Aanvullend lesmateriaal bij

Newton 5 havo
Natuurkunde voor de 2e fase
Hoofdstuk 8  Materie (deeltjestheorie en straling)



Hoofdstukvragen:
Het hoofdstuk gaat over de opbouw van de atomen, maar ook over de manier
waarop we aan die kennis gekomen zijn. Stoffen en elementen hebben zeer
verschillende eigenschappen, en die verschillen moeten verklaard kunnen
worden met de opbouw van de atomen.
 Gassen, vaste stoffen en vloeistoffen: hoe ontstaat de druk van een gas?
Wat gebeurt er als stoffen smelten of verdampen?
 Elektrische eigenschappen: Waarom zijn alle metalen goede geleiders?
Wat zijn halfgeleiders? Kan een gas ook stroom geleiden?
 Licht en straling: Hoe kunnen atomen licht uitzenden en opnemen? Hoe
ontstaat röntgenstraling? Wat is magnetronstraling? Hoe ontstaat
radioactiviteit?
les dag
klassikaal/docent
groepje/huiswerk
1
Inleiding ‘De ontdekking van de Materie’
Timeline en indeling groepen
Theorie lezen
vragen beantwoorden
2
Groepsopdracht in Expertsysteem
Voorbereiden presentatie
Presentatie maken
3
Presentatie ‘De ontdekkeing van de Materie’
klassikaal of in deelgroepen
4
§2 Moleculen en gastheorie
test over molecuultheorie
theorie blz 179 t/m 183
opgave 6 t/m 15
5
§3 Atomen en elektrische eigenschappen
Probleem 1 en 2
theorie blz 190 t/m 194
opgave 9 t/m 18
6
§4 Straling en licht
Probleem 3 en 4
theorie blz 196 t/m 205
opgave 7 t/m 14
7
Afronden hoofdstuk
vragen stellen
opgave 16 t/m 13
5 havo Na 1: Toetsstof 3e periode: 7 + 8 + 9
5 havo Na1,2: Toetsstof 3e periode: hfst 7,8, evt 13, 14, 15, 16
Project Probleemgerichte didactiek
St. Bonifatiuscollege, Utrecht, in samenwerking met:
Centrum voor -didactiek, Universiteit van Utrecht,
5e editie
Ontwikkelaars:
Kees Hooyman
Ad Migchieksen
Marjolein Vollebregt
Uitvoerders:
Aartjan van Pelt
Ad Migchielsen
Antoon Boks
Kees Hooyman
Marjolein Vollebregt
Ron Vonk
Adressen
Centrum voor beta-didactiek,
postbus 80.008, 3508 TA Utrecht, tel 030-2531179
Website: www.cdbeta.uu.nl/natdid/psl
St. Bonifatiuscollege,
burg. F. Andreaelaan 7, 3582 KA Utrecht, tel 030-2512315
Website: www.boni.nl
Technische ondersteuning:
Marti van IJzendoorn
2
Newton - Hoofdstuk 8 Materie
Inleiding: De ontdekking van de Materie
Inleiding
In dit hoofdstuk staat de opbouw van de materie centraal. De speurtocht
naar het antwoord op de vraag “Hoe zit alles in elkaar” loopt als een rode
draad door de geschiedenis van de Natuurkunde. Natuurkundigen willen
niet alleen weten hoe materie opgebouwd is, maar met de kennis over de
materie zijn veel processen en verschijnselen beter te begrijpen.
In de onderstaande tijdbalk zie je een grof overzicht van de ontwikkeling van
het atoommodel. Op het achterblad van deze bundel staat een uitgebreide
tijdbalk, waarin ook aandacht is voor de ontwikkeling van de experimenten
en bijbehorende theorie.
Expertsysteem
Groepsopdracht bij de ontdekking van de Materie
De opdrachten A t/m F worden verdeeld onder de groepen. Elke groep
bestudeert de bijbehorende theorie aan de hand van de vragen. Op basis
daarvan wordt een korte presentatie gemaakt.
Vervolgens presenteren de groepen aan elkaar, dat kan klassikaal of via het
expertsysteem.
TIMELINE – de ontdekking van de Materie
Ontwikkeling van atoommodellen
ca. 400
BC
Klassieken theorieën
Vier elementen: aarde, water, lucht, vuur
Ondeelbare atomos
1804
Atoommodel van Dalton
Elk element bestaat uit ondeelbare atomen.
1900
Krentenbolmodel
De elektronen zitten in het atoom verdeeld
als krenten.
1913
Atoommodel van Bohr
Elektronen lopen in vaste banen ronde een
positieve kern.
1940
Elektronenwolk
Elektronen zijn geen deeltjes maar staande
golven, een wolk rond de kern.
1972
Quarktheorie
Nieuwe ordening van elementaire deeltjes.
Protonen en neutronen bestaan uit quarks.
3
Opdracht A
De klassieke theorieën (blz 174 t/m 178)
De eerste bekende ideeën over de manier waarop de materie opgebouwd is
werden al in 600 voor Chr. de Grieken geformuleerd. Daarna bleef het een
lange tijd stil. Pas in de zestiende eeuw gingen alchemisten op zoek naar de
chemische eigenschappen van stoffen.
De oerstof
De eerste theorie ging uit van het bestaan van één oerstof.
 Welke kandidaten hadden de eerste Grieken voor de ‘oerstof’?
Empedocles en Aristoteles
Rond 450 v. Chr. formuleerde Empedocles zijn theorie dat er vier elementen
zijn. Later breidt Aristoteles die theorie verder uit.
 Welke vier elementen noemt Empedocles?
 Wat voegt Aristoteles aan de theorie toe?

Empedocles, Democritus en Aristoteles
Democritus
Aan Democritus komt de eer toe om als eerste het idee over atomen te
formuleren. Aan hem danken wij dus ook het woord ‘atoom’. Hij had echter
geen enkel bewijs of experiment voor zijn idee.
 Welke eigenschappen hebben de atomos van Democritus?
 Welke van de bovenstaande theorieën worden door de bevolking
aangenomen? Waarom?
De Alchemisten
De eerste alchemisten zijn al in het begin van de 16 e eeuw actief. Zij worden
gedreven door de mogelijkheden om uit erts verschillende metalen te halen,
en proberen dat te combineren met de theorie van Aristoteles.
 Welke stof probeerden de alchemisten tevergeefs te maken?
 Welke kennis over de chemie hadden deze alchemisten niet, die nu in elk
schoolboek te vinden is?
