit een metaal. De hoeveelheid
energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het metaal los te komen heet de
uittree-energie.
, Als de fotonenergie groter is dan de uittree-energie van het metaal kunnen er elektronen uit
het metaal schieten met een hoeveelheid kinetische energie die het verschil is tussen de
fotonenergie en de uittree-energie.
Wanneer twee golven uit identieke bronnen met 0 (of 1) faseverschil aankomen versterken
ze elkaar = constructieve interferentie. Wanneer ze met tegensgestelde fase aankomen
en elkaar verzwakken/uitdoven is er sprake van destructieve interferentie.
Interferentie van licht uit twee identieke bronnen kan je zichtbaar maken als je het licht van
één bron eerst via een dubbelspleet laat gaan (twee smalle openingen in een scherm).
Fotonenergie neemt af met de golflengte.
Een impuls is de natuurkundige vectorgrootheid die de hoeveelheid beweging aangeeft. De
totale impuls voor en na een botsing is gelijk. Bij loodrechte weerkaatsing is de
impulsverandering van de fotonen twee keer zo groot als de fotonimpuls, doordat de
snelheid verandert van plus naar min.
EF = h x f = h x c/𝛌
EF = fotonenergie J
h = constante van planck (6,626 x 10-34) Js
f = frequentie (Hz) s-1
c = snelheid van het licht m/s
𝛌 = golflengte m
p=mxv
p = impuls
m = massa kg
v = snelheid m/s
Ook bij straling is er sprake van impulsbehoud:
p = h/𝛌
