Transcript PowerPoint-presentatie

Bevestiging golfkarakter van licht
Er verschijnen lichte en donkere strepen op het scherm.
De afstand tussen de strepen hangt af van
1) de frequentie/kleur van het licht,
2) de afstand tussen de spleten
3) de afstand van scherm tot spleten.
Licht en spectra
“Wit licht”,
bv. van een gloeiend
materiaal,
wordt door een glazen
prisma opgesplitst in een
continu spectrum van
verschillende kleuren
Licht van elementen, zoals waterstof, bestaat
uit een lijnenspectrum (discreet)
Atoombouw en spectra
Een atoom bestaat uit een
positief geladen kern met
negatieve electronen die
om de kern draaien
(planeetmodel
uit eind 19e eeuw)
•
Een planetair systeem kan stabiel zijn
door evenwicht tussen aantrekking
door bv. zon en beweging van de
planeten
•
Dit zou voor een atoom ook moeten
gelden
•
Behalve:
Een versneld electron zou EM straling
moeten uitzenden, daardoor snelheid
verliezen, en uiteindelijk op de kern
terecht komen!
•
Bovendien:
Waarom alleen maar straling
met bepaalde frequenties
(lijnenspectrum)?
Atoommodel van Bohr 1913
E3
E2
E1
• Electronen draaien in cirkels rond
kern
• Er is maar een beperkt aantal
cirkels mogelijk (n = 1, 2, …)
• De energie van een electron in
baan n is vast (En). Een cirkel is
een vaste energietoestand
• Een electron kan van één baan
naar een andere springen (bv. van
3 naar 2); een quantumsprong
• De energiewinst wordt
uitgestraald als licht met een
vaste frequentie f, die volgt uit
E2  E3  h  f
Bohrmodel en lijnenspectra
Model van Bohr verklaart
lijnenspectrum
Lijnenspectrum is gevolg van
kwantisering van energietoestanden
Kleuren
Spectrale
kleur
Frequentie
in THz
Golflengte in
vacuüm in nm
Rood
400 – 470
750 – 640
Oranje
470 – …
640 – 600
Geel
… – 540
600 – 555
Groen
540 – 620
555 – …
Blauw
620 – 700
… – 430
Violet
700 – 790
430 – 380
Kleuren
Licht = energie
•Efoton = h . f
•Wet van behoud van energie
– Licht
elektriciteit, chemische energie
– Energie
licht
–
lichtbron
•Lichtbron = toestel/voorwerp dat energie
omzet naar zichtbaar licht
Fluorescentie - Fosforescentie
•Fluorescerende stoffen worden bestraald
en stralen onmiddellijk zichtbaar licht uit.
•Fosforescerende stoffen worden bestraald
en stralen ook als de bestraling opgehouden
is nog zichtbaar licht uit.
Fluorescentie - Fosforescentie
Fluorescerende inkt
• Rode inkt
Rode fluorescerende inkt
TL lampen
Specttraallampen: Natrium
Kalium
Kwik
Thallium
Zink
Neon
Cadmium
Dopplereffect
2
1
3
1. Spectrum stilstaande bron
f
2. De ster nadert. Blauwverschuiving!
3. De ster verwijdert zich dus fw<fb.
Roodverschuiving!
•Absorptie en emissie
Absorptie van een foton met
een geschikte golflengte
(energie)
•Absorptie-l = emissie-l
Aangeslagen atoom
Emissie van een foton met
dezelfde golflengte (energie)
• Fotonen
•De snelheid van een foton = c
c = lichtsnelheid = 3,0.108 m/s
(T7)
• De energie van een foton Ef = h.f (T35)
h = constante van Planck
= 6,6.10-34 Js
(T7)
• 1 eV = 1,6.10-19 J
(T6)
• De frequentie f = v/l of f = c/l (T35)
• Voorbeeld.
• Golflengte rode laser is 628 nm.
Bereken de fotonenergie in eV.
• Ef = h.f = h.c/l
= 6,63.10-34 . 3,00.108/628.10-9
= 3,157.10-19 J
• 1 eV = 1,6.10-19 J
• Ef = 3,16.10-19/ 1,60.10-19 eV = 1,97 eV