4
Opdracht B
Het periodiek systeem van Mendelejev (blz 184 t/m 186)
Nadat Lavoisier in 1780 had aangetoond dat de meeste stoffen ontleed
kunnen worden tot de elementen overblijven, en dat bij ontleding de
elementen in vaste verhoudingen gevormd worden duurde het tot 1872
voordat Mendelejev het onderstaande periodiek systeem ontwikkelde.
Het enige experiment dat in die tijd uitgevoerd kon worden was het ontleden
van stoffen. Bij de ontleding van bijvoorbeeld water ontstaan waterstof en
zuurstof, waarbij het waterstof een tweemaal zo groot volume heeft, maar
een acht maal kleinere massa dan het zuurstof.
In de tabel zie je bij elk element de relatieve atoommassa staan.
 Hoe was het in de tijd van Mendelejev mogelijk om te bepalen dat een
zuurstofatoom 16 keer zo zwaar is als een waterstofatoom?
 Met behulp van een reactie van zwavel (S) tot zwaveloxide is de relatieve
atoomassa van zwavel te bepalen. Stel dat je met 1 gram zwavel begint,
hoeveel gram zwaveloxide krijg je dan?
In de bovenste rij van de tabel zie je dat Mendelejev twee eigenschappen
gebruikte om de elementen te ordenen. Zo staan in de 1 e kolom stoffen die
eenzelfde soort verbinding maken met zuurstof (H 2O, Na2O, K2O). In kolom
IV t/m VII gebruikte hij ook de binding het waterstof (H4R, H3R, H2R en
HR).
 Welke verbinding maakt lithium (Li) met zuurstof?
 Welke verbindingen maakt koolstof met waterstof? En met zuurstof?
 Leg met behulp van wat je bij scheikunde hebt geleerd uit door welke
atoomeigenschappen deze verbindingen veroorzaakt worden.
 In het systeem ontbreken nog enkele elementen. Welke?
 EXTRA: Mendelejev kon nog geen verklaring geven waarom de massa’s
niet regelmatig oplopen. Waardoor wordt dat veroorzaakt?
5
Opdracht C
Kinetische gastheorie (blz 180 t/m 182)
In de 16e en 17e eeuw was er al veel bekend over de eigenschappen van
gassen, met name het verband tussen gasdruk, temperatuur en volume.
 Wat is het verband tussen druk p en volume V?
 Wat is het verband tussen druk p en temperatuur T?
In 1870 formuleerden Maxwell en Boltzmann de kinetische gastheorie.
Volgens deze theorie bestaat een gas uit kleine deeltjes die in een vacuüm
bewegen en tegen elkaar en andere voorwerpen botsen. Met de kinetische
gastheorie zijn enkele eigenschappen van gassen eenvoudig te verklaren.
 Het botsen van de deeltjes veroorzaakt een druk.
 De druk neemt toe als de temperatuur stijgt.
 De druk neemt toe als het volume kleiner wordt, en het aantal deeltjes
per cm³ toeneemt.
 Bij het absolute nulpunt verdwijnt de druk.
 Verklaar de bovenstaande verschijnselen met het model dat een gas uit
losse atomen bestaat, die kris-kras door elkaar bewegen.
Er zijn ook enkele eigenschappen van gassen die met dit eenvoudige model
(nog) niet verklaard kunnen worden:
 Veel gassen condenseren bij lagere temperaturen, waterdamp kan zelfs
direct overgaan naar een vaste stof (sneeuw).
 Bij het samenpersen van lucht (fietspomp) stijgt de temperatuur.
 Bij het laten ontsnappen van lucht daalt de temperatuur. Een modern
voorbeeld daarvan is koolzuur(sneeuw). De afkoeling is zo sterk dat vast
koolzuur ontstaat.
Van der Waals toonde niet alleen aan dat de gaswetten alleen geldig zijn voor
ideale gassen, hij stelde ook een theorie op om de eigenschappen van nietideale gassen te verklaren. Daarvoor introduceerde hij een onderlinge
aantrekkende kracht tussen de deeltjes, die we tegenwoordig de
vanderwaalskracht noemen.
 Waardoor wordt de vanderwaalskracht veroorzaakt?
 Verklaar met behulp van de vanderwaalskracht dat waterdamp bij
afkoeling condenseert.
 Verklaar met behulp van de vanderwaalskracht dat water kan bevriezen.
6
Opdracht D
De jacht op het elektron (blz 186 t/m 188)
Het verschijnsel elektriciteit is vroeg bekend. In 1784 stelde Coulomb al een
formule op voor de kracht die twee geladen bollen op elkaar uitoefenen. In
1800 ontwikkelde Volta de eerste batterij. Het bestaan van twee soorten
lading is bekend, maar niet bekend is hoe groot of zwaar de geladen deeltjes
zijn. Wel is de verhouding tussen lading en massa bekend, door
experimenten met ionen.
In 1897 doet Thomson onderzoek aan verschijnselen bij een
kathodestraalbuis (de voorloper van het elektronenkanon in een TVbeeldbuis). Hij ontdekt negatief geladen deeltjes (elektronen), die
waarschijnlijk erg licht zijn. Het was in die tijd niet mogelijk om een deeltje
te wegen, of om de lading te meten. Thomson kon wel de verhouding tussen
lading en massa meten: het deeltje droeg een lading van 1,76∙10 11 coulomb
per kg. Dat was meer dan duizend keer zoveel als de lading per kg bij ionen.
 Hoe kon Thomson hieruit afleiden dat het deeltje wel erg licht moest zijn?
De ontdekking van het elektron heeft onmiddellijk gevolgen voor het
atoommodel.
 Hoe past Thomson het atoommodel aan?
Voor Na2: In zijn experimenten gebruikte Thomson twee krachten: de
elektrische kracht door een spanning op de platen B en C te zetten, en een
magnetische kracht door twee spoelen te gebruiken.
 Hoe heet de kracht die een magneetveld kan uitvoeren op een elektrische
stroom?
De lading wordt gemeten
In 1909 voert Millikan het beroemde experiment uit met geladen
oliedruppeltjes waarmee de lading van het elektron gemeten kan worden. In
de figuur hiernaast zie je de opstelling getekend. Millikan liet kleine geladen
oliedruppeltjes tussen twee geladen platen zweven. Door de spanning tussen
de platen te regelen werd de elektrische kracht even groot gemaakt als de
zwaartekracht.
 Welke lading hebben de druppeltjes in de tekening?
