Les 49.2- leerdoel 2

Leerdoel 2
foto-elektrisch effect
Lesplanning:
  1. Oefenopgave foto -elektrisch effect
  2. Werken aan leerdoel 2 (20 min)
  3. Uitleg impuls  + oefenopgave krachten
  4. Aan de slag
    - opgave krachten
    - verder werken aan leerdoel 2 
  5. Afsluiting: bespreken opgave krachten
1 / 15
next
Slide 1: Slide
NatuurkundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 6

This lesson contains 15 slides, with interactive quizzes and text slides.

Items in this lesson

Leerdoel 2
foto-elektrisch effect
Lesplanning:
  1. Oefenopgave foto -elektrisch effect
  2. Werken aan leerdoel 2 (20 min)
  3. Uitleg impuls  + oefenopgave krachten
  4. Aan de slag
    - opgave krachten
    - verder werken aan leerdoel 2 
  5. Afsluiting: bespreken opgave krachten

Slide 1 - Slide

Begrippen:
foton, uittree-energie, energiequantum
Leerdoel 2
foto-elektrisch effect
Je kan  het foto-elektrisch effect gebruiken om aan te tonen dat elektromagnetische straling gequantiseerd is.

Slide 2 - Slide

Begrippen:
foton, uittree-energie, energiequantum
 Foto-elektrisch effect
  • wordt beïnvloed door ...
    - golflengte
    - versnelspanning
    - lichtintensiteit
  • remspanning
  • uittree-energie (volgende dia)

Slide 3 - Slide

Leerlingen voorspellingen laten doen


Verklaren:
  • Lichtintensiteit
    meer licht —> meer fotonen vrijgemaakt —> toenemende stroomsterkte
  • Versnelspanning
    Grotere versnelspanning —> aantrekkingskracht anode groter —> grotere snelheid elektronen —> grotere stroomsterkte
  • Golflengte
    Klassieke verwachting is dat het elektron energie opneemt tot het voldoende energie heeft om te ontsnappen.
    In werkelijkheid: grensfrequentie
  • Hoe kun je verklaren dat er bij rood licht geen elektronen vrijkomen, hoe hoog de intensiteit van de lamp ook is? Zie volgende dia.
    grotere frequente —> elk foton heeft meer energie —> snelheid elektronen groter —> grotere stroomsterkte
Uittree-energie
De hoeveelheid energie die een vrij elektron nodig heeft om uit het metaal los te komen. 
Bepaal de uittree-energie van het metaal in de applet.
Binas tabel 24

Slide 4 - Slide

Binas tabel 24

https://phet.colorado.edu/nl/simulation/photoelectric 

Uittree-energie natrium bepalen m.b.v. Applet
  • Minimale golflengte bepalen 🡪 538 nm
  • E=h*f f=c/labda = 3*10^8/(538*10^-9)=5,5762*10^14
    E=6,626*10^-34*5,5762*10^14=3,6948*10^-19J =2,3 eV

Oefenopgave foto-elektrisch effect
Een plaatje Calcium wordt beschenen met een bepaalde golflengte. In de grafiek is de stroom-sterkte tegen de versnelspanning uitgezet. De uittree-energie van Calcium is 3,20 eV. 
  1. Bepaal hoeveel kinetische energie de vrijgekomen elektronen (maximaal) hadden.
  2. Bereken de fotonenergie.
  3. Bereken de golflengte van de stralingsbron.
  4. Neem aan dat elk foton dat de kathode bereikt een elektron vrijmaakt. Bereken hoeveel fotonen er in één minuut op de kathode vielen. 
Tip bij vraag 4
Bedenkt dat voor de stroom altijd geldt: I = Q / t. 

Slide 5 - Slide

This item has no instructions

Aan de slag
Werken aan leerdoel 2 - volgens de studiewijzer
De volgende les lever je de check van leerdoel 2 in.
timer
20:00

Slide 6 - Slide

4, 
Wet van behoud van impuls
Impuls is een grootheid die gerelateerd is aan de snelheid en de massa van een voorwerp.

