Elektromagnetische golven Licht

(1)

(2)

Licht

Elektromagnetische golven

Wisselend elektrisch veld

Wisselend magnetisch veld

Geen medium (tussenstof )

Golfsnelheid is constant = c (lichtsnelheid) = 300.000 km/s

(3)

Licht

Elektromagnetisch spectrum

(4)

Licht

Waar komt licht vandaan?

Voorbeeld: het waterstofatoom

Gloeiend waterstofgas Waterstof zendt precies deze kleuren zichtbaar licht uit

Hoe kan zo’n simpel atoom zoveel verschillende kleuren licht produceren?

En zendt ook nog veel meer ‘kleuren’ onzichtbaar licht uit

Antwoord: het elektron zit niet vast in deze baan

(5)

Licht

Waar komt licht vandaan?

Elektron in de grondtoestand

(6)

Licht

Waar komt licht vandaan?

Voorbeeld:

een geladen deeltje treft het elektron

(7)

Waar komt licht vandaan?

Een geladen deeltje treft het elektron

Door de energie van de botsing springt het elektron in een hogere baan

Licht

(8)

Licht

Waar komt licht vandaan?

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 Elektron in de

grondtoestand

(9)

Elektronenschillen

mogelijke overgangen 2  1

3  1 4  1 5  1

Maar er zijn nog veel meer mogelijke banen van het elektron!

(10)

3  1 4  1 5  1

3  2 4  2 5  2

Elektronenschillen

(11)

3  1 4  1 5  1

3  2 4  2 5  2 4  3 5  3

Elektronenschillen

Met 5 niveaus zijn er al 10 mogelijke overgangen, dus 10 verschillende

‘kleuren’ fotonen!

ultraviolet licht

infrarood licht zichtbaar licht

(12)

Energieniveaus van waterstof

(13)

Hoe bereken je nu welke kleur foton wordt uitgezonden?

Elektronen“sprong”

f frequentie van het licht in Hz

h constante van Planck h = 6,63.10

^-34

J.s c lichtsnelheid = 3.10

⁸

ms

^-1

 golflengte in m Energie foton

Het elektron ‘verdwijnt’ van niveau 3 en

‘verschijnt’ weer op niveau 2

Het elektron springt helemaal niet!

Een deeltje met een frequentie?!

Een deeltje met een golflengte?!

Dat kennen we al lang als verschijnselen

 h c f h E  

f h E  

 h c f

h

E    

(14)

Elektronen“sprong”

Energie foton

n = 3  n = 2 n = 3  E = 12,07 eV n = 2  E = 10,19 eV beschikbare energie:

verschil = 1,88 eV

rood licht

 h c f h E  

f h E  

 h c f

h

E    

 h c f

h

E    

E c h c

E  h     



m 10

608 ,

10 6 008

, 3

3.10 10

6,626

_-₇

19 -

8

-34

 





 



J 10

008 ,

3 10

6 , 1 88 ,

1  

^¹⁹

 

^¹⁹

 E

eV 88

,

 1 E

nm 661

m 10

661 

^-9



 

(15)

15

Door het rode licht van de 3 – 2 overgang zien we

waterstof in het verre heelal

(16)

Elektronen“sprong”

Bereken de golflengte van het licht dat

ontstaat bij de overgang van n = 2 naar n = 1

Welk soort straling is dit?

 h c f h E  

E c h c

E h 



 

 



(17)

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?

(18)

Aangeslagen toestand

Hoe komt een atoom in aangeslagen toestand?

2 Gasontlading

3 Precies de goede fotonen

1 Botsingen ofwel warmte

(19)

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

(20)

Spectra

Welke soorten spectra?

(21)

Spectra

Welke soorten spectra?

(22)

Spectra

Welke soorten spectra?

(23)

Spectra

Spectrum van de zon

relatief koele gassen

waterstof waterstof

helium helium

A = Ångström = 10

^-10

m

(24)

Vergelijking spectra van twee sterren

24

Spectra

(25)

Hoe ver weg is Vega?

(26)

Hoe groot zijn sterren?

(27)