Warning: jsMath requires JavaScript to process the mathematics on this page.
If your browser supports JavaScript, be sure it is enabled.

§4: Golfgedrag van materie 1

Applet: Dubbelspleetexperiment


De opdracht

Let op: schrijf de antwoorden op de vragen op in je schrift of op het stencil dat is uitgedeeld aan het begin van de les!

Een elektronen kanon wordt zo ingesteld dat het honderden elektronen per seconde afvuurt. Het scherm achter de spleet detecteert de elektronen die het scherm raken.

Doel

Onderzoeken hoe het dubbelspleetexperiment verband houdt met het golfgedrag van materie.

Applet


Applet downloaden

Open de applet en gebruik om de beurt alle opties in de applet om de verschillen in resultaat te zien.

  1. Welk natuurkundig fenomeen denk je dat met deze applet inzichtelijk gemaakt wordt? Schrijf dat in je eigen woorden op.

Stel de applet opnieuw in en wis het scherm. Gebruik nu de instellingen hieronder, maar let op laat hem nog niet afspelen.

  • Scherm: hits, helderheid scherm 0,5, vