Beeldbuizen

Elektrische en magnetische velden

H16 Newton 5HAVO Na2

beeldbuizen

Vragen:

• Hoe is met een elektrisch veld en met een magnetisch veld de snelheid en de bewegingsrichting van de elektronen te veranderen?

• Hoe is daarmee de werking van de beeldbuis te verklaren?

magnetisch veld en elektrische veld

Geen havo-stof

Deeltjes versnellen

Elektrische afbuiging

oscilloscoopbeeld

Magnetische afbuigingLorentzkracht

B, q en v zodat FL= B.q.v

2

L mpz

m.v m.vF =F B.q.v= r=

r B.q

Lading-massaverhouding: Schuster

Combinatie geeft:

Lading/massaverhouding

2

2

m.vB.q.v=

r

B q v r=m v

B q r=m v

q v

m B r

2AKq.U =½.m.v

en

Atoomtheorie

• Moleculen-->atomen-->elementaire deeltjes

• elektronen-kerndeeltjes-protonen-neutronen

• elektrische geleiding

• schillenmodel Rutherford k-l-m…– buitenste elektron- vrij elektron (in metalen)

– beweging van pos./neg.ionen (in vloeistoffen)

– idem in gas, maar norm.temp. weinig ionen--> gas is isolator--> grote spanning--> ionisatie door botsingen met elektronen

Spectra

Alle kleuren van de regenboog aaneengesloten noemen we een continu spectrum:

voorbeeld: licht van gloeilamp en de zon

Grootste deel van de uitgezonden elektromagnetische straling ligt niet in het zichtbare gebied (lamp 92%!!!)

Als we goed kijken naar het spectrum van de zon zien we dat er enkele dunne donkere lijnen in voorkomen

lijnenspectrum

Naast gloeilamp bestaan er andere lichtbronnen (TL Na-lamp) met als basis de gasontladingsbuis

Hoge spanning tussen A en K geeft een stroom door gas. Door botsingen van elektronen met gas wordt er licht uitgezonden: een lijnenspectrum (lijnen afhankelijk van soort gas)

Emissie- en absorptiespectraGasontladingsbuis zendt uit: “emitteert”. Dit spectrum noemen we een emissiespectrum

Andersom: als er wit licht(met een continue spectrum) door het gas valt heeft het doorgelaten licht enkele zwarte lijnen(precies op de zelfde plaatsen als het oorspronkelijke emissiespectrum --> lijn omkering

Het zo ontstane spectrum heet een absorptiespectrum

Straling

• Gloeilamp: continu spectrum

• Gasontladingslamp:Uitzenden van licht heeft “iets” te maken met de wisselwerking tussen elektronen en atomen --> lijnenspectrum, verklaren met Bohrmodel:

• bijv. waterstofatoom: een elektron kan in cirkelbanen met verschillende straal bewegen; maar bepaalde banen zijn slechts toegestaan--> grotere straal--> grotere E

• botsing met een vrij elektron--> atoom absorbeert een deel van de Ekin van het vrije elektron, waardoor het elektron in een baan met een grotere straal terechtkomt.

Vervolg Bohrmodel

• Bij terugval naar een baan met een kleinere straal zendt het atoom de geabsorbeerde energie weer uit in de vorm van een foton. Het uitgezonden licht bestaat dus uit fotonen met een beperkt aantal waarden van de fotonenergie, dus een beperkt aantal kleuren lijnenspectrum

• Bij ingewikkelder atomen neemt het aantal mogelijkheden (banen en dus energieovergangen) enorm toe, waardoor het lijnenspectrum”dichtslibt” continuspectrum(gloeidraad)

• fotonenergie Ef=h.f (constante van Planck

h=6,63.10-34Js) ofwel Ef=h.c/

Bohrmodel 2de vervolg

• Bij botsing tussen een atoom en een foton(met bepaalde energie) kan het atoom energie absorberen waardoor een elektron in een baan met een grotere straal(dus grotere energie ) komt.

• Bij terugval van het elektron wordt dan weer een foton uitgezonden met dezelfde energie (dus frequentie/kleur) als het geabsorbeerde foton.

• Dit gebeurt echter in een willekeurige richting absorbtiespectrum

Samengevat

• Elektronenstroom door een gas geeft een lijnenspectrum (afhankelijk van gassoort)

• Als wit licht (continu spectrum) door een gas gaat ontstaan een absorptiespectrum, waarin de voor het gas specifieke lijnen ontbreken.

Bij licht hebben we naast breking en terugkaatsing ook buiging en interferentie. Licht is dus een golfverschijnsel en heeft dus ook een golflengte, golfsnelheid en frequentie

c= • fλ= f

c

c=lichtsnelheid=3,0. 108 m.s-2

is golflengte in (m) f is frequentie(Hz)