Natuurkunde en gezondheid
Dr. S. Heukelom
Straling 1
Beeldscherpte:
=> Helderheid waarmee je iets kan zien
Begrippen die erbij horen -> Resolutie en contrast.
Contrast = het verschil tussen donker en licht (Heeft te maken met helderheid)
Resolutie = aantal stippen (pixels) op een bepaald oppervlakte
Hoe worden resolutie en contrast beïnvloedt?
MRI heeft niks te maken met elektromagnetische straling.
Echo
Gebaseerd op geluidsgolven, niks te maken met elektromagnetische straling.
Elektronen microscoop
Maakt gebruik van een bundel elektronen om het oppervlak of de inhoud van objecten af te beelden.
Elektronen hebben een kleinere golflengte dan fotonen waardoor de resolutie van
elektronenmicroscoop hoger is dan dat van een lichtmicroscoop. Daarnaast is de wisselwerking van
elektronen ook anders waardoor er een ander contrast wordt verkregen.
Transmissie-elektronenmicroscoop: hierbij worden elektronen door een dun preparaat heen
geschoten en vervolgens op een fluorescerende plaat geprojecteerd zodat ze zichtbaar worden.
Rasterelektronenmicroscoop: hierbij wordt de elektronenstraal gebundeld op het gehele
materiaal geprojecteerd en tast het oppervlak volgens een raster af.
Atoomgegevens:
Grootte atoom: 10-10 m
Grootte kern: 10-15 m
Hoeveel energielevels hebben de schillen?
Als er energie aan een atoom wordt toegevoegd, kunnen er elektronen naar een hogere energietoestand
gaan (=excitatie). Als er een elektron terugvalt naar een lager energieniveau, zendt het atoom energie
uit in de vorm van elektromagnetische straling (= emissie van stralingsenergie).
Er zijn n hoofdschillen die ook wel met K, L, M, N, O, P, Q worden aangeduid. Elke elektronenschil
bestaat uit een of meer subschillen, deze worden aangegeven met een nevenkwantumgetal l.
Maar 1 DEELTJE om een elektron eruit te schieten.
Grens vanaf zoncentrum:
De heliopauze wordt beschouwd als de uiterste grens van het zonnestelsel. De heliopauze is een
gebied waar de kracht van de zonnewind zo sterk is afgenomen dat ze wordt opgeheven door de
stroming van deeltjes. 18 miljard km van het centrum van de zon.
Het zonnestelsel past 2 tot 3x in een atoom
α = He zonder elektronen
β = elektron
gamma = foton
delton = elektron dat in staat is om andere elektronen vrij te maken op afstand
X-ray = fotonen
Röntgen = fotonen
Remstraling = fotonen
1
, X-ray, röntgen en remstraling alle drie hetzelfde principe: allemaal hetzelfde foton.
Cobalt:
Wat is de fotonenergie van een Cobalt bron?
Waar komt deze energie vandaan (fotonen)?
Fotonen hebben geen rustmassa en bewegen zich in vacuüm met de lichtsnelheid voort. Fotonen
worden ook lichtdeeltjes genoemd en worden, in het bijzonder bij gammastraling met gamma
aangeduid. Als een foton een atoom raakt wordt het geabsorbeerd. Even later zendt het atoom een
ander foton uit met dezelfde energie dat zich vervolgens weer met de lichtsnelheid verplaatst. Een
foton heeft geen vervaltijd!!
Plaats de volgende energieën in het diagram:
diagnostiek bundel
radiotherapie bundel (100 keV en 250 keV)
radar
4 & 5GHz telefonie
Zonnebank
Warmte lamp
Hoe raakt een foton energie kwijt? Kan geen energie kwijt raken.
Hoe raakt een elektron energie kwijt? Door zijn snelheid omlaag te brengen.
Verschil foton en elektron!!
Een elektron heeft een negatieve lading en een massa. Een foton heeft geen massa en geen lading. Een
elektron in een atoom kan een foton uitzenden doordat het in een baan met lagere energie terecht
komt. Het foton neemt die vrijgekomen energie mee, maar het elektron behoudt zijn lading. Er wordt
dus geen lading afgevoerd en daarom is het foton neutraal. Een foton heeft wel een energie, en dus een
golflengte die heel specifiek is voor die bepaalde overgang. Foton reist met lichtsnelheid en je kan de
snelheid niet aanpassen. Foton kan zijn energie aanpassen.
Behoudswetten
Wet van behoud van energie => energie aan het begin is gelijk aan de energie aan het einde,
de energievorm kan wel veranderen.
Wet van behoud van massa speciale relativiteitstheorie; wordt nu gezien als wet van
behoud van energie
Wet van behoud van impuls
Wet van behoud van lading
Perpetuum mobile (=geen energie toevoegen om iets te laten bewegen)
Als er geen wrijving of warmteverlies is dan wel, maar die heb je altijd dus dat kan niet. Om iets te
laten bewegen moet je dus altijd energie toevoegen.
Verschil energie en impuls
Impuls is een vector en energie is een getal (scalar).
