College Keerpunten

1
Keerpunten
I. Het Atoom Model II. Sub-Atomaire
Deeltjes! III. Terug naar de Oorsprong?
F. Linde/NIKHEF UvA Tel. [phone] Email
f.linde_at_nikhef.nl
Keerpunten UvA breed 2003/2004
2
I.Atoom Model
3
Elektriciteit
4
Elektroscoop
5
Elektriciteit
6
Elektriciteit (on)balans en ? ladingen
? kracht F
? veld E ?
? potentiaal V
http//www.cco.caltech.edu/phys1/java/phys1/EFiel
d/EField.html
7
Demonstratie Elektrische veldlijnen
8
(No Transcript)
9
paar 100,000 Volt
experimenten in de deeltjes fysica
7,000,000,000,000 Volt
10
1 A ? 1 C/s (ladingstransport)
De Ampère (A) Eenheid elektrische stroomsterkte
De Coulomb (C) Eenheid elektrische lading
11
Elektrische stroom
Batterij
Fiets dynamo
Elektriciteit fabriek
12
Discussie vraag

• Als je een lichtschakelaar omzet gaat het licht
  direct aan.
• Hoe snel bewegen ladingsdragers van stopcontact ?
  lamp?
• met de lichtsnelheid (?300,000,000 m/s komt zo)
• ze bewegen helemaal niet
• met een slakkegangetje (zo rond de 1 meter/uur)

13
Magnetisme
14
Magnetisme
15
Demonstratie Magnetische veldlijnen
16
Discussie vraag

• Welke elektrische configuratie geeft een
  elektrisch veld dat
• het meest lijkt op het magnetisch veld van een
  magneet?
• twee dichtbij elkaar geplaatste gelijke ladingen
• een enkele positieve (of negatieve) lading
• zon elektrische ladingsconfiguratie bestaat niet
  
• twee dichtbij elkaar geplaatste tegengestelde
  ladingen

17
Elektro-Magnetisme
18
Induktie
tijdsafhankelijk magnetisch veld ? elektrische
stroom
Faraday (1791-1867)
tijdsafhankelijke elektrische stroom ?
elektromotor
19
Genesis I3 En God zeide Er zij licht en er
was licht.
Geïntegreerde theorische beschrijving Elektricitei
t en Magnetisme voorspelt bestaan
elektro-magnetische golven. Licht is een
elektro-magnetische golf
20
Golf eigenschappen
21
Spin-off
22
Faraday when asked about the use of electricity
I do not know, but I am sure it will be taxable
eventually!
Faraday (1791-1867)
23
Periodiek Systeem
24
Heel lang geleden
Empedocles
Plato
Aristoteles
Leucippus
Democritus
25
Alchemie
26
Priestley
lucht?
1754-1826
groene planten verfrissen lucht
Lucht geen elementaire bouwsteen!
27
Wet van behoud van massa In chemische
reacties blijft de hoeveelheid massa constant
Lavoisier
vuur?
1743-1794
flogiston vuurstof
Flogiston geen elementaire bouwsteen!
28
Geheeltallige verhoudingen In chemische
reacties tussen gassen verhouden gasvolumes zich
als gehele getallen
Gay-Lussac
water?
1778-1850
Water geen elementaire bouwsteen!
29
Dalton
Atomen (1803) - Alle materie bestaat uit
atomen - Atomen kunnen niet gemaakt/vernietigd
worden - Ieder element kent een eigen type
atoom - Alle atomen van een element zijn
identiek - Chemische reacties herschikken
atoombindingen
1766-1844
H i.p.v. H2 O i.p.v. O2 N i.p.v. N2
30
Molekulen/volume eenheid Gelijke gasvolumes
hebben evenveel molekulen
Avogadro
1776-1865
di-atomaire molekulen!
H2 H?1
N2 N?7
O2 O?8
31
molekulen/gram (Mol) materiaal
Voorbeeld 0.36 gram koper verdwenen ½
uur, 0.6 Ampère ? 1083 Coulomb ?
1083/(2?1.6?10?19) ? 3.4?1021 Cu atomen/0.36 g
e? ? ?1.6?10?19 C
i.p.v. /g quote men /Mol 1 Mol 63.5 g koper
NA 6.0221420 ? 1023/Mol
32
Discussie vragen (1 Mol ? 22.4 liter)

• Ceasars laatste ademstoot bevatte 5 liter lucht
  (d.w.z.
• NA?5/22.4 molekulen). Hoeveel van de door
  Ceasars
• laatst uitgeblazen molekulen denk je dat jij
  gemiddeld
• bij iedere inademing (weer 5 liter) naar binnen
  zuigt?
• tussen de 0.001 en 1000
• veel minder dan 0.001
• veel meer dan 1000

33
Mendeleev
1834-1907
34
Chemistry WebElements Periodic Table
35
Massa verhoudingen v/d elementen op Aarde
Aarde geen elementaire bouwsteen!
36
I. Electron microscopie
Atomen realiteit of fictie?
37
II. Scanning tunnel microscopie
Atomen realiteit of fictie?
38
III. Brownse beweging
Atomen realiteit of fictie?
39
Atoom Model
40
Thomson 1897
e/m ?1.76?1011 C/kg
1856-1940
41
Millikan 1900
qe ?1.60217646 ? 10?19 C
me 9.1093819 ? 10?31 kg
1868-1953
42
Principe botsingsexperiment
Je leert iets door bekende deeltjes te
verstrooien aan een onbekend object!
43
Atoom model volgens Thomson
Thomson zag een atoom als homogeen positief
geladen smurrie met hier en daar een elektron
oftewel een aardbei!
44
Rutherford 1911
1871-1937
45
Atoom model volgens Rutherford
Rutherford zag tot zijn verbazing sporadisch een
onder 180o verstrooid projectiel!
46
Chadwick 1932
Chemistry WebElements Periodic Table
1891-1974
47
De Elementaire Deeltjes (1932)
Elektron, Proton Neutron
48
Millikan e van het elektron
49
(No Transcript)
50
(No Transcript)
51
(No Transcript)