Vwo 6 Hoofdstuk 13 Toets A Uitwerkingen
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 2
Opgave 1
1 De afstand tussen een ion Na+ en een ion Cl− is de helft van 0,564 nm = 2,82·10−10 m.
De straling die tussen de atomen door gaat, heeft dus een golflengte kleiner dan 2,82·10−10 m.
De orde van groote van die golflengte is dus maximaal 10−10 m. Volgens BINAS tabel 19B hoort hier röntgenstraling bij.
1p inzicht dat de afstand tussen atomen de maximale waarde van de golflengte bepaalt 1p inzicht dat de orde van grootte van die maximale golflengte 10−10 m is
1p consequente conclusie 2 Buiging en interferentie
1p buiging 1p interferentie
3 De regelmatige afstanden in horizontale en verticale richting duiden op beïnvloeding in horizontale en verticale richting. Omdat de afstanden tussen de maxima in verticale en horizontale richting gelijk zijn, zijn de openingen tussen de ionen in beide richtingen even groot. Driedimensionaal betekent dat de ionen op de hoekpunten van een kubus liggen.
1p inzicht dat de afstanden tussen de stippen informatie geeft over de afstanden tussen de atomen
1p inzicht dat de ionen op hoekpunten van een kubus liggen Opgave 2
4 Een opgesloten deeltje in een beperkte ruimte kan slechts een beperkt aantal vaste waarden voor de energie bezitten. Bij overgangen tussen de energieniveaus kunnen alleen fotonen met precies de juiste frequentie vrijkomen, of geabsorbeerd worden. Zowel het emissie- als absorptiespectrum bestaat dus uit een lijnenspectrum
1p inzicht dat beperkte ruimte leidt tot een beperkt aantal energieniveaus
1p inzicht dat de verschillen in energie tussen energieniveaus het aantal mogelijke frequenties beperkt
1p consistente conclusie
5 Voor de energie van een deeltje in een doos geldt
2 2
n 2
8 E n h
m L
= ⋅
⋅ . De energie is dus recht
evenredig met n2. De gegeven formule is echter lineair in n. Emma heeft dus ongelijk.
1p inzicht dat de energie recht evenredig is met n2 1p conclusie
6 De totale trillingsenergie bestaat uit potentiële energie en kinetische energie, die beide groter of gelijk aan 0 zijn. De totale energie kan alleen nul zijn als beide gelijk aan nul zijn.
Als de potentiële energie nul is, bevindt het deeltje zich in de evenwichtsstand.
Als de kinetische energie nul is, is de snelheid en dus de impuls nul.
Is de trillingsenergie gelijk aan nul, dan zijn de plaats en impuls dus exact bekend. Volgens de onzekerheidsrelatie kan dat niet.
1p inzicht dat de impuls 0 is als de kinetische energie gelijk aan nul is
1p inzicht dat de positie precies vastligt (evenwichtsstand) als de potentiële energie gelijk aan nul is
1p rest van de uitleg 7 Voor de golflengte geldt h
p
λ = met h = 6,626·10−34 Js.
Voor de impuls geldt p = m · v met m = 1,673·10−27 kg.
Voor de snelheid v geldt Ek=12m v⋅ 2met m = 1,673·10−27 kg en waarbij Ek gelijk is aan de helft van de energie in de grondtoestand.
Dus Ek = 0,5 × 0,185 eV = 0,5 × 0,185 × 1,602·10−19 J = 1,48185·1020 J.
Invullen levert 1, 48185 10⋅ −20=12×1, 673 10⋅ −27⋅v2. Hieruit volgt v = 4,2089·103 m/s.
De impuls is dus gelijk aan p = 1,673·10−27 × 4,2089·103 = 7,041·10−24 kgms−1. De golflengte is dan gelijk aan
34
11 24
6, 626 10
9, 409 10 7, 041 10
λ
−
−
−
= ⋅ = ⋅
⋅ m.
Afgerond 9,41·10−11 m
1p gebruik van Ek=12m v⋅ 2met Ek = 0,5 × 0,185 eV en m = 1,673·10−27 kg
Vwo 6 Hoofdstuk 13 Toets A Uitwerkingen
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 2
1p gebruik van h p
λ = met h = 6,626·10−34 Js 1p p = m · v met m = 1,673·10−27 kg
1p completeren van de berekening
8 Als de temperatuur hoog genoeg is, verdeelt de toegevoerde energie zich tussen de bewegingsenergie van de moleculen en de inwendige trillingsenergie. Het kost dan meer energie om de bewegingsenergie omhoog te krijgen. De soortelijke warmte neemt dan toe.
1p inzicht dat bij hogere temperatuur een deel van de toegevoerde energie wordt omgezet in trillingsenergie van het molecuul
1p rest van de uitleg Opgave 3
9 Voor de kinetische energie van de elektronen geldt Ek = Ef – Eu . Hierbij geldt k 1 2
E =2m v⋅ met m = 9,109·10−31 kg.
Voor de fotonenergie Ef geldt Ef = h · f met h = 6,626·10−34 Js en f = 1,50·1015 Hz.
Invullen levert Ef = 6,626·10−34 × 1,50·1015 = 9,939·10−19 J.
De uittree-energie van ijzer is Eu = 4,63 eV = 4,63 ×1,602·10−19 = 7,41726·10−19 J.
Dus Ek = 9,939·10−19 − 7,41726·10−19 = 2,52174·10−19 J.
Invullen levert 19 1 31 2
2,52174 10⋅ − =2×9,109 10⋅ − ⋅v Hieruit volgt v =744097 m/s.
Afgerond 7,44 ·106 m/s.
1p berekening fotonenergie
1p opzoeken uittree-energie van ijzer en omrekenen naar J 1p gebruik Ek = Ef – Eu met Ek=12m v⋅ 2
1p completeren van de berekening
10 Stofjes die bestraald worden, verliezen elektronen en worden daardoor positief geladen.
Positief geladen stofjes stoten elkaar af, waardoor ze van elkaar (en van de grond) af bewegen en een wolk vormen.
1p inzicht dat de stofjes door het foto-elektrisch effect positief geladen worden 1p conclusie dat door afstoting de geladen stofjes van elkaar af bewegen
11 Straling met een frequentie van 1,50·1015 Hz behoort tot ultraviolette straling. Op aarde wordt ultraviolette straling voor een groot deel tegengehouden door de atmosfeer (en op de maan niet).
1p inzicht dat straling met een frequentie van 1,50·1015 Hz behoort tot ultraviolette straling 1p inzicht dat de aardatmosfeer ultraviolette straling tegenhoudt