Millikan vond dat de lading van een elektron 1,6·10-19 C bedraagt. In
combinatie met de door Thomson gemeten lading/massaverhouding is nu
ook de massa uit te rekenen
 Bereken uit de resultaten de massa van een elektron.
7
Opdracht E
Botsingsexperiment van Rutherford (blz 188 t/m 190)
Kort nadat het bestaan van -, - en -straling ontdekt was voerden Geiger
en Marsden (in opdracht van Rutherford) in 1909 een experiment uit waarbij
-straling op een zeer dun laagje goudfolie geschoten werd. Op dat moment
was over -straling niet veel meer bekend dan dat het positief geladen
helium-atomen waren. De massa, de grootte van de lading en de afmetingen
van het deeltje waren onbekend.
Experiment
In het figuur zie je de meetopstelling, plus een idee van de resultaten. In de
tabel zie je dat het aantal gemeten deeltjes sterk afhangt van de richting
waarin de teller staat.
4
richting deeltjes sin ( 12  )
150º
22,2
1,15
135º
27,4
1,37
120º
33,0
1,78
105º
47,3
2,52
75º
136
7,28
60º
320
16
45º
989
46,6
30º
5260
223
De resultaten van de metingen waren om meerdere redenen uitzonderlijk:
 De meeste -straling ging dwars door het folie heen.
 Een groot deel van de straling werd over een kleine hoek afgebogen.
 In alle richtingen werd afgebogen straling waargenomen
 Er was een duidelijk verband tussen de meetrichting en het aantal
deeltjes: het aantal deeltjes was omgekeerd evenredig met sin ( 12  ) .
4
Theorie
Omdat de metingen een duidelijk verband aantoonden (zie tabel), kon er niet
sprake zijn van lukraak botsen. Er moest iets anders aan de hand zijn: de deeltjes botsten niet tegen de atomen in het goudfolie, maar gingen vrijwel
ongehinderd dwars door het folie. Daarnaast moest er een afstotende kracht
op de -deeltjes werken die de deeltjes van richting veranderen.
 Welke kracht zorgt in de theorie van Rutherford voor het afbuigen van de
-deeltjes?
 Hoe is het te verklaren dat sommige deeltjes bijna recht teruggekaatst
werden?
 Wat zijn we door dit experiment te weten gekomen van -straling?
 Wat zijn we door dit experiment te weten gekomen over de samenstelling
van het atoom?
8
Opdracht F
Atoommodel van Bohr (blz 191, 196 en 197)
Rutherford had in 1911 aangetoond dat het atoom een zeer kleine, positief
geladen kern heeft, met daaromheen elektronen in cirkelbanen. In 1913
stelde Bohr een model op over de bouw van het eenvoudigste atoom: het
waterstofatoom.
Spectraallijnen: een onbegrepen fenomeen
Bohr gebruikte het model van Rutherford om een tot dan toe onbegrepen
verschijnsel te verklaren: het bestaan van spectraallijnen in het licht dat door
een gas uitgezonden wordt als er een elektrische stroom door het gas gaat
(zie figuur, zie ook de kleurenafbeelding in je boek). De spectraallijnen van
waterstof waren nauwkeurig bekend, en vertoonden een zekere regelmaat.
Dat kan alleen maar betekenen dat ze door bepaalde eigenschappen van het
atoom ontstaan, maar niemand begreep hoe dat kon. Bovendien begreep
niemand waarom elke stof een ander lijnenspectrum heeft.
Om de spectraallijnen te verklaren moest Bohr een theorie van Planck
gebruiken over de eigenschappen van licht. Planck veronderstelde dat licht
uit energie-deeltjes bestond, en dat lichtdeeltjes met dezelfde kleur (en dus
dezelfde golflengte) ook dezelfde hoeveelheid energie vertegenwoordigen.
Dat was in die tijd vreemd, omdat uitgebreid aangetoond was dat licht
golfeigenschappen heeft.
 Beschrijf het model van Bohr voor het waterstofatoom, en beschrijf hoe hij
met het model het uitzenden en absorberen van licht kon verklaren.
 Waarom werd het model van Bohr direct door iedereen geaccepteerd, en
sprak men van een doorbraak?
 Wat zijn we door Bohr te weten gekomen over licht?
 Wat zijn we door Bohr te weten gekomen over de samenstelling van het
atoom?
9
Newton - Hoofdstuk 8 Materie
§2 Moleculen en Gastheorie
Inleiding en deelvragen bij §2
We weten dat alle materie uit deeltjes bestaat: moleculen en atomen. De
eigenschappen van die materie moet dan ook verklaard kunnen worden met
behulp van deeltjes.
 Hoe kun je eigenschappen van gassen (druk, het verband tussen druk en
temperatuur, het verband tussen druk en volume) met de
molecuultheorie verklaren?
 Hebben moleculen ook een temperatuur?
 Hoe kun je het optreden van faseovergangen met de molecuultheorie
verklaren?
 Hoe zorgen moleculen voor de stroming en geleiding van warmte?
Test
Uitspraken over de eigenschappen van moleculen.
In de tabel staan 17 uitspraken over atomen en moleculen.
 Geef met ja of nee aan of die uitspraak juist of onjuist is.
 In de laatste kolom mag je 7 jokers inzetten.
 Elk juist antwoord levert 1 punt, met een joker 3 punten.
uitspraak
A
Moleculen hebben een vaste massa en een vast volume.
B
Moleculen zijn geen onveranderlijke deeltjes, atomen wel.
C
De moleculen in een vaste stof kunnen niet bewegen.
D
Bij het smelten van een stof wordt de dichtheid groter.
E
Bij temperatuurstijging zetten de moleculen in een vaste stof
uit.
F
De ruimte tussen de moleculen van een stof is een vacuüm.
H
Bij temperatuurstijging neemt de snelheid van de moleculen
toe.
De onderlinge aantrekkingskracht tussen de moleculen neemt
af bij toename van de onderlinge afstand.
I
Bij smelten veranderen ijsmoleculen in watermoleculen.
J
De moleculen van een gas stoten elkaar af.
G
K
L
M
N
O
P
Q
ja nee
J
Bij samenpersen van een gas, vloeistof of vaste stof worden de
moleculen kleiner.
Bij een vaste stof zorgen vooral de elektronen voor de geleiding
van warmte.
De moleculen van een bepaalde verbinding zijn altijd
opgebouwd uit dezelfde atomen.
Luchtdruk wordt veroorzaakt door het bewegen van
moleculen.
