Inloggen

Elektronen uit metaal stoken
vwo 2017, 2e tijdvak, opgave 5




Vraag 20

Zie afbeelding hieronder. De stroommeter moet in serie met de spanningsbron en de kathode-anode binnen de stroomkring van circuit 1 geplaatst worden. De spanningsmeter moet zo geplaatst worden dat hij parallel staat aan de kathode-anode in circuit 1.

De gloeidraad is opgenomen in de stroomkring van circuit 2. Omdat dit een ononderbroken stroomkring is zal hier altijd stroom doorlopen en zal de draad hierdoor opwarmen. Door de spanning van de spanningsbron in circuit 2 groter te maken zal er meer stroom lopen en zal ook het elektrisch vermogen wat omgezet wordt in warmte toenemen. De temperatuur wordt dus ingesteld met de onderste spanningsbron.



elektronenuitmetaalstoken-1




Als je de complete uitleg wil zien moet je eerst inloggen.






Vraag over "Elektronen uit metaal stoken"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Elektronen uit metaal stoken

Op maandag 19 feb 2024 om 08:09 is de volgende vraag gesteld
Vraag 24,

Waarom heeft een langere golflengte meer kans om te tunnelen dan kortere golflengtes? (los van deze vraag dan denk ik)
En ik zelf dacht dat het tunneleffect onafhankelijk was van de temperatuur. Kunt u me helpen?

Erik van Munster reageerde op maandag 19 feb 2024 om 08:41
Bij de tunnelkans gaat het om het verschil in energie tussen het deeltje en de hoogte van de barriere. Niet perse om de golflengte van het deeltje. Maar als je de energie uitrekent (bv bij een in een put opgesloten deeltje) maak je indirect wel gebruik van de golflengte.

En temperatuur is evenredig met de gemiddelde kinetische energie van deeltjes. Dat is wat temperatuur eigenlijk betekent. Daarom is het ook van invloed op de tunnelkans.

Op maandag 19 feb 2024 om 10:02 is de volgende reactie gegeven
Maar een kortere golflengte heeft meer energie dus zou het verschil in totale energie kleiner moeten zijn. Dus dan zou je toch kunnen zeggen dat een kortere golflengte meer waarschijnlijkheid heeft om te tunnelen dan een langere golflengte? of zeg ik iets verkeerds?

Erik van Munster reageerde op maandag 19 feb 2024 om 13:53
Klopt: kortere golflengte betekent grotere energie en daarom een grotere tunnelkans.

Maar bij deze vraag gaat het over de breedte van de barriere. Als die kleiner is is de tunnelkans groter. (Aangenomen dat de golflengte en de energie van het deeltje hetzelfde is dus)

Op maandag 19 feb 2024 om 14:45 is de volgende reactie gegeven
Ik snap alleen nog niet het verband niet tussen de breedte van de barriere en de temperatuur

Erik van Munster reageerde op maandag 19 feb 2024 om 15:11
Uit de in de opgaven gegeven formule én de betekenis van temperatuur volgt dat bij grotere T de golflengte kleiner is (omdat de energie groter wordt).

De tunnelkans hangt af van de dikte van de barriere: hoe dunner de barriere hoe groter de tunnelkans.

En van de energie. Hoe groter de energie (en hoe kleiner de golflengte) van het deeltje hoe groter de tunnelkans.


Op maandag 19 feb 2024 om 08:00 is de volgende vraag gesteld
Bij vraag 23,

Hoe moet je de logaritmische schaal aflezen op de Y-as? Ik dacht dat bij 400 Am^-1, 10^2,3 hoorde maar in uw uitwerking is het 10^2,6. (op het diagram gelezen voor 2300 K). wat doe ik fout? mvg

Erik van Munster reageerde op maandag 19 feb 2024 om 08:33
Op de verticale as is het stukje tussen 10^2 en 10^3 opgedeeld in 10 stukjes. Dit is van 100 tot 1000 dus de waarden bij de streepjes zijn achtereenvolgens 100,200,300,400,500,600,700,800,900. Als je de grafiek afleest bij 2300 K lees je 400 af.

Op maandag 19 feb 2024 om 09:53 is de volgende reactie gegeven
Ik snap het bedankt!


Op maandag 23 mrt 2020 om 12:05 is de volgende vraag gesteld
Hoi Erik,
Hoe kun je weten dat een typische atoom 1 nm is? Ik had de straal van het waterstofatoom gebruikt ter indicatie, is dit ook goed?
Dankuwel.