Binnen de klassieke mechanica is impuls 
gedefinieerd als:


Wat is de eenheid van impuls?

p=mv

Slide 7 - Slide

Kg*m/s

Impuls, ook hoeveelheid beweging genoemd. 


https://www.quantumuniverse.nl/impuls-houvast-in-een-dynamische-wereld

Waarom is het nuttig om niet de snelheid van een voorwerp te vermelden, maar om die snelheid eerst te vermenigvuldigen met de massa? De reden daarvoor is dat, in tegenstelling tot snelheid, impuls een behouden grootheid is. Dat wil zeggen: de totale hoeveelheid impuls in het universum blijft altijd hetzelfde. Impuls kan wel van het ene op het andere voorwerp worden overgedragen, maar het kan nooit verloren gaan.
Wet van behoud van impuls
Wat is het impuls van een foton?
want fotonen hebben geen massa...

p=λh

Slide 8 - Slide

  • Bij absorptie en emissie kunnen fotonen een kleine kracht uitoefenen
  • Eenheid afleiden


Radiometer van Crookes
Wordt dit effect veroorzaakt door de impulsverandering van het licht?
Nieuwsgierig geworden? In experiment 4 leer je meer over de radiometer van crookes

Slide 9 - Slide

Als de impuls van de lichtdeeltjes de wieken zou aandrijven, zou de reflecterende zijde van de lichtbron weg bewegen, maar het omgekeerde is het geval.
Oefenopgave krachten
Een fietser met een massa van 60 kg rijd zonder te trappen met een constante snelheid van 8,0 km/h een helling af. De hoek α = 20⁰.
Teken de krachten die op de fietser werken.



Eerder klaar: ga verder met leerdoel 2
Kan je de krachten ook berekenen?

Slide 10 - Slide

This item has no instructions

Aan de slag
Oefenopgave krachten 'speedskiën'
+
Werken aan leerdoel 2 - volgens de studiewijzer
De volgende les lever je de check van leerdoel 2 in.

Slide 11 - Slide

Oefenopgave speedskiën
Een bundel UV-licht valt op de ongeladen metalen bal van een elektroscoop. Wordt de elektroscoop geladen?
A
Ja, het krijgt een positieve lading.
B
Ja, het krijgt een negatieve lading.
C
Nee, het blijft ongeladen.

Slide 12 - Quiz

This item has no instructions

Een xenonbooglamp is bedekt met een interferentiefilter dat alleen licht met een golflengte van 400 nm doorlaat. Wanneer het doorgelaten licht een metalen oppervlak raakt, komt er een stroom elektronen uit het metaal.
Het interferentiefilter wordt vervolgens vervangen door 300 nm filter en de lamp wordt zo afgesteld dat de intensiteit van het licht dat op het metalen oppervlak valt hetzelfde is als voor het licht van 400 nm. Met het 300 nm licht ...
A
worden meer elektronen uitgezonden in een bepaalde tijd.
B
hebben de uitgezonden elektronen meer energie.
C
zowel A als B is waar.
D
zowel A als B is niet juist.

Slide 13 - Quiz

This item has no instructions

Hieronder 2 stellingen:
I. Het foto-elektrisch effect berust op golfverschijnselen
II. De uittree-energie is een stofeigenschap.
A
Beide stellingen zijn waar
B
Stelling I. is waar, stelling II. is niet waar
C
Stelling I. is niet waar, stelling II. is waar
D
Beide stellingen zijn niet waar

Slide 14 - Quiz

This item has no instructions

Wat kun je zeggen over de foton energie van röntgenstraling.
A
die is kleiner dan van zichtbaar licht
B
die is kleiner dan van microgolven
C
die is groter dan van uv-straling
D
die is groter dan van gamma straling

Slide 15 - Quiz

This item has no instructions