Er bestaat één temperatuur waarbij alle atomen en moleculen
stilstaan.
Zowel vaste stoffen, vloeistoffen als gassen kunnen elektrische
stroom geleiden.
Als de molekulen geen onderlinge aantrekkingskracht hebben
is die stof bij elke temperatuur een gas.
10
Theorie
Lees de theorie van blz 179 t/m 183. Noteer wat de onderstaande begrippen
betekenen.
Gasdruk
Absoluut nulpunt
Faseovergangen
Kinetische gastheorie
Ideaal gas
6
Opgaven bij §2
Hieronder staan vier verschijnselen. Verklaar elk van die verschijnselen met
de kinetische gastheorie van Maxwell en Boltzmann.
A Bij het experiment met de Maagdenburger halve bollen van Von Guericke
zijn zestien paarden niet in staat om de twee halve bollen van elkaar los te
trekken nadat de lucht uit de bol is weggepompt.
B Bij de experimenten van Boyle en Mariotte neemt de druk van een
afgesloten hoeveelheid gas toe bij verkleining van het volume.
C Bij het experiment van Mariotte blijkt dat het verband tussen gasdruk en
volume alleen geldt bij een constante temperatuur van het gas.
D Bij het experiment van Gay-Lussac neemt de druk van een afgesloten
hoeveelheid gas in een ruimte met een constant volume af bij daling van
de temperatuur.
7
Hoe groot is de snelheid van de moleculen in een gas bij het absolute
nulpunt?
12
Warmte-isolatie
Materialen voor warmte-isolatie, zoals glas- en steenwol of piepschuim,
bestaan voor een groot deel uit lucht. De vezel- of bellenstructuur van dit
materiaal gaat warmtetransport door stroming van deze lucht tegen. Er kan
dan alleen nog warmtetransport door geleiding optreden. Maar lucht is een
slechte warmtegeleider. Met andere woorden: lucht is een goede
warmte-isolator. Dat verklaart de warmte-isolerende eigenschap van deze
materialen. Verklaar met de molecuultheorie de slechte warmtegeleiding
door een niet-stromend gas.
11
13
Geiser
In een geiser voor de warmwatervoorziening stroomt water door een
spiraalvormige buis. Die buis wordt van buitenaf verhit door een vlam van de
gasbrander.
Verklaar met de molecuultheorie het uitstromen van warm water uit de
geiser.
14
Verdampingssnelheid
De snelheid waarmee een vloeistof verdampt, hangt onder andere af van de
grootte van het vloeistofoppervlakte, van de temperatuur en van het wel of
niet afvoeren van de damp boven de vloeistof. Je merkt dat bij het drogen
van de was: dat gaat sneller als het natte wasgoed wijd wordt uitgehangen,
als de zon schijnt en als het een beetje waait. De verdampingssnelheid van
het water in het wasgoed is dan groter.
Verklaar met de molecuultheorie de invloed van vloeistofoppervlakte,
temperatuur en dampafvoer op de verdampingssnelheid van een vloeistof.
15
Dichtheid
De dichtheid  van een vaste stof, vloeistof of gas is het quotiënt van de
massa m en het volume V van een hoeveelheid van die stof:  = m/V.
a Verklaar met de molecuultheorie de afname van de dichtheid van een stof
bij temperatuurstijging.
b Verklaar met de molecuultheorie de afname van de dichtheid van een stof
bij de faseovergangen smelten en verdampen.
c In het diagram van figuur 4 is weergegeven hoe de dichtheid van de stof
water afhangt van de temperatuur. Bij het smelten van ijs neemt de
dichtheid eerst even toe en begint daarna pas af te nemen bij een
stijgende temperatuur. Water is de enige stof waarbij dat gebeurt. We
noemen dit toenemen van de dichtheid bij smelten daarom de anomalie
van water. Dit verschijnsel wordt veroorzaakt door de rangschikking van
de watermoleculen in de vaste fase (ijs). Deze rangschikking is
weergegeven in figuur 5. Verklaar met de molecuultheorie de anomalie
van water.
12
Newton - Hoofdstuk 8 Materie
§3 Atomen en Elektrische eigenschappen
Inleiding en deelvragen bij §3
Het atoom is wel een bouwsteen, maar het is zelf ook weer opgebouwd uit
kleinere deeltjes. Nog nooit heeft iemand een los atoom kunnen ‘zien’, laat
staan hoe het in elkaar zit. Toch weten we al erg veel van het atoom.
Binnen het atoom speelt de elektrische kracht een belangrijke rol, maar ook
buiten het atoom is de elektrische kracht belangrijk. De eigenschappen van
alle stoffen (metalen, isolatoren, gassen) worden bepaald door de elektrische
eigenschappen.
 Welke krachten werken er binnen het atoom?
 Waarom zijn sommige stoffen hard en sterk, en andere stoffen niet?
 Waarom zijn metalen zulke goede geleiders, en andere stoffen
isolatoren?
 Waarom geleiden zoutoplossingen de elektrische stroom zo makkelijk?
 Kunnen gassen ook stroom geleiden?
Probleem 1
Elektrische eigenschappen en krachten
In het meest gebruikte atoommodel draaien negatief geladen elektronen in
cirkelbanen rond een positieve kern. De kern bestaat uit protonen en
neutronen. Op deze schaal speelt de zwaartekracht geen enkele rol. Binnen
het atoom zijn tenminste twee krachten werkzaam.
 Door welke aantrekkende kracht worden de elektronen in een baan rond de
kern gehouden?
In de kern zitten protonen en neutronen zeer dicht op elkaar. De protonen
zijn positief geladen, de neutronen zijn neutraal. Binnen de kern werkt naast
de elektrische kracht nog een tweede kracht.
 Waarom moet er binnen de kern nog een tweede kracht werken?
De elektronen in de buistenste schil van het atoom zorgen voor vrijwel alle
eigenschappen van de atomen. Deze elektronen kunnen bijvoorbeeld een
binding aangaan met een ander atoom (covalente binding).
De sterkste binding tussen atomen vinden we bij diamant: zuiver koolstof in
een nette kristalstructuur.
 Waarom is de binding tussen de atomen bij diamant zo sterk?Welke rol
spelen de elektronen daarbij?
Silicium staat in het periodiek systeem recht onder koolstof, en lijkt dus ook
heel sterk op koolstof: vier elektronen in de buitenste baan. Toch is silicium
in kristalstructuur (bij zonnecellen) minder sterk dan diamant.