Erik van Munster reageerde op maandag 23 mrt 2020 om 13:19
Als je op dezelfde conclusie uitkomt, ja dat is prima. Het gaat bij schatten altijd om een orde van grootte en niet om het precieze getal. Het is wel zo dat het waterstofatoom het kleinste atoom is dat er is. De meeste atomen zijn iets groter.


Op dinsdag 23 apr 2019 om 13:42 is de volgende vraag gesteld
Hoi Erik, bij vraag 20 vragen ze naar de spanning over Uak, kan je dan de spanningsmeter niet gewoon parallel aan de batterij Uak zetten?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 23 apr 2019 om 14:00
Ja, dat mag ook en wordt ook goed gerekend (zie correctievoorschrift).


Op maandag 21 mei 2018 om 13:58 is de volgende vraag gesteld
Hallo Erik,
Ik had begrepen dat als er geldt LB = d dat er dan kans is op quantumgedrag. Dus bij vraag 23 wordt de debroglie-golflengte hoger bij lagere temperatuur, dus zou de dikte van de coating ook groter moeten worden/zijn. Dus hoe onlogisch het ook klinkt, is het tunneleffect dacht ik kleiner omdat er dan dus heel veel atomen zouden moeten zijn, om die dikte te realiseren. Waarom is het dan wel zo dat het tunneleffect toeneemt?

Erik van Munster reageerde op maandag 21 mei 2018 om 14:09
Vraag 24 gaat over het verband tussen de kans dat een elektron door tunneling de oversteek kan maken en de temperatuur. Er staat niet in de vraag dat de coating dikker wordt dus je moet er hier vanuit gaan dat deze hetzelfde blijft en alléén de temperatuur verandert.

Bij vraag 25 gaat het wél over de invloed van de dikte van de laag. De tunnelkans van een elektron hangt o.a. van de breedte van een barriere en een dikkere laag geeft een kleinere kans op tunnelling. De laag zou dan inderdaad uit meer atomen moeten bestaan.


Op maandag 21 mei 2018 om 13:40 is de volgende vraag gesteld
Hallo Erik,
Ik begrijp bij vraag 23 de 'e' in de formule niet helemaal. Als dit staat voor 1,602 · 10^-19 en ik vul het exponent in, dan geeft mijn rekenmachine een error aan. Ik begrijp niet hoe dit komt dus misschien dat e ergens anders voor staat? Zou u me dat kunnen uitleggen?

Erik van Munster reageerde op maandag 21 mei 2018 om 13:59
De "e" in de formule bij vraag 23 is het grondtal dat hoort bij de "natuurlijke logaritme" (ln) die je bij wiskunde (B) krijgt. Er geldt:

e = 2,71828183...

Op je rekenmachine zit een aparte knop om machten van e uit te rekenen. Bij de Casio FX82 staat deze bij de 'ln' knop aan de rechterkant. Boven de knop zie je staan "e^x". Hiermee kun je het in één keer uitrekenen.

Op maandag 21 mei 2018 om 14:08 is de volgende reactie gegeven
Ik zie het! Dankuwel!


Op zondag 11 mrt 2018 om 15:07 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Hoe komt u bij vraag 23 aan J=400? Ik heb het meerdere keren geprobeerd uit te rekenen, maar ik kom daar niet op.

Erik van Munster reageerde op zondag 11 mrt 2018 om 15:46
Het is een logaritmische schaal die je anders afleest dan een "normale" schaal. De horizontale streep bij 10^2 betekent 1*10^2. Er staan hierboven 10 streepjes (die steeds dichterbij elkaar staan) tot aan 10^3.

Gerekend vanaf 10^2 is de waarde van de achtereenvolgende streepjes:

1 * 10^2
2 * 10^2
3 * 10^2
4 * 10^2 (DEZE waarde lees je af bij 2300 K)
5 * 10^2
6 * 10^2
7 * 10^2
8 * 10^2
9 * 10^2
1 * 10^3
2 * 10^3
etc...

4 * 10^2 is gelijk aan 400 J. Vandaar...

Op zondag 11 mrt 2018 om 16:37 is de volgende reactie gegeven
Dank u wel voor de reactie. Ik zie het, nu kom ik zelf bij de opgave ook op het goede antwoord uit. Dank u wel!