2
Dr. S. Heukelom
Straling 1
Beeldscherpte:
=> Helderheid waarmee je iets kan zien
Begrippen die erbij horen -> Resolutie en contrast.
Contrast = het verschil tussen donker en licht (Heeft te maken met helderheid)
Resolutie = aantal stippen (pixels) op een bepaald oppervlakte
Hoe worden resolutie en contrast beïnvloedt?
MRI heeft niks te maken met elektromagnetische straling.
Echo
Gebaseerd op geluidsgolven, niks te maken met elektromagnetische straling.
Elektronen microscoop
Maakt gebruik van een bundel elektronen om het oppervlak of de inhoud van objecten af te beelden.
Elektronen hebben een kleinere golflengte dan fotonen waardoor de resolutie van
elektronenmicroscoop hoger is dan dat van een lichtmicroscoop. Daarnaast is de wisselwerking van
elektronen ook anders waardoor er een ander contrast wordt verkregen.
Transmissie-elektronenmicroscoop: hierbij worden elektronen door een dun preparaat heen
geschoten en vervolgens op een fluorescerende plaat geprojecteerd zodat ze zichtbaar worden.
Rasterelektronenmicroscoop: hierbij wordt de elektronenstraal gebundeld op het gehele
materiaal geprojecteerd en tast het oppervlak volgens een raster af.
Atoomgegevens:
Grootte atoom: 10-10 m
Grootte kern: 10-15 m
Hoeveel energielevels hebben de schillen?
Als er energie aan een atoom wordt toegevoegd, kunnen er elektronen naar een hogere energietoestand
gaan (=excitatie). Als er een elektron terugvalt naar een lager energieniveau, zendt het atoom energie
uit in de vorm van elektromagnetische straling (= emissie van stralingsenergie).
Er zijn n hoofdschillen die ook wel met K, L, M, N, O, P, Q worden aangeduid. Elke elektronenschil
bestaat uit een of meer subschillen, deze worden aangegeven met een nevenkwantumgetal l.
Maar 1 DEELTJE om een elektron eruit te schieten.
Grens vanaf zoncentrum:
De heliopauze wordt beschouwd als de uiterste grens van het zonnestelsel. De heliopauze is een
gebied waar de kracht van de zonnewind zo sterk is afgenomen dat ze wordt opgeheven door de
stroming van deeltjes. 18 miljard km van het centrum van de zon.
Het zonnestelsel past 2 tot 3x in een atoom
α = He zonder elektronen
β = elektron
gamma = foton
delton = elektron dat in staat is om andere elektronen vrij te maken op afstand
X-ray = fotonen
Röntgen = fotonen
Remstraling = fotonen
1
, X-ray, röntgen en remstraling alle drie hetzelfde principe: allemaal hetzelfde foton.
Cobalt:
Wat is de fotonenergie van een Cobalt bron?
Waar komt deze energie vandaan (fotonen)?
Fotonen hebben geen rustmassa en bewegen zich in vacuüm met de lichtsnelheid voort. Fotonen
worden ook lichtdeeltjes genoemd en worden, in het bijzonder bij gammastraling met gamma
aangeduid. Als een foton een atoom raakt wordt het geabsorbeerd. Even later zendt het atoom een
ander foton uit met dezelfde energie dat zich vervolgens weer met de lichtsnelheid verplaatst. Een
foton heeft geen vervaltijd!!
Plaats de volgende energieën in het diagram:
diagnostiek bundel
radiotherapie bundel (100 keV en 250 keV)
radar
4 & 5GHz telefonie
Zonnebank
Warmte lamp
Hoe raakt een foton energie kwijt? Kan geen energie kwijt raken.
Hoe raakt een elektron energie kwijt? Door zijn snelheid omlaag te brengen.
Verschil foton en elektron!!
Een elektron heeft een negatieve lading en een massa. Een foton heeft geen massa en geen lading. Een
elektron in een atoom kan een foton uitzenden doordat het in een baan met lagere energie terecht
komt. Het foton neemt die vrijgekomen energie mee, maar het elektron behoudt zijn lading. Er wordt
dus geen lading afgevoerd en daarom is het foton neutraal. Een foton heeft wel een energie, en dus een
golflengte die heel specifiek is voor die bepaalde overgang. Foton reist met lichtsnelheid en je kan de
snelheid niet aanpassen. Foton kan zijn energie aanpassen.
Behoudswetten
Wet van behoud van energie => energie aan het begin is gelijk aan de energie aan het einde,
de energievorm kan wel veranderen.
Wet van behoud van massa speciale relativiteitstheorie; wordt nu gezien als wet van
behoud van energie
Wet van behoud van impuls
Wet van behoud van lading
Perpetuum mobile (=geen energie toevoegen om iets te laten bewegen)
Als er geen wrijving of warmteverlies is dan wel, maar die heb je altijd dus dat kan niet. Om iets te
laten bewegen moet je dus altijd energie toevoegen.
Verschil energie en impuls
Impuls is een vector en energie is een getal (scalar).
2