 Geef één reden waarom silicium minder sterk is dan diamant.
13
Probleem 2
Geleiding in vaste stoffen, vloeistoffen en gassen
Er kan alleen een elektrische stroom lopen als er geladen deeltjes zijn die
kunnen bewegen. Bij de vaste stoffen zijn het vooral metalen die goede
geleiders zijn.
De beste stroomgeleidende elementen zijn goud (Au), zilver (Ag) en koper
(Cu). In BINAS-tabel 104 zie je die stoffen onder elkaar staan, bovendien
vind je er informatie over de elektronen.
 Door welke eigenschap zijn goud, zilver en koper zulke goede geleiders?
 Welke andere elementen zullen goede geleiders zijn?
Geleiding in vloeistoffen
Zuiver water is geen goede stroomgeleider. Dat verandert enorm zodra er
een beetje zout (NaCl) opgelost wordt.
 Waarom kan er wel een stroom door water lopen als er zout in opgelost is?
Water en elektrische stroom vormen voor mensen een gevaarlijke
combinatie. In de badkamer moeten bijvoorbeeld alle stopcontacten geaard
zijn. Toch is water geen goede stroomgeleider.
 Waarom is de combinatie van water en stroom voor mensen dan toch zo
gevaarlijk? Wat heeft dat met zout te maken?
Geleiding in gassen
In gassen komen vrij weinig geladen deeltjes voor. Er zijn altijd wel wat
elektronen en ionen aanwezig in een gas, maar dat is meestal niet voldoende
om een stroom door een gas te laten gaan.
er zijn twee bekende voorbeelden van stroom door een gas: de bliksem en
een TL-buis. In beide gevallen is er een grote spanning nodig om een gas
geleidend te krijgen. Kennelijk ontstaan er dan extra geladen deeltjes.
 Hoe kunnen in een gas extra geladen deeltjes ontstaan als er een grote
spanning aanwezig is?
14
Theorie
Lees de theorie van blz 190 t/m 194. Noteer wat de onderstaande begrippen
betekenen.
Schillenmodel
Vrije elektronen
Botsingsionisatie
Opgaven bij §3
Hieronder staat een aantal chemische reacties. Teken van elk van die reacties
het model volgens de 'nieuwe' atoomtheorie: teken elk atoom als een bolletje.
Gebruik een klein bolletje voor waterstof, een zwart bolletje voor koolstof.
A Ontleding van water in waterstof en zuurstof bij elektrolyse.
B De vorming van water bij het verbranden van waterstof.
C De vorming van koolstofdioxide bij het verbranden van steenkool.
D De vorming van koolstofdioxide en water bij het verbranden van methaan
(aardgas).
9
Teken het model van een water-stofatoom (H: Z=1) en van een
koolstofatoom (C: Z=6), opgebouwd uit de in 1930 bekende elementaire
deeltjes.
10
Uit het atoommodel van Rutherford is het schillenmodel van het atoom
ontstaan. Bij het ‘vullen’ van de schillen van de opeenvolgende atomen wordt
eerst de K-schil volledig gevuld. Daarna volgen achtereenvolgens de L-schil
en de M-schil tot een maximum van elk acht elektronen.
a Teken het schillenmodel van een koolstofatoom (C), een natriumatoom
(Na) en een chlooratoom (Cl).
b Leg met het schillenmodel uit waarom een natriumion (Na+) positief is en
een chloorion (Cl-) negatief.
15
16
Botsingsexperiment van Rutherford
Het atoommodel van Rutherford geeft een verklaring voor de resultaten van
zijn botsingsexperiment. De positief geladen kern van een goudatoom oefent
een afstotende elektrische kracht uit op een positief geladen -deeltje. Deze
elektrische kracht is groter naarmate het -deeltje de goudkern nadert. In de
figuur zijn de kern van een goudatoom en vier -deeltjes uit een evenwijdige
bundel weergegeven.
a Schets in de figuur de baan die de verschillende -deeltjes zullen volgen
bij het passeren van de goudkern. Geef een korte verklaring voor de vorm
van de verschillende banen.
b Beschrijf wat er gebeurt met het -deeltje dat recht op de goudkern af beweegt. Is hierbij sprake van een botsing tussen het -deeltje en de
goudkern?
c Verklaar waarom bij het botsingsexperiment de meeste -deeltjes
‘gewoon’ rechtdoor bewegen en waarom slechts enkele -deeltjes over
een grote hoek (tot 180°) worden afgebogen.
d Bij het botsingsexperiment van Rutherford wordt 1 op de 8000 -deeltjes
over een hoek van meer dan 90° afgebogen. Welke schatting van de
verhouding van de afmetingen van de kern en het atoom volgt hieruit?
18
Weerstand
Een spanning over de uiteinden van een metaaldraad veroorzaakt een
elektrische stroom in de draad: een stroom van vrije elektronen. De
stroomsterkte wordt bepaald door het aantal vrije elektronen dat per
seconde door een dwarsdoorsnede van de draad stroomt.
a De stroomsterkte in een metaaldraad wordt beperkt door de elektrische
weerstand van de draad. Blijkbaar werkt ‘iets’ in de draad de vrije
elektronen tijdens hun beweging wat tegen. Bedenk een verklaring voor
het verschijnsel elektrische weerstand.
b De weerstand van een metaaldraad hangt af van de temperatuur van de
draad: hoe hoger de temperatuur is, des te groter is de weerstand. Bedenk
een verklaring voor dit verschijnsel.
c De weerstand van een halfgeleidermateriaal zoals in een NTC-weerstand
of een LDR is onder normale omstandigheden vrij groot. De verklaring
voor dit verschijnsel is het kleine aantal vrije elektronen in
halfgeleidermateriaal: dit is veel kleiner dan het aantal vrije elektronen in
een metaaldraad. Maar onder invloed van warmte of licht neemt de
weerstand van halfgeleidermateriaal af. Bedenk een verklaring voor dit
verschijnsel.
16
Newton - Hoofdstuk 8 Materie
§4 Straling en licht
Inleiding en deelvragen bij §4
Atomen kunnen ook licht en/of straling uitzenden. Hoe werkt dat dan?
 Hoe komt het dat Neon- en natriumlampen zo’n speciale kleur
uitzenden?
 Waarom is het licht van de zon wit? En de kleur van de hemel blauw?
 Hoe ontstaan röntgenstraling en kernstraling? Wat is
magnetronstraling? Hoe maak je radiogolven?
