Natuurkunde
Hoofdstuk §K3.1 t/m §K3.8 en Geofysica
! Hoofdstuk 3 en 4 van Geofysica niet samengevat!
Kern- en deeltjesprocessen
Deeltjes versnellen en afbuigen formules staan in binas, komen waars geen vragen over
Twee elektrische ladingen oefen aantrekkende of afstotende elektrische kracht Fel op elkaar uit
𝑞·𝑄
Fel = f · 2
𝑅
(afhankelijk van ladingen q en Q, f de constante van Coulomb en de onderlinge afstand r)
In een homogeen elektrisch veld ondervindt een positief geladen deeltje een constante elektrische
kracht Fel
Fel = q · 𝐸
(afhankelijk van lading q en de veldsterkte E)
Bij het versnellen van een geladen deeltje oiv elektrische kracht is er een toename van kinetische
energie ∆𝐸𝑘
∆𝐸𝑘 = q · 𝑈
(afhankelijk van lading q en de spanning E)
1 eV = 1,602 · 10-19 J
Lorentzkracht
FL = B · q · v
(afhankelijk van magnetische veldsterkte B, de lading q en de snelheid v)
-
Bij het afbuigen van een bewegend geladen deeltje in homogeen magnetisch veld werkt FL = Fmpz
Daaruit volgt dat de straal r van de cirkelbaan van het deeltje
𝑚·𝑣
r = 𝐵·𝑞
Materie en Straling
Alles bestaat uit atomen, die bewegen en een onderlinge aantrekkingskracht op elkaar uitvoeren.
- Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de gemiddelde snelheid
- Hoe groter de onderlinge afstand, hoe kleiner hun aantrekkingskracht onderling
Atoom opgebouwd uit proton (+e), neutron en elektron (-e)
- Massa proton en neutron (ongeveer) gelijk, die van elektron veel kleiner
𝐴
𝑍
𝑃 (met P het element, Z het atoomnummer (aantal protonen) en A massagetal (aantal p + n)
, Radioactief verval:
- α-deeltje: heliumkern 42He
- β-deeltje: β- verval (neutron tot proton; elektron uitgezonden)
β+ verval (proton tot neutron; positron uitgezonden)
- γ-deeltje: γ-foton uitgezonden; vorm van elektromagnetische straling en bestaat dus uit
fotonen (geen massa wel energie)
Fotonenergie: Ef = ℎ · 𝑓 (afhankelijk van h, de constanten van planck en f de frequentie)
Paarvorming: uit een γ-foton met voldoende energie kunnen, bij interactie met een atoomkern, een
elektron en een positron ontstaan
Annihilatie: elektron en positron vernietigen elkaar en worden omgezet in 2 in tegengestelde richting
bewegende γ-fotonen met dezelfde fotonenergie
Elektrisch veld loopt van + naar - (dus met de protonen mee)
Elektrische stroom loopt in zelfde richting als proton, tegengesteld als elektron
Ontdekking van het elektron
Via proeven van meneer Rutherford weten we:
● Atomen zijn grotendeels leeg;
● Overgrote deel van de massa zit in kern die o.a. uit protonen en neutronen bestaat;
● Op relatief grote afstand van de kern bevinden de veel lichtere elektronen zich;
● Een atoom is elektrisch neutraal;
- Protonen zijn positief geladen, elektronen even sterk negatief geladen en neutronen zijn
elektrisch neutraal.n
Kerndeeltjes en atoommodel
Elektronen e- zijn elementaire leptonen met lading met lading -e met e het elementair
ladingskwantum
- Elementaire lading: 1,60 · 10-19 C
Protonen en neutronen zijn NIET elementair; zij zijn opgebouwd uit elementaire quarks:
- Upquarks u met lading +⅔ e
- Downquarks d met lading -⅓ e
Quarks komen alleen in veelvouden voor: hadronen
- Baryonen: bestaan uit 3 quarks
- bijv p = uud en n = udd
- Mesonen: bestaan uit 2 quarks
- bijv pionen
Een antideeltje geeft je aan als ...
