MP 4 – Begrippenlijst

Begrippenlijst Natuurkunde MP 4
Begrip / Formule
Golflengte (λ) in m.
Trillingstijd (T)
/ periode in sc.
Frequentie (f) in Hz
(1/s)
Uitleg
De lengte van een golfberg en een golfdal samen (bij een transversale golf)
of de lengte van een verdichting en een verdunning samen (bij een
longitudinale golf)
De tijdsduur die nodig is voor het uivoeren van een trilling. De trillingstijd
heeft een negatief verband met de toonhoogte.
Aantal trillingen per seconde.
Frequentie is 1 gedeeld door de trillingstijd (in s)
Amplitude (r) in m.
Fase
Gereduceerde fase
Faseverschil tussen
twee golven
Δφ = Δt
------T
Transversale golf
Longitudinale golf
Golfsnelheid (v)
v= λ/T
v= λ∙f
Faseverschil in een
golf
Δφ = Δx
------λ
Antigeluid
Interferentie
Atoommodel van
Rutherford
Schillenmodel
Zwaarte-energie
De maximale uitwijking van de trilling ten opzichte van de
evenwichtsstand. De amplitude heeft een positief verband met de
geluidssterkte.
Het aantal uitgevoerde trillingen, gerekend van het tijdstip t = 0.
De fase is de tijd (in s) gedeeld door de trillingstijd (in s)
De fase zonder hele getallen opgeschreven.
Het verschil in tijd tussen de twee tijdstippen waarop de beide voorwerpen
aan een trilling beginnen.
Het faseverschil is het verschil in begintijdstip tussen de twee trillingen (in
s) en de trillingstijd (in s)
Een golf waarbij de trillingsrichting van de deeltjes loodrecht op de
voortplantingsrichting van die golf staat.
Een golf waarbij de trillingsrichting van de deeltjes samenvalt met de
voortplantingsrichting van de golf
Snelheid waarmee een golf zich voortplant
Golfsnelheid (in m/s) is de golflengte (in m) gedeeld door de trillingstijd (in
sec) of de golflengte maal de frequentie (in Hz)
Het verschil in uitgevoerde trillingen tussen twee plaatsen in een reeks
golven.
Het faseverschil tussen twee plaatsen in één golf is de afstand tussen die
twee plaatsen (in m) gedeeld door de golflengte (in m)
Lawaai wordt bestreden met een tweede geluidsbron, die op elk moment in
tegenfase is met het geluid van de lawaaibron. De twee geluidsgolven
heffen elkaar op.
Het verschijnsel dat trillingen op een bepaalde plaats elkaar kunnen
versterken of verzwakken.
Een atoom heeft een kleine, positief geladen kern. In deze kern is vrijwel
alle massa van het atoom geconcentreerd. De veel lichtere elektronen
bewegen zich op relatief grote afstand in cirkelbanen rond de kern. De
positieve lading van de protonen in de kern moet even groot zijn als het
totaal van de negatieve ladingen van de elektronen. Het atoom is dan
neutraal.
Het atoommodel werd uitgebreid met het idee dat de elektronen niet op
willekeurige afstanden rond de kern draaien, maar verdeeld zijn over een
aantal schillen. De schillen worden aangeduid met letters K, L, M
enzovoort. K = max. 2, L = max.8, M = max 18.
De energie die elk voorwerp op een hoogte boven het aardoppervlak heeft.
Ook elektronen in een atoom hebben die energie ten opzicht van de kern.
Het kost ook energie om het elektron hoger te brengen. Deze energie is
Elektrische geleiding
Licht
Fotonenergie
E(f) = h ∙ f
E(f) = h ∙ c / λ
Atoommodel van
Bohr
Straling
Lijnenspectrum
Continu spectrum
Lichtabsorptie
Fluorescentie
Elektromagnetische
straling
elektrische energie.
Elektronen die ver van de kern afzitten, worden minder door de elektrische
kracht tussen de positief geladen kern en het negatieve elektron
aangetrokken. In een metaal raken deze elektronen gemakkelijk los tot vrije
elektronen. Wanneer er een elektrische spanning door het metaal loopt,
verplaatsen de vrije elektronen zich (ladingtransport) en loopt er stroom
door het metaal. In een vloeistof zitten (soms) ionen die positief of negatief
geladen zijn en die naar elkaar toe bewegen wanneer er een elektrische
spanning door de vloeistof gaat ontstaat er ladingtransport en dus
stroomgeleiding. In een gas is maar een klein deel van de atomen
geïoniseerd. Pas als een groter deel geïoniseerd is door een grote spanning
van vrije elektronen is er ladingtransport.
Een stroom van afzonderlijke pakketjes stralingsenergie: fotonen.
Elk foton heeft een bepaalde hoeveelheid stralingsenergie. Hoe groter de
frequentie, des te groter is de fotonenergie. Het is een rechtevenredig
verband.