 Hoe kun je atoomnummer en massagetal gebruiken om
reactievergelijkingen van radioactief verval op te stellen?
 Hoe wordt onderzoek gedaan aan de kleinste deeltjes?
Demonstratie: Gloeilamp, gasontladingslamp en spectraallijnen
Een gloeilamp geeft wit licht. De metaaldraad in de gloeilamp wordt heet en
het metaal gaat licht uitzenden. Bij een niet al te hoge temperatuur alleen
rood licht (een gloeiende staaf), bij hogere temperaturen alle kleuren uit het
spectrum.
Het licht van een gasontladingslamp is echter gekleurd. Elke stof heeft zijn
eigen kleuren, die we bij elkaar de spectraallijnen noemen. De atomen in het
gas zenden dus alleen licht uit met bepaalde frequenties. Dat betekent dat
alle fotonen die uitgezonden worden een bepaalde energie hebben. Een
andere hoeveelheid energie is niet mogelijk.
Probleem 3
Zuurstof
Koolstof
Neon
Licht uit aluminium
Aluminium is een metaal, en door het te verhitten kan het verdampt worden.
Dan ontstaat aluminiumgas, en dat gas zendt ook spectraallijnen uit.
Kennelijk is er op het moment dat aluminium uit losse atomen bestaat (in
gasvorm) iets anders aan de hand dan wanneer aluminium als vaste stof licht
uitzendt.
 Welke deeltjes in het alminiumatoom zorgen voor het uitzenden van licht?
 Welk verschil is er voor die deeltjes bij een metaal in vaste vorm en bij een
gas? Hoe kun je daarmee het verschil in het uitzenden van licht verklaren?
Silicium
Aluminium
Xenon
Emissie en absorptie
Losse atomen kunnen alleen bepaalde kleuren licht uitzenden (emissie). Een
gas kan ook licht absorberen. Een atoom kan daarbij alleen die kleuren licht
absorberen die het zelf ook kan uitzenden.
 Leg dit verschijnsel uit met het atoommodel van Bohr.
17
Probleem 4
Andere soorten straling uit het atoom
Een atoom kan niet alleen licht uitzenden, maar ook andere soorten straling:
röntgenstraling, -straling, -straling en -straling. Deze vier soorten
straling bestaan uit deeltjes die allemaal verschillende eigenschappen
hebben: massa, snelheid, energie, lading. Bovendien ontstaat de straling op
verschillende plaatsen in het atoom.
Röntgenstraling, -straling en licht (blz 199)
 Wat is de overeenkomst en wat is het verschil tussen het uitzenden van licht
en röntgenstraling door een atoom?
 Wat is de overeenkomst en wat is het verschil tussen het uitzenden van
röntgenstraling en -straling door een atoom?
 Verklaar met het schillenmodel hoe Röntgenstraling gemaakt kan worden.
-straling en -straling (blz 202 en 203)
De kern van een atoom bestaat uit protonen en neutronen. Het totale aantal
kerndeeltjes bepaalt de massa van het atoom, en dat noemen we het
massagetal. Het aantal protonen bepaalt wat voor stof het atoom is, en dat
noemen we het atoomnummer.
Bij radioactief verval kan de kern van een atoom een -deeltje of een deeltje uitzenden. Een -deeltje bestaat uit 2 protonen plus 2 neutronen, een
-deeltje is een elektron.
atoomnummer Z = aantal protonen in de kern
massagetal A = totaal aantal kerndeeltjes
-deeltje = 2 protonen plus 2 neutronen
-deeltje = een elektron.
Het Radium-isotoop Ra-226 heeft 226 kerndeeltjes, en 88 van die deeltjes
zijn protonen. Het atoom heeft dus ook 88 elektronen, en het atoomnummer
is dus ook 88 (dat moet wel, anders is het geen radium).
We noteren dit isotoop als
226
88
Ra
Ra-226 is radio-actief, en zendt -straling uit.
 Wat blijft er over als er één -deeltje van de kern losgebroken is?
 Hoe noemen we het nieuwe isotoop?
18
Theorie
Lees de theorie van blz 196 t/m 205. Noteer wat de onderstaande begrippen
betekenen.
Fotonenergie
Absorptie en emissie
Spectraallijnen
Continu spectrum
Instabiele kernen,
Radioactief verval
Atoomnummer, massagetal
Isotopen
7
Opgaven bij §4
Een met waterstofgas gevulde gasontladingsbuis zendt licht uit. Het
spectrum van het uitgezonden licht is een lijnenspectrum, zoals weergegeven
in figuur 13. De spectraallijnen in dit spectrum ontstaan bij terugval van een
elektron vanuit verschillende ‘hogere’ banen naar de baan met de op een na
kleinste straal.
a Teken het Bohr-model van een waterstofatoom. Geef in dat model aan bij
welke terugval van het elektron de verschillende spectraallijnen uit figuur
13 ontstaan.
b Leg uit waarom in het waterstofspectrum alle spectraallijnen tegelijk
zichtbaar zijn.
8
In figuur 14 zie je het Bohr-model van een waterstofatoom waarbij het
elektron in de derde ‘toegestane’ baan zit.
a Het elektron kan op twee verschillende manieren terugvallen naar de
baan met de kleinste straal. Geef in figuur 14 aan welke twee manieren
dit zijn.
b Leg uit welk verschil er is tussen het uitgezonden licht bij deze twee
manieren waarop het elektron kan terugvallen.
19
11
Hoe verandert de kern van een radioactieve isotoop door het uitzenden van
-straling?
12
Het atoomnummer Z en het massagetal A van radioactieve isotopen worden
gebruikt om het radioactief verval te beschrijven in de vorm van een reactievergelijking.
a Geef het symbool van de radioactieve isotopen He-6 (helium) en C-14
(koolstof).
b Geef het symbool van de volgende deeltjes, aangevuld met het
‘atoomnummer’ en het ‘massagetal’: proton, neutron, elektron, -deeltje
en -deeltje.
13
Hieronder staat een aantal radioactieve isotopen. Geef voor elk van deze
isotopen antwoord op de volgende drie vragen.
 Welke soorten) kernstraling zendt deze isotoop uit bij radioactief verval?
 Met welke reactievergelijking is het radioactief verval van deze isotoop
te beschrijven?
 Is de bij het radioactief verval ontstane isotoop wel of niet radioactief?
