Les 5.1 - leerdoel 4

Leerdoel 4
deeltje in een doos
Lesplanning:
  1. Uitleg atoommodel van Bohr
  2. Starten met leerdoel 4 (15 min)
  3. Uitleg deeltje in een put
  4. Verder werken aan leerdoel 4
  5. Klassikaal: lage temperaturen
CTW 3
Toets over alle examenstof (H15) 
Practicumtoets
1 / 21
next
Slide 1: Slide
NatuurkundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 6

This lesson contains 21 slides, with interactive quizzes, text slides and 1 video.

Items in this lesson

Leerdoel 4
deeltje in een doos
Lesplanning:
  1. Uitleg atoommodel van Bohr
  2. Starten met leerdoel 4 (15 min)
  3. Uitleg deeltje in een put
  4. Verder werken aan leerdoel 4
  5. Klassikaal: lage temperaturen
CTW 3
Toets over alle examenstof (H15) 
Practicumtoets

Slide 1 - Slide

Begrippen:
bohrstraal, nulpuntsenergie
Leerdoel 4
deeltje in een doos
Je kan quantumverschijnselen beschrijven in termen van de opsluiting van een deeltje in een ééndimensionale energieput. Hierbij kan je met behulp van de debroglie-golflengte inschatten of er quantumverschijnselen zijn te verwachten. Zowel van een deeltje in een ééndimensionale energieput als van het waterstofatoom kan je de mogelijke energieën berekenen.

Slide 2 - Slide

Begrippen:
bohrstraal, nulpuntsenergie
Quantum tot nu toe ...

Slide 3 - Mind map

Wat weet je nog van de lessen voor de vakantie?
De energie van gebonden deeltjes, zoals een elektron in een atoom, is gequantiseerd. 


Energieniveaus kunnen voor waterstof berekend worden met het model van Bohr. En voor elektronen die vrij kunnen bewegen in een lang molecuul met het deelje in een ééndimensionale energieput model

Slide 4 - Slide

Deeltjes kunnen slechts bepaalde hoeveelheden energie hebben. En dit kan alleen sprongsgewijs veranderen.
Het atoommodel van Bohr

Het elektron beweegt met een bepaalde snelheid in een bepaalde cirkelbaan rond de kern. 



Slide 5 - Slide

This item has no instructions

Slide 6 - Slide

This item has no instructions

Klopt het model van Bohr wel?

Slide 7 - Slide

Volgens de onzekerheidsrelatie van Heisenberg is er een onzekerheid in impuls en plaats. Een exacte golflengte op een exacte afstand van de kern is dus niet mogelijk.

Slide 8 - Slide

This item has no instructions

Aan de slag
Werken aan leerdoel 4- volgens de studiewijzer
Vandaag is het les 5.1
Bij aanvang van les 6.1 lever je de check van leerdoel 4 in.
timer
15:00

Slide 9 - Slide

4, 


Deeltje in een ééndimensionale put

Slide 10 - Slide

This item has no instructions

Deeltje in een put
  • Put groot t.o.v. de kansgolf van het deeltje: De kansgolf botst heen en weer  in het doosje alsof het een deeltje is.

  • Put klein t.o.v. de kansgolf: golf
    reflecteert tegen de wanden, interfereert met zichzelf wat leidt tot staande golf met knopen en buiken.

Slide 11 - Slide

This item has no instructions

Deeltje in een put
Model voor elektron dat beweegt in een lang molecuul of door een hele dunne draad (beweging in één richting).

Slide 12 - Slide

Model geeft de waarschijnlijkheidsverdeling van het deeltje aan.

Versimpeld model, in werkelijkheid zijn deeltjes niet opgesloten in ‘dozen’ waarin ze alleen op en neer kunnen bewegen. Quantumgolven zijn dan anders, gecompliceerder.

De energieniveau's zijn gequantiseerd. 
grondtoestand: nulpuntsenergie
Het deeltje kan niet stil staan.

Slide 13 - Slide

Het elektron in het doosje kan niet zomaar elke kinetische energie en dus niet elke snelheid kan aannemen
Alleen de waarden die overeenkomen met de staande golven zijn mogelijk. 
De energie is gekwantiseerd (heeft een vaste hoeveelheid).
Zelfs in grondtoestand heeft het deeltje nog energie → nulpuntsenergie
Klein atoom, grote energie
Grotere atomen en moleculen kunnen licht absorberen en 
eventueel weer uitzenden met grotere golflengtes (minder energie)
dan kleine atomen en moleculen.

Slide 14 - Slide

Leg uit dat: Des te kleiner een atoom, des te groter de energie van de grond- en eerste aangeslagen toestand.
Kleiner atoom —> kleinere maximale golflengte —> groter impuls —> Ek groter 

Quantumeffecten in grotere voorwerpen...

Zijn niet waarneembaar wanneer de afmeting van het voorwerp veel groter is dan de debroglie-golflengte van de deeltjes.

Slide 15 - Slide

Welk quantum effect is niet meer waarneembaar wanneer de ruimte te groot is? Het gequantificeerd opnemen van energie

Grote golflengte - kleine energie
Als de lengte L van de doos groot wordt, dan kan je aan de formule zien dat de energieniveaus erg dicht op elkaar komen te liggen. Op een gegeven moment komen deze niveaus zo dicht bij elkaar te liggen dat het lijkt alsof het deeltjes gewoon alle energieniveaus kunnen aannemen. Dit is waarom we in het dagelijks leven niks merken van de kwantisering.


Aan de slag
Werken aan leerdoel 4- volgens de studiewijzer
Vandaag is het les 5.1 
Bij aanvang van les 6.1 lever je de check van leerdoel 4 in.
timer
20:00

Slide 16 - Slide

4, 

Slide 17 - Drag question

This item has no instructions

Wat kan er volgens de onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg wel?
A
Een elektron staat helemaal stil.
B
De positie van een elektron om een atoomkern wordt weergegeven als een waarschijnlijkheidsverdeling.
C
De positie van een elektron is exact bepaald als je weet in welke schil het zich bevindt.
D
Een atoom wordt afgekoeld tot 0 K.

Slide 18 - Quiz

This item has no instructions

Wat hebben lage temperturen met de plaats en impuls te maken?

Slide 19 - Open question

This item has no instructions

Lage temperaturen
Supergeleiders
Superfluïditeit

Slide 20 - Slide

Wat hebben lage temperturen met de plaats en impuls te maken? 
Lage temperatuur -> onzekerheid in impuls kleiner —> onzekerheid in plaats groter; deeltje kan overal tegelijkertijd zijn. 

Superfluiditeit: stromen zonder verlies aan kinetische energie (geen viscositeit)

Slide 21 - Video

This item has no instructions