- o.a. dezelfde massa m, maar tegengestelde lading q
- bijv positrion e+ is het antideeltje van de elektron
Hoofdstuk §K3.1 t/m §K3.8 en Geofysica
! Hoofdstuk 3 en 4 van Geofysica niet samengevat!
Kern- en deeltjesprocessen
Deeltjes versnellen en afbuigen formules staan in binas, komen waars geen vragen over
Twee elektrische ladingen oefen aantrekkende of afstotende elektrische kracht Fel op elkaar uit
𝑞·𝑄
Fel = f · 2
𝑅
(afhankelijk van ladingen q en Q, f de constante van Coulomb en de onderlinge afstand r)
In een homogeen elektrisch veld ondervindt een positief geladen deeltje een constante elektrische
kracht Fel
Fel = q · 𝐸
(afhankelijk van lading q en de veldsterkte E)
Bij het versnellen van een geladen deeltje oiv elektrische kracht is er een toename van kinetische
energie ∆𝐸𝑘
∆𝐸𝑘 = q · 𝑈
(afhankelijk van lading q en de spanning E)
1 eV = 1,602 · 10-19 J
Lorentzkracht
FL = B · q · v
(afhankelijk van magnetische veldsterkte B, de lading q en de snelheid v)
-
Bij het afbuigen van een bewegend geladen deeltje in homogeen magnetisch veld werkt FL = Fmpz
Daaruit volgt dat de straal r van de cirkelbaan van het deeltje
𝑚·𝑣
r = 𝐵·𝑞
Materie en Straling
Alles bestaat uit atomen, die bewegen en een onderlinge aantrekkingskracht op elkaar uitvoeren.
- Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de gemiddelde snelheid
- Hoe groter de onderlinge afstand, hoe kleiner hun aantrekkingskracht onderling
Atoom opgebouwd uit proton (+e), neutron en elektron (-e)
- Massa proton en neutron (ongeveer) gelijk, die van elektron veel kleiner
𝐴
𝑍
𝑃 (met P het element, Z het atoomnummer (aantal protonen) en A massagetal (aantal p + n)
, Radioactief verval:
- α-deeltje: heliumkern 42He
- β-deeltje: β- verval (neutron tot proton; elektron uitgezonden)
β+ verval (proton tot neutron; positron uitgezonden)
- γ-deeltje: γ-foton uitgezonden; vorm van elektromagnetische straling en bestaat dus uit
fotonen (geen massa wel energie)
Fotonenergie: Ef = ℎ · 𝑓 (afhankelijk van h, de constanten van planck en f de frequentie)
Paarvorming: uit een γ-foton met voldoende energie kunnen, bij interactie met een atoomkern, een
elektron en een positron ontstaan
Annihilatie: elektron en positron vernietigen elkaar en worden omgezet in 2 in tegengestelde richting
bewegende γ-fotonen met dezelfde fotonenergie
Elektrisch veld loopt van + naar - (dus met de protonen mee)
Elektrische stroom loopt in zelfde richting als proton, tegengesteld als elektron
Ontdekking van het elektron
Via proeven van meneer Rutherford weten we:
● Atomen zijn grotendeels leeg;
● Overgrote deel van de massa zit in kern die o.a. uit protonen en neutronen bestaat;
● Op relatief grote afstand van de kern bevinden de veel lichtere elektronen zich;
● Een atoom is elektrisch neutraal;
- Protonen zijn positief geladen, elektronen even sterk negatief geladen en neutronen zijn
elektrisch neutraal.n
Kerndeeltjes en atoommodel
Elektronen e- zijn elementaire leptonen met lading met lading -e met e het elementair
ladingskwantum
- Elementaire lading: 1,60 · 10-19 C
Protonen en neutronen zijn NIET elementair; zij zijn opgebouwd uit elementaire quarks:
- Upquarks u met lading +⅔ e
- Downquarks d met lading -⅓ e
Quarks komen alleen in veelvouden voor: hadronen
- Baryonen: bestaan uit 3 quarks
- bijv p = uud en n = udd
- Mesonen: bestaan uit 2 quarks
- bijv pionen
Een antideeltje geeft je aan als ...
- o.a. dezelfde massa m, maar tegengestelde lading q
- bijv positrion e+ is het antideeltje van de elektron