Fotonenergie (in J) is de constante van Planck (6,63 ∙ 10-34 Js) maal de
frequentie van de straling in Hz.
Fotonenergie (in J) is de constante van Planck maal de lichtsnelheid (of
golfsnelheid) (in m/s) gedeeld door de golflengte (in m)
Bohr voegt aan het bestaande atoommodel wat toe: Hoe groter de straal van
een schil in een atoom is, des te groter de elektrische energie van de
elelktronen n die schil. Er is een beperkt aantal toegestane waarden van de
schaal in een atoom.
Een vrije elektron kan tegen een atoom botsen en daardoor absorbeert het
atoom een deel van de kinetische (bewegingsenergie) van het vrije elektron,
waardoor een elektron in een baan met een hogere straal terecht kan komen.
Het elektron kan terugvallen naar een lagere schil, waarbij het energie kwijt
raakt door het uitzenden van fotonen. De fotonenergie is dan gelijk aan het
verschil tussen de elektrische energie van het elektron in de twee
verschillende banen. De fotonenergie bepaalt de frequentie en daarmee de
kleur van het uitgezonden licht.
Eeen eenvoudig atoom, met weinig elektronen en weinig schillen, heeft een
klein aantal toegestane banen, waardoor er niet veel verschillende soorten
fotonenergie uitgezonden kunnen worden. Er ontstaan een bepaald aantal
spectraallijnen.
Ingewikkelde gebouwde atomen hebben veel toegestane banen en veel
elektronen. Er zijn veel meer mogelijke waarden van fotonenergie. In het
spectrum van het uitgezonden licht zijn geen afzonderlijke lijnen te
onderscheiden.
Een atoom absorbeert fotonenergie en bij terugval van een elektron naar een
kleinere schil, zendt het atoom dezelfde fotonenergie weer uit. Uit wit licht
absorbeert een atoom alleen de fotonen met fotonenergie die overeenkomt
met de fotonenergie (en dus de mogelijke banen) die hij zelf kan uitzenden.
Als een vrije elektron met een veel energie een atoom raakt, kan een
elektron een paar banen hoger raken. Het elektron kan dan in stapjes, via
andere banen, weer terug naar zijn oorspronkelijke baan. Bij de stapjes geeft
het elektron energie af aan de naburige atomen. Bij de laatste stap zendt het
dus een foton uit met een lagere fotonenergie. Fluorescerend materiaal zet
dus licht om in ander licht. Hierdoor kan een materiaal licht uitzenden wat
we kunnen zien.
Bestaat uit fotonen. Gerangschikt naar toenemende frequentie en
fotonenergie vormen ze het elektromagnetisch spectrum. Alpha en beta
straling bestaat niet uit fotonen maar uit positief of negatief geladen deeltjes
Radiogolven
Infraroodstraling
Licht
Ultravioletstraling
Röntgenstraling
Gammastraling
Gravitatiekracht Fg
Fg  G 
m1  m2
r2
Gravitatieconstante
Zwaartekracht Fz
Fz = m ∙ g
Valversnelling
g
GM
r2
Traagheidswet
Versnellingswet
Fr = m ∙ a
Actie-reactiewet
Eenparige
cirkelbeweging
en hoort dus niet bij het elektromagnetische spectrum.
Worden gebruikt voor het overbrengen van geluids- en beeldinformatie.
Radiogolven met een golflengte van ongeveer 3 cm zijn microgolven.
Radiogolvne met een golflengte van ongeveer 3 mm zijn radargolven.
Elk voorwerp zendt ir-straling (warmtestraling) uit naar de omgeving. Met
infraroodfotografie is deze warmteafgifte te zien.
Het menselijk oog is gevoelig voor elektromagnetische straling in een
frequentiegebied van 3,8∙1014 tot 7,9∙1014 Hz. Dit is het zichtbare deel van
het spectrum.
Uv-straling wordt onder andere uitgezonden door de zon. De ozonlaag
absorbeert een groot deel van de uv-straling, alleen langgolvige uv-straling
bereikt de aarde.
Wordt uitgezonden door een röntgenbuis. Het doordringend vermogen is
groot: het heeft een grote frequentie en een grote fotonenergie.
Wordt uitgezonden door radioactieve stoffen. Doordringend vermogen is
het grootste van het spectrum, wordt gebruikt bij vernietigen van
tumorcellen.
De aantrekkende kracht die twee voorwerpen met massa op elkaar
uitoefenen. De grootte hangt af van de massa van de voorwerpen en de
afstand tussen de zwaartepunten.
Gravitatiekracht (in Newton) is de gravitatieconstante (in Nm2/kg2) maal de
massa 1 en massa 2 van de voorwerpen (kg), gedeeld door de afstand tussen
hun zwaartepunten (in m) in het kwadraat.
