Antiwaterstof - science.uu.nl project csg

Correctievoorschrift
Schoolexamen Moderne Natuurkunde
Herkansing Natuurkunde 1,2 VWO 6
7 april 2003
Tijdsduur: 90 minuten
Regels voor de beoordeling:
In zijn algemeenheid geldt dat het werk wordt nagekeken volgens de algemene en vakspecifieke regels bij het
eindexamen natuurkunde. Daarnaast gelden nog:
1.
2.
3.
4.
De docent geeft op het werk van de leerlingen de toegekende score aan.
De score wordt ook ingevoerd in de aangeleverde Excel-file.
In overleg met de projectmedewerkers wordt aan een bepaalde score een cijfer toegekend.
Een kopie (of het origineel) van het leerlingenwerk wordt opgestuurd naar de projectmedewerkers.
K0 - deeltje
1.
2p
1□
Antwoord: Het veld wijst het papier in


4p
2□
Gebruik van de correcte handregel voor de Lorentzkacht
Conclusie
[1]
[1]
Uitkomst: 836 MeV/c
Berekening:
p(K0 ) = px(K0 ) = px (π +) + px (π –) = 562 cos 15,5º + 331 cos 27,0º = 836,48 MeV/c
2p
3□




Gebruik van behoud van impuls
Inzicht dat de impuls in y-richting nul is
Gebruik van de cosinussen van beide hoeken
Completeren van de berekening
[1]
[1]
[1]
[1]


Geen lepton, want dit is in strijd met behoud van leptongetal
Geen baryon, want dit is in strijd met behoud van baryongetal
[1]
[1]
2.
3p
4□
Krypton
Voorbeeld van een antwoord: Elektronen zijn fermionen en er passen er maar twee in een
energietoestand. In edelgasatomen zijn de buitenste energieschillen van de elektronen geheel bezet. Om
elektronen te kunnen delen zouden de elektronen moeten uitwijken naar een hogere energietoestand. Dit
blijkt energetisch niet voordelig te zijn, zodat deze atomen geen moleculen vormen.



2p
5□
6□
7□
Toepassen van differentiëren
Antwoord
Antwoord:
Twee willekeurige stoffen uit de
tabel

3p
[1]
[1]
[1]
Antwoord: De kracht is evenredig met r –7


2p
Gebruik van het fermionkarakter van elektronen
Gebruik van de volledige bezetting van de buitenste schil
Conclusie
[1]
[1]
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Smeltpunt (K)
1,5
25
84
116
161
Kookpunt (K)
4,2
27
87
120
165
2 x 1p per stof
[2]
Voorbeeld van een antwoord: De aantrekkende krachten tussen de atomen nemen zeer snel af met
toenemende afstand. Als de temperatuur hoog genoeg is om een kristal te laten smelten is er weinig extra
afstand voor nodig om te zorgen dat de atomen deze kracht helemaal niet meer voelen.



Verband leggen tussen kracht en afstand (eventueel tussen Ep en afstand)
Verband leggen tussen smelten en toenemende afstand
Conclusie
[1]
[1]
[1]
4p
8□
Voorbeeld van een antwoord: In het minimum van de energie is de afgeleide nul.
Uit E’tot = 6,552·10 -21 X 11 – 3,900·10 -21 X 5 = 0 volgt X 6 = 0,5952 dus Xo = 0,9172 m –1




Inzicht dat het minimum berekend kan worden via de afgeleide
Berekenen van de afgeleide
Berekenen van X 6
Berekenen van X0
[1]
[1]
[1]
[1]
Opmerking: Minimum bepalen met grafische rekenmachine in plaats van afgeleide: geen aftrek
3p
9□
Uitkomst: p = 3,8·105 Pa
Voorbeeld van een berekening:
Als alle lengten met 1,0 % toenemen neemt V toe met 3,0 %, dus 0,0327 = 0,81 cm3.
De druk wordt dan
3.
2p
2E
2  0, 43

 1,1106 Pa
6
V 0,8110

Inzicht dat V met 3,0 % toeneemt
[1]

2E
Gebruik van p 
V
[1]

Completeren van de berekening
[1]
Geleiding in nanodraden
10 □ Voorbeeld van een antwoord: Foto-elektrisch effect (heeft te maken met het deeltjeskarakter van licht);
kleuren van stoffen en spectraallijnen (hebben te maken met discrete energieniveaus in atomen, en
zodoende met het golfkarakter van elektronen); … …


3p
p
Noemen van een geschikt voorbeeld
Toelichting
11 □
Antwoord:
G
[1]
[1]
A
dus de geleiding is recht evenredig met de doorsnede van de draad.


Gebruik van G = 1/R
[1]

Gebruik van R 
[1]

Conclusie

A
[1]
Opmerking: De formules hoeven niet expliciet vermeld te worden.
3p
12 □
Voorbeeld van een antwoord:
e2  C 2
U   V  J / C  Js
en R  
 
I  A C / s C 2
 h  Js
Dit is inderdaad het omgekeerde.



Uitwerken van de eenheid van e2 / h
Uitwerken van de eenheid van R
Conclusie
[1]
[1]
[1]
3p
13 □
Antwoord:



3p
2e 2
 7,74809·10 –5 Ω –1
h
Gebruik van G = 2e2 / h
Opzoeken van e en h
Complementeren van de berekening
[1]
[1]
[1]
14 □ Voorbeeld van een antwoord: Bij alledrie de metingen in figuur 2 breekt de draad als het contact uit één
atoom bestaat. Bij meting B breekt de brug vrijwel zodra deze breedte is bereikt, maar brug C en vooral
brug A kunnen dan nog een heel eind verder wordt uitgerekt, blijkbaar doordat de brug een aantal atomen
lang wordt.



3p
G
Interpretatie van de horizontale as als rekafstand
Vergelijken van de verschillende plateaus
Conclusie
[1]
[1]
[1]
15 □ Antwoord: d = 1,2·10 –10 m
 d
Uit G = G0 volgt 
 2 F
2

2 F
  1 dus d 
 1, 2 1010 m



Gebruik van G = G 0

 d
Gebruik van 
 2 F

Completeren van de berekening
2

  1

[1]
[1]
[1]