A Radonisotoop
219
86
B Uraniumisotoop
238
92
C Poloniumisotoop
216
84
D Cesiumisotoop
U
137
55
E Strontiumisotoop
14
Rn
Po
Cs
90
38
Sr
Bij het onderzoek aan kathodestraalbuizen in de negentiende eeuw is een
hoge spanning nodig om in het gas van een kathodestraalbuis
lichtverschijnselen op te wekken. In 1855 ontwerpt Heinrich Geissler een
nieuw type vacuümpomp, waarmee de gasdruk in de kathodestraalbuis
verder kan worden verlaagd. Het lichteffect treedt dan al op bij een lagere
spanning over de elektroden.
a Verklaar dat de gasatomen pas licht uitzenden bij een bepaalde waarde
van de spanning over de elektroden.
b Verklaar dat deze spanning lager is bij een lagere gasdruk in de buis.
20
16
Kerndeeltjes
De twee soorten kerndeeltjes - het proton en het neutron - zijn ontdekt in
botsingsexperimenten. In 1919 voert Rutherford een botsingsexperiment uit,
waarbij hij het proton ontdekt.
Bij dit experiment wordt de stikstofisotoop N-14 beschoten met -deeltjes.
Bij absorptie van een -deeltje zendt de stikstofkern een waterstofkern (een
proton) uit en verandert zelf in een zuurstofkern. In 1932 voeren Joliot en
Curie een botsingsexperiment uit waarin zij de berylliumisotoop Be-9
beschieten met -deeltjes. Het beryllium zendt daarbij een onbekende
straling uit.
Later toont Chadwick aan dat die straling bestaat uit ongeladen deeltjes met
een massa gelijk aan die van het proton: neutronen.
a Geef de reactievergelijking van het proces waarbij het proton wordt
ontdekt als kerndeeltje.
b Geef de reactievergelijking van het proces waarbij het neutron wordt
ontdekt als kerndeeltje.
17
Vervalreeks
Bij het verval van een radioactieve isotoop kan een nieuwe radioactieve
isotoop ontstaan: een radioactieve ‘dochter’. Zo ontstaat soms een reeks van
elkaar opeenvolgende vervalproducten: een vervalreeks. Een voorbeeld van
zo’n vervalreeks is die van
228
90
Th (thorium). Deze radioactieve isotoop
vervalt in een aantal stappen uiteindelijk tot het stabiel
208
82
Pb (lood). Bij de
eerste vier stappen wordt steeds -straling uitgezonden, bij de volgende twee
stappen -straling, en bij de laatste stap weer -straling. Breng de
vervalreeks van
Th volledig in beeld.
228
90






 208
82 Pb
Th 
18
228
90
Radioactief koolstof
Bij de koolstofdateringsmethode wordt de ouderdom van voorwerpen
bepaald uit het radioactief verval van de koolstofisotoop C-14. In de
atmosfeer ontstaat het radioactieve C-14 als de kern van een stikstofatoom
wordt getroffen door een neutron. Die neutronen ontstaan onder invloed van
de kosmische straling. Bij de absorptie van een neutron door een stikstofkern
(N-17) valt de nieuwe kern uiteen in de koolstofkern (C-14) en nog een ander
deeltje.
a Geef de reactievergelijking van het ontstaan van C-14. Wat is volgens deze
reactievergelijking het ‘andere deeltje’ dat bij deze reactie ontstaat?
21
b Geef de reactievergelijking van het radioactief verval van C-14. Welke
isotoop ontstaat er bij dit radioactief verval? Is deze isotoop wel of niet
radioactief?
13
Radongas
In het artikel is sprake van het gasvormige radon (Rn) als vervalproduct van
radium (Ra). Daarmee wordt de radiumisotoop
226
88
Ra bedoeld: een
vervalproduct van de in de aardkorst aanwezige uraniumisotoop
238
92
U.
Waarom is het inademen van de vervalproducten van radon gevaarlijk?
a Bepaal uit de reactievergelijking van het verval van
226
88
Ra welke
radonisotoop in het artikel wordt bedoeld.
b Bepaal op dezelfde manier welke reeks van radioactieve isotopen er
ontstaat bij en na het verval van deze radonisotoop en welke soorten
kernstraling er bij het doorlopen van die vervalreeks worden uitgezonden.
Wat is je conclusie: waarom is het inademen van de vervalproducten van
radon gevaarlijk?
22
ANTWOORDEN op de opgaven van HOOFDSTUK 8
5 Moleculen bewegen met verschillende snelheden in alle
richtingen, en botsen daarbij tegen elkaar en tegen de
wanden van het vat.
6 A Moleculen botsen alleen aan de buitenkant en zorgen
daar voor een zeer grote resulterende
kracht.
B Er botsen per sec. meer moleculen tegen de wanden.
C Bij een veranderende temperatuur wordt de
gemiddelde snelheid waarmee de deeltjes botsen,
anders.
D De gemiddelde snelheid neemt af en daardoor de
kracht die de botsingen veroorzaken.
7 0 m/s
11 Geleiding: moleculen gaan heftiger trillen en geven
energie door aan andere moleculen in de stof,
stroming: moleculen gaan sneller bewegen en verplaatsen
zich, door botsingen dragen ze energie over aan andere
moleculen.
10
C
Na
Cl
K
2
2
2
L
4
8
8
M
0
1
7
Na+
Cl-
2
2
8
8
0
8
12 Bij stroomgeleiding in een vaste stof (metalen + C) zijn er
vrije elektronen die zich gemakkelijk door het
metaalrooster kunnen verplaatsen.
Bij vloeistofgeleiding in een zoutoplossing splitsen de
zoutmoleculen zich in ionen. De ionen zorgen voor de
geleiding.
Bij gasgeleiding worden de gasatomen geïoniseerd, de
ionen en losgeslagen elektronen zorgen voor de geleiding.
16 Botsingsexperiment van Rutherford
a.
12 Warmte-isolatie
Gasmoleculen bevinden zich relatief ver van elkaar en blijven
vrijwel op hun plaats, het doorgeven van energie door
botsingen verloopt moeizaam.
13 Geiser
De moleculen in de vlam geven energie aan de moleculen in
de buiswand. Op hun beurt geven de moleculen in de wand
de energie weer door aan het water dat langs de buiswand
stroomt.
14 Verdampingssnelheid
i. Vloeistofoppervlakte: bij een groter oppervlak kunnen
meer moleculen tegelijkertijd de vloeistof verlaten.
ii. Temperatuur: bij een hogere temperatuur is de snelheid
van de moleculen groter en zullen per seconde meer
moleculen de vloeistof verlaten.
iii. Dampafvoer: door dampafvoer zullen minder moleculen
die de vloeistof reeds verlaten hebben, door botsingen
met andere moleculen in de vloeistof terugkeren.
