Samenvatting Newton Natuurkunde VWO 6 Hoofdstuk 14

14.1 Introductie
Quantum = op schaal van fotonen en zeer kleine materiedeeltjes (elektronen, protonen en
neutronen)
Quantumverschijnselen = discrete energieniveaus van atomen en vaste hoeveelheden
fotonenenergie die horen bij overgangen tussen energieniveaus
-​ Vaste stoffen: vrije elektronen die niet gebonden zijn hebben geen discrete energieniveaus
waardoor er bij emissie en absorptie een continu spectrum is
Golfverschijnselen = buiging en interferentie van een bundel deeltjes door kleine openingen die
waarneembaar zijn bij geluid en licht
-​ Vertoning van golfkarakter door quantumdeeltjes
Golf-deeltje-dualiteit = quantumdeeltjes en elektromagnetische straling tonen golf- en
deeltjeskarakter, maar nooit tegelijkertijd
Interferentie = interactie van lopende golven uit identieke bronnen
-​ Hieruit kan een interferentiepatroon ontstaan = patroon waarin plaatsen zijn met maximale
en minimale amplitude
-​ Maximaal: golven komen uit beide bronnen in fase aan en versterken elkaar
-​ Minimaal: het faseverschil tussen beide golven is 0,5
-​ Buik: stralingsintensiteit en absorptie is hier het grootst, omdat golven steeds
dezelfde fase hebben waardoor ze elkaar versterken
-​ Groter golflengtes -> maxima en minima liggen verder uit elkaar (bij dubbelspleet)
Waarschijnlijkheidsverdeling = statistische beschrijving van positie van elektronen in een atoom (in
een elektronenwolk)

Elektromagnetische straling
-​ Vertoont deeltjeskarakter bij emissie en absorptie
-​ Vertoont golfkarakter tussen emissie en absorptie

Licht
-​ Vertoont deeltjeskarakter bij een extreem lage intensiteit
-​ Emissie: atoom raakt energie kwijt en komt in een lager energieniveau
-​ Absorptie: atoom krijgt energie erbij en komt in een hoger energieniveau
-​ Grotere baanstraal betekent een hoger energieniveau

𝐸𝐹
Fotonenstroom = 𝑝

, 14.2 Golfkarakter en
deeltjeskarakter van licht
Foto-elektrisch effect = verschijnsel dat een metalen voorwerp een negatieve lading kan verliezen
door het te beschrijven met licht van een voldoend korte golflengte
-​ Bij een weerkaatsing van een lichtbundel tegen een spiegel wordt een kleine massa kracht
uitgeoefend op de spiegel, wat betekent dat deeltjes met een massa botsen en terugstuiten
-​ Treedt op als de golflengte kleiner is dan de grensgolflengte = uittree-energie
Buiging = golven komen bij een kleine opening in hindernis aan, waardoor de golven zich vanuit de
opening rechtdoor en gedeeltelijk opzij uitbreiden
-​ Licht bij watergolven: water tilt aan het oppervlak op-en-neer
-​ Licht bij geluidsgolven: geluid in de lucht trilt voor- en achteruit
-​ Licht: niets trilt
-​ De smalle opening zorgt voor meer stralingsenergie die opzij wordt verspreid, waardoor het
buigingseffect wordt versterkt en er een grotere golflengte is. Hierdoor is er ook een grotere
diameter
Constructieve interferentie = in een bepaald punt komen golven uit twee identieke bronnen in fase
aan en versterken ze elkaar als hun faseverschil 0 of 1 is
Destructieve interferentie = in een bepaald punt komen golven uit twee identieke bronnen in
tegengestelde fasen aan en verzwakken ze elkaar of doven ze elkaar uit als hun amplitude even groot
is
-​ Elektromagnetische golven kunnen interfereren, maar dat kan niet met aparte bronnen
omdat er dan geen vast faseverschil is. Er ontstaan maxima en minima
-​ Licht is zichtbaar als het licht van 1 bron eerst via een dubbelspleet (= twee smalle
openingen in een scherm) laat gaan waardoor licht en donkere stippen/strepen ontstaan,
wat de maxima en minima moeten voorstellen
-​ Toont aan dat elektronen en neutronen een golfkarakter kunnen vertonen
Uittree-energie = hoeveelheid energie die een vrij elektron nodig heeft om uit een metaal los te
komen
-​ Dit kan door het foto-elektrisch effect
-​ Is afhankelijk van het soort metaal
-​ Een elektron kan geen stralingsenergie verzamelen om uit het metaal te breken, waardoor de
straling ineens als 1 foton op 1 plaats wordt geabsorbeerd
-​ Elektronen kunnen uit een metaal schieten met een hoeveelheid kinetische energie dat het
verschil is tussen de fotonenergie en uittree-energie

●​ Een elektroscoop kan alleen ontladen met behulp van uv-licht: elektromagnetische straling
bestaat uit fotonen dat fotonenergie heft die afneemt met de golflengte van licht
●​ Licht heeft geen massa, wat betekent dat het niet kan worden afgeremd, het beweegt
immers altijd met lichtsnelheid. Het kan wel een heel kleine kracht uitoefenen, wat een
manifestatie is van het deeltjeskarakter van licht (waarbij fotonen met materie botsen)
○​ Dat deeltjeskarakter is pas zichtbaar bij heel intens licht gedurende een lange tijd in
afwezigheid van andere krachten