natuurkunde 6V quantumwereld, deeltjes en quantumverschijnselen

Toetsvragen
1 De beeldbuizen van de eerste televisies brachten ook röntgenstraling voort.
Wat is de kleinste golflengte van de röntgenstraling die uitgezonden kan
worden als de versnelspanning in een beeldbuis 17 kV is?
A 2,8·10–5 m
B 1,1·10–29 m
C 7,2·10–8 m
D 7,3·10–11 m

2 Welk(e) van de volgende verschijnselen kunnen het best verklaard worden
met de golftheorie van licht en materie?
A Het foto-elektrisch effect.
B Het interferentiepatroon op een scherm achter een tralie.
C Het interferentiepatroon op het scherm als je elektronen door een
grafietkristal schiet.
D Zowel A als B.
E Zowel B als C.

3 Voor de debroglie-golflengte van een gebonden deeltje, dat zich in een
eendimensionaal doosje met lengte 𝐿 bevindt geldt:
2𝐿
A 𝜆=
𝑛
𝐿
B 𝜆= 2𝑛
C 𝜆 = 2𝑛 · 𝐿
𝑛∙𝐿
D 𝜆=
2


4 Je laat in een paar seconden 20.000 elektronen door een dubbele spleet
gaan en ziet op het scherm achter de spleet een interferentiepatroon. Nu
laat je er weer 20.000 elektronen doorgaan maar dit keer één voor één in
een periode van 24 uur en je maakt de impuls van de elektronen 2  zo
groot. Wat zie je dan op het scherm?
A Puntjes in een willekeurig patroon, net alsof we kogeltjes door de
dubbele spleet hadden geschoten.
B Een interferentiepatroon net als eerst.
C Een interferentiepatroon met de maxima verder uit elkaar.
D Een interferentiepatroon met de maxima dichter bij elkaar.

5 Hoe verhouden zich de mogelijke kinetische energieën van een gebonden
deeltje in een ééndimensionale doosje?
A Als 1 : 1 : 1 : ...
B Als 1 : 2 : 3 : ...
C Als 1 : 4 : 9 : ...
D Als 1 : 2 : 3 : ...

, 6 Een deeltje bevindt zich in een ééndimensionale doos in de eerste
aangeslagen toestand. Er volgen hierover twee beweringen.
I De kans het deeltje bij de randen van de doos aan te treffen is gelijk aan
nul.
II De kans het deeltje in het midden van de doos aan te treffen is gelijk aan
nul.
Welke bewering(en) is (zijn) juist?
A Geen van beide
B Alleen I
C Alleen II
D Beide

7 In figuur 1 is het energieniveauschema van een waterstofatoom
weergegeven. Wat gebeurt er bij de overgang die is weergegeven met de
kortste pijl uit de Balmerreeks?
A Er wordt een foton uitgezonden met een energie van 1,89 eV.
B Er wordt een foton uitgezonden met een energie van -1,89 eV.
C Er wordt een foton geabsorbeerd met een energie van 1,89 eV.
D Er wordt een foton geabsorbeerd met een energie van -1,89 eV.

8 De uittree-energie van het metaal cesium (Cs) is 1,94 eV. De ionisatie-
energie van Cs is 3,89 eV. in beide gevallen wordt er een elektron
losgemaakt.
a Hoort de uittree-energie van cesium bij een los cesium-atoom of bij een
stukje metaal?
b Leg uit waardoor de uittree-energie kleiner is dan de ionisatie-energie.

9 Een lamp verbruikt een elektrisch vermogen van 60 W. Daarvan wordt 7%
Figuur 1
omgezet in zichtbaar licht. Neem als gemiddelde golflengte van dit licht 𝜆 =
550 nm.
a Bereken hoeveel fotonen zichtbaar licht de lamp per seconde uitzendt.
Op een magnetron staat ‘2450 MHz’ en ‘800 W’.
b Bereken het aantal fotonen dat de magnetron per seconde produceert.

10 In figuur 2 zie je de elektronenwolken die horen bij verschillende
quantumtoestanden van een atoom.
a Wat is de betekenis van de donkere en lichte gebieden in de figuur?
b Leg uit waarom het woord elektronenwolk een betere omschrijving van
de quantumtoestand is dan het woord elektronenbaan.
c Leg uit dat je niet kunt zeggen hoe groot de diameter van een atoom in
een bepaalde toestand is.

11 In figuur 1 staat het energieniveauschema van waterstof. In de figuur is de
Figuur 2 lymanreeks aangegeven (overgangen naar quantumtoestand 𝑛 = 1).
a Bij welke overgang uit de lymanreeks heeft het uitgezonden foton de
grootste golflengte?
b Bereken de frequentie die hoort bij deze spectraallijn.
c Bereken de golflengte van de spectraallijn bij de overgang van 𝑛 = 4
naar 𝑛 = 2.
d Bereken bij welke overgang de golflengte van het foton 656 nm is.