15 Dichtheid
a. Bij temperatuurstijging neemt het volume toe, dus de
dichtheid af.
b. Bij smelten en verdampen neemt het volume toe, dus de
dichtheid af.
c. Tijdens het smelten en verwarmen van 0 tot 4 °C blijkt de
rangschikking van de watermoleculen voordeliger te
worden, dus neemt de dichtheid toe.
b. Door de afstotende kracht "op afstand" is er geen botsing,
het deeltje schiet terug.
c. De meeste deeltjes komen niet dicht genoeg bij de kern
en ondervinden geen afstotende kracht. Er komen
bijzonder weinig deeltjes recht op een kern af.
d. De diameter van de kern is ongeveer 1/8000ste van de
diameter van het atoom.
18 Weerstand
a. De weerstand ontstaat door de wrijvingskracht die de
stromende elektronen ondervinden van de metaalatomen
en -ionen.
b. De atomen en ionen trillen heftiger en dan is het voor de
elektronen moeilijker om te passeren.
c. Het licht of de warmte geeft elektronen meer energie,
waardoor er meer vrije elektronen ontstaan.
§4 Straling
7 a. Zie de figuur.
9
2
16 Kerndeeltjes
b. Waterstof wordt geïoniseerd en een elektron kan
daarna via allerlei tussenstappen terugvallen naar de
8 a. Zie de figuur hieronder.
b. Bij terugval in één keer wordt één foton uitgezonden,
De twee fotonen hebben samen dezelfde energie als
de ene.
14
4 schil.
17
1
a.binnenste
7 N 2 He 8 O1H
12
1
b.bij94terugval
Be42 Hein
twee
6 Ckeer
0 n twee verschillende fotonen.
17 Vervalreeks
228
90
212
82
220
216
Th 224
88 Ra  86 Rn 84 Po 
212
208
Pb212
83 Bi 84 Po 82 Pb
18 Radioactief koolstof
11 α: massagetal A wordt 4
kleiner, atoomnummer Z wordt 2 kleiner,
β: massagetal A verandert niet, atoomnummer Z wordt 1
groter.
12 a.
b.
13 A
B
C
->
D
E
6
2
1
1
He en 14
6 C
H 10 n 0-1 e 42 He
0
-1
14
1
14
1
7 N0 n 6 C1H
b.
14
14
0
6 C 7 N 1
(proton)
; N-14 is stabiel.
13 Radongas
e
Rn-219
α-straler
-> Po-215
U-238
α-, γ-straler -> Th-234
Po-216 α-, β-straler -> Pb-212
At-216 α-straler
Cs-137 β-, γ-straler -> Ba-137
Sr-90
β-straler
-> Y-90
a.
α-straler
β- ,γ-straler
β-, γ-straler
stabiel
?
a.
b.
226
222
4
88 Ra 86 Rn 2 He
222
86
214
214
214
Rn218
84 Po( ) 82 Pb( ) 83 Bi(  ,  ) 84 Po(  ,  ) 
210
82
210
206
Pb( )210
83 Bi(  ,  ) 84 Po(  ,  ) 82 Pb( )
Vanwege vooral de α-straling is het inademen van de
vervalproducten van radon gevaarlijk.
Oefenopgaven
14 Gasdruk in gasontladingsbuizen
a. De elektronen hebben dan voldoende energie om bij een
botsing een elektron in de buitenste schil van een atoom
naar een hogere baan te brengen of een atoom te
ioniseren.
b. Door minder botsingen met gasmoleculen krijgen de
elektronen eerder voldoende energie.
2
TIMELINE – de ontdekking van de Materie
Theorie/model
ca. 400 BC
1784
1804
1870
1872
1900
1905
1911
1913
1923
1932
1940
1962
1972
Democritos: ondeelbare atomos
Empedocles, Aristoteles: vier
elementen water, aarde, lucht, vuur
Coulomb
Elektrische kracht tussen geladen
voorwerpen
Dalton
Atoom-model: elk element bestaat uit
ondeelbare atomen.
Maxwell-Boltzmann
Kinetische gastheorie, gassen bestaan
uit bewegende en botsende deeltjes.
Mendelejev
Ordening van de elementen in het
periodiek systeem.
Planck
Licht bestaat uit energiedeeltjes met
een vaste snelheid.
Einstein
Verklaring van het Foto-elektrisch
effect: licht is ook een deeltje
Rutherford
Zeer kleine, positief geladen kern,
elektronen in cirkelbanen
Bohr
Elektronen lopen in vaste banen met
een eigen energie.
de Broglie
Materiedeeltjes zoals elektron en
proton hebben een golflengte.
Chadwick
Kern bestaat uit protonen en
neutronen.
Elektronenwolk
Elektronen zijn geen deeltjes maar
staande golven rond de kern.
Gell-Mann, Zweig
Protonen en neutronen bestaan elk
uit 3 quarks.
Veltman, ’t Hooft, Rubbia e.a.
Zwakke wisselwerking, ordening van
deeltjes.
Ontdekking/experiment
Lavoisier
Stoffen ontleden in vaste
verhoudingen.
1780
Volta: Ontdekking batterij
Young: licht vertoont buiging en
interferentie
1800
Kelvin
Absolute nulpunt: gassen verliezen
druk.
1848
Foucault
Meting van de lichtsnelheid onder
water bewijst: licht is golf.
1850
Thomson
Ontdekking elektronen in
kathodestralen.
1897
Becquerel, Curie
Ontdekking radioactiviteit. Drie
soorten straling: , , 
1900
Millikan
Bepaling van lading en massa
elektronen. Massa is erg klein.
1909
Geiger, Marsden, Rutherford
Beschieting goudfolie met -deeltjes
Atoom is grotendeels leeg.
1911
Compton
De golflengte en impuls van straling
verandert bij botsingen.
1923
Davisson, Germer
Verstrooiing van elektronen toont
golfeigenschappen aan.
1926
Joliot, Curie
Beschieting berylliummet neutronen
levert kunstmatige kernreactie.
1934
Kosmische straling
Ontdekking van andere elementaire
deeltjes zoals het muon.
1936
Fermi, Hahn
Kernsplijting levert veel energie en
stralingsdeeltjes.
1938
Deeltjesversnellers
Ontdekking anti-deeltjes en een
groot aantal elementaire deeltjes.
1950
1