Atoomfysica-2 - Vervoort Boeken

Licht
Elektromagnetische golven
Wisselend elektrisch veld
Wisselend magnetisch veld
Geen medium (tussenstof )
Golfsnelheid is constant = c (lichtsnelheid) = 300.000 km/s
Licht
Elektromagnetisch spectrum
Licht
Waar komt licht vandaan?
Voorbeeld: het waterstofatoom
Gloeiend waterstofgas
Waterstof zendt precies deze kleuren zichtbaar licht uit
En zendt ook nog veel meer ‘kleuren’ onzichtbaar
licht uit
Hoe kan zo’n simpel atoom zoveel verschillende
kleuren licht produceren?
Antwoord: het elektron zit niet vast in deze baan
Licht
Waar komt licht vandaan?
Voorbeeld: het waterstofatoom
Elektron in de
grondtoestand
Licht
Waar komt licht vandaan?
Voorbeeld: het waterstofatoom
Elektron in de
grondtoestand
Voorbeeld:
een geladen deeltje
treft het elektron
Licht
Waar komt licht vandaan?
Voorbeeld: het waterstofatoom
Elektron in de
grondtoestand
Een geladen deeltje
treft het elektron
Door de energie
van de botsing
springt het elektron
in een hogere baan
Licht
Waar komt licht vandaan?
Voorbeeld: het waterstofatoom
Elektron in de
grondtoestand
Een geladen deeltje
treft het elektron
Door de energie
van de botsing
springt het elektron
in een hogere baan
Het elektron valt
terug in de
grondtoestand en
zendt een foton uit
Elektronenschillen
Maar er zijn nog veel meer mogelijke banen van het elektron!
mogelijke overgangen
21
n= 5
n= 4
31
n= 3
41
51
n= 2
n= 1
Elektronenschillen
mogelijke overgangen
21
n= 5
n= 4
31
n= 3
41
51
n= 2
n= 1
32
42
52
Elektronenschillen
mogelijke overgangen
21
n= 5
n= 4
31
n= 3
ultraviolet licht
41
51
n= 2
n= 1
zichtbaar licht
32
42
52
infrarood licht
43
53
Met 5 niveaus zijn er al 10
mogelijke overgangen,
dus 10 verschillende
‘kleuren’ fotonen!
Energieniveaus van waterstof
E  h f  h
c

Elektronen“sprong”
Het elektron springt helemaal niet!
Het elektron ‘verdwijnt’ van niveau 3 en
‘verschijnt’ weer op niveau 2
Dat kennen we al lang als verschijnselen
Hoe bereken je nu welke kleur foton wordt
uitgezonden?
Energie foton
Een deeltje met een frequentie?!
E  h f
E  h f  h
c

f frequentie van het licht in Hz
h constante van Planck h = 6,63.10-34 J.s
c lichtsnelheid = 3.108 ms-1
 golflengte in m
Een deeltje met een golflengte?!
E  h f  h
c

Elektronen“sprong”
n=3n=2
E  h f  h
E  1,88 eV
n = 3  E = 12,07 eV
c
n = 2  E = 10,19 eV

beschikbare energie:
verschil = 1,88 eV
E  1,88  1,6 10 19  3,008 10 19 J
hc
hc
E
 

E
Energie foton
E  h f
E  h f  h
c

6,626 10 -34  3.108
-7


6
,
608

10
m
-19
3,008 10
  661 10-9 m  661 nm
rood licht
Door het rode licht van de 3 – 2 overgang zien we
waterstof in het verre heelal
15
E  h f  h
c

Elektronen“sprong”
Bereken de golflengte
van het licht dat
ontstaat bij de overgang
van n = 2 naar n = 1
hc
hc
E
 

E
Welk soort straling is
dit?
Energieniveaus
Bij welke overgang krijgt het elektron er 10,2 eV bij?
Bij welke overgang verliest het elektron 10,2 eV?
Welke overgangspijl kan niet?
Wat stelt overgang E voor?
Wat gebeurt er bij overgang A?
Aangeslagen toestand
Hoe komt een atoom in aangeslagen toestand?
1 Botsingen ofwel warmte
3 Precies de goede fotonen
2 Gasontlading
Spectra
Hoe maak je die kleuren zichtbaar?
het prisma wordt meestal vervangen door een tralie,
een plaatje met heel veel recht gekraste lijnen
eigenlijk heel veel spleten, dus
Spectra
Welke soorten spectra?
Spectra
Welke soorten spectra?
Spectra
Welke soorten spectra?
Spectra
Spectrum van de zon
helium
waterstof
helium
waterstof
relatief koele gassen
A = Ångström = 10-10 m
Spectra
Vergelijking spectra van twee sterren
24
Hoe ver weg is Vega?
Hoe groot zijn sterren?