2324 NAT 6V Quantumwereld Opgesloten deeltjes en Tunneling

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Start van de les:

• 5 Basisregels
• Jas / Pet / Kauwgum
• Leg jouw spullen klaar 
• Open de App of website en doe mee!

Leerdoelen

- Je kan quantumverschijnselen beschrijven in termen van de opsluiting van een deeltje:

- Je kan inschatten of er quantumverschijnselen zijn te verwachten door de debroglie-golflengte te vergelijken met de orde van grootte van de opsluiting van het deeltje;

- Je kan het quantum-tunneleffect beschrijven aan de hand van een eenvoudig model en daarbij aangeven hoe de kans op tunneling afhangt van de massa van het deeltje en de hoogte en breedte van de energie-barrière:

- Je kan het quantummodel van het waterstofatoom beschrijven en de mogelijke energieën van het waterstofatoom berekenen;

Lesverloop

0-5min: Start

5-15min:

15-20min: 

20-40min: 

45-50min: Afronding

Weektaak

https://www.magister.me

Stel hier jouw vragen:

Vraag:

Welke quantumeigenschappen vertonen deeltjes in een opgesloten kleine ruimte?

Oefenvraag 1

Uitwerking oefenvraag 1

Oefenvraag 2

Vraag:

Wat is tunneling en wanneer speelt het een rol?

Bij alfaverval is er sprake van spontaan verval door tunneling. Er is geen uitwendige kracht nodig voor deze vorm van tunneling. Dat komt doordat

1. het alfadeeltje een grote traagheid heeft.
2. het alfadeeltje weerkaatst tegen de kern.
3. de elektrische kracht op enige afstand groter is dan de aantrekkende kernkracht tussen de kerndeeltjes.
4. bij een grote massa de kans op tunneling groter is.

Harmonische oscillator

Je ziet:

• De golfuncties voor verschillen quantumniveau's
  
• De potentiaalbariere van een atoom
  

Wat valt je op aan het plaatje hiernaast?

Ehm....

Waarschijnlijkheidsverdeling

(de kans dat en deeltje ergens is = 100%)

Golffunctie is verspreid over de ruimte

Voorwaarde voor tunnelen

1. Hoogte van de energie barrière
2. Breedte van de energie barrière
   
3. De massa van het deeltje
   

Quantum toestanden

Eigenschappen energiebarriere

Vrij deeltje

Gebonden atoom

Kans = 0

Kans ≠0

Alpha straling

Tunneleffect

Kans......

Werkelijkheid.....

Oefenvraag 1

Uitwerking oefenvraag 1

Oefenvraag 2