Bevestiging golfkarakter van licht

Er verschijnen lichte en donkere strepen op het scherm. De afstand tussen de strepen hangt af van 1) de frequentie/kleur van het licht,2) de afstand tussen de spleten 3) de afstand van scherm tot spleten.

Licht en spectra

“Wit licht”,bv. van een gloeiend

materiaal,wordt door een glazen

prisma opgesplitst in een continu spectrum van verschillende kleuren

Licht van elementen, zoals waterstof, bestaat uit een lijnenspectrum (discreet)

Atoombouw en spectra• Een planetair systeem kan stabiel zijn

door evenwicht tussen aantrekking door bv. zon en beweging van de planeten

• Dit zou voor een atoom ook moeten gelden

• Behalve:Een versneld electron zou EM straling moeten uitzenden, daardoor snelheid verliezen, en uiteindelijk op de kern terecht komen!

• Bovendien:Waarom alleen maar stralingmet bepaalde frequenties (lijnenspectrum)?

Een atoom bestaat uit een positief geladen kern met negatieve electronen die om de kern draaien (planeetmodel uit eind 19e eeuw)

Atoommodel van Bohr 1913• Electronen draaien in cirkels rond

kern• Er is maar een beperkt aantal

cirkels mogelijk (n = 1, 2, …)• De energie van een electron in

baan n is vast (En). Een cirkel is een vaste energietoestand

• Een electron kan van één baan naar een andere springen (bv. van 3 naar 2); een quantumsprong

• De energiewinst wordt uitgestraald als licht met een vaste frequentie f, die volgt uit

E1

E2

E3

2 3E E h f

Bohrmodel en lijnenspectra

Model van Bohr verklaart lijnenspectrum

Lijnenspectrum is gevolg van kwantisering van energietoestanden

Kleuren

Violet 700 – 790 430 – 380

Spectrale kleur

Frequentie in THz

Golflengte in vacuüm in nm

Rood 400 – 470 750 – 640

Oranje 470 – … 640 – 600

Geel … – 540 600 – 555

Groen 540 – 620 555 – …

Blauw 620 – 700 … – 430

Kleuren

Licht = energie

•Efoton = h . f•Wet van behoud van energie

– Licht elektriciteit, chemische energie– Energie licht– lichtbron

•Lichtbron = toestel/voorwerp dat energie omzet naar zichtbaar licht

Fluorescentie - Fosforescentie

•Fluorescerende stoffen worden bestraald en stralen onmiddellijk zichtbaar licht uit. •Fosforescerende stoffen worden bestraald en stralen ook als de bestraling opgehouden is nog zichtbaar licht uit.

Fluorescentie - Fosforescentie

Fluorescerende inkt

• Rode inkt Rode fluorescerende inkt

TL lampen

Specttraallampen: Natrium

Kalium

Kwik

Thallium

Zink

Neon

Cadmium

Dopplereffect

1. Spectrum stilstaande bron f2. De ster nadert. Blauwverschuiving!3. De ster verwijdert zich dus fw<fb. Roodverschuiving!

1

2

3

•Absorptie en emissie

Absorptie van een foton met een geschikte golflengte

(energie)

emissie-l

Aangeslagen atoom

Emissie van een foton met dezelfde golflengte (energie)

•Absorptie-l =

c

v/l of f = c/ l(T35)

•De snelheid van een foton =

• De frequentie f =

• Fotonen

• De energie van een foton Ef = h.f (T35)

c = lichtsnelheid = 3,0.108 m/s (T7)

• 1 eV = 1,6.10-19 J (T6)

h = constante van Planck= 6,6.10-34 Js (T7)

• Ef = 3,16.10-19/ 1,60.10-19 eV =

• Golflengte rode laser is 628 nm.

• Voorbeeld.

• Ef = h.f = h.c/l

Bereken de fotonenergie in eV.

= 6,63.10-34 . 3,00.108/628.10-9

= 3,157.10-19 J

1,97 eV

• 1 eV = 1,6.10-19 J