G = 6,6730 ∙ 10-11 Nm2/kg2 . Dit is een heel erg klein getal. De
gravitatiekracht wordt dan ook pas groot als een van de massa’s van de
voorwerpen heel groot is.
De gravitatiekracht op een voorwerp aan het aardoppervlak. Is gelijk aan de
gravitatiekracht Fg.
De zwaartekracht is de massa van een voorwerp keer de valversnelling.
Als m ∙ g = G ∙ m (voorwerp) ∙ m (aarde) / r2, dan is daaruit de
valversnelling g uit te rekenen: 9,81 m/s2.
De valversnelling g (m/s2) is de gravitatieconstante (in Nm2/kg2) maal de
massa van de aarde gedeeld door de straal van de aarde (in m) in het
kwadraat.
Stilstaande voorwerpen blijven stil, bewegende voorwerpen voeren een
eenparige beweging uit; het voorwerp beweegt met een constante snelheid
langs een rechte lijn. Dit geldt alleen als er geen nettokracht
(wrijvingskrachten) op wordt uitgeoefend.
Wanneer de nettokracht op een voorwerp niet gelijk is aan nul, dan voert
het voorwerp bij een constante nettokracht een eenparig versnelde of
vertraagde beweging uit. Een nettokracht in de bewegingsrichting is
positief, een nettokracht tegen de bewegingsrichting in is negatief.
De nettokracht (in N) op een voorwerp is de massa (in kg) maal de
versnelling (in m/s2).
De versnelling (in m/s2) is de snelheidsverandering (in m/s) gedeeld door
de tijdsduur (in s) waarin die snelheidsverandering plaatsvindt. De
snelheidsverandering is het verschil tussen de eindsnelheid en de
beginsnelheid.
Bij het uitoefenen van een kracht is er altijd sprake van een wisselwerking
tussen twee voorwerpen. Voorwerp A oefent een kracht uit op voorwerp B
(actie), daardoor oefent voorwerp B een (even grote, tegengesteld gerichte)
kracht uit op voorwerp A.
Een beweging langs een cirkelbaan waarbij de grootte van de snelheid
constant is.
Baansnelheid
v
2  r
T
Middelpuntzoekendekracht Fmpz
Fmpz 
m  v2
r
Middelpuntzoekendeversnelling
ampz 
v2
r
s(t) = φ (t) ∙ r
Hoeksnelheid
ω = φ (t) /t
v  r
Satellietbaan
v2  r  G  M
r3 G  M

T2
4 2
De snelheid v waarmee het voorwerp langs de cirkelbaan beweegt. In ieder
punt is de snelheid langs de raaklijn aan de cirkel in dat punt gericht.
De baansnelheid (m/s) is de omtrek van de baan (2pi r) (in m) gedeeld door
de omlooptijd (in s) (de tijdsduur waarin het voorwerp eenmaal de cirkel
ronddraait).
Frequentie (aantal omwentelingen per seconden) (in Hz) is 1 gedeeld door
de omlooptijd (in s).
De nettokracht die een eenparige cirkelbeweging veroorzaakt: een of meer
krachten doen dienst als middelpuntzoekende kracht, bijvoorbeeld de
gravitatiekracht. De Fmpz zorgt dat het voorwerp in zijn baan blijft en deze
kracht staat in ieder punt loodrecht op de richting van de baansnelheid.
De middelpuntzoekendekracht (in N) is de massa van het voorwerp (in kg)
maal de baansnelheid (in m/s) in het kwadraat, gedeeld door de straal (in m)
van de cirkelbaan
Een versnelling met dezelfde richting als de middelpuntzoekende kracht.
De middelpuntzoekendeversnelling (in N) is de baansnelheid (in m/s) in het
kwadraat, gedeeld door de straal (in m) van de cirkelbaan.
De plaats (in m) op de cirkelbaan is de hoek (in rad) van de baanstraal op
het tijdstip t (in s) maal de straal (in m) van de cirkelbaan.
De snelheid waarmee de baanstraal ronddraait
De hoeksnelheid (in rad/s) is de hoek (in rad) van de baanstraal op het
tijdstip t (in s) gedeeld door het tijdstip t (in s).
De baansnelheid (in m/s) is de hoeksnelheid maal de baanstraal.
Bij een satellietbaan doet de gravitatiekracht dienst als middelpuntzoekende
kracht. Door deze aan elkaar gelijk te stellen krijg je de volgende formule
voor een satellietbaan:
De baansnelheid (m/s) van de satellietbaan in het kwadraat maal de afstand
van de satelliet tot het zwaartepunt van de aarde is de gravitatieconstante (in
Nm2/kg2) maal de massa van de aarde.
De derde wet van Kepler. Het kwadraat van de omlooptijd (T ) van een
planeet is evenredig met de derde macht van haar gemiddelde afstand (r )
tot de zon en is gelijk aan de gravitatieconstante (inNm2/kg2) maal de massa
van de aarde gedeeld door vier keer pi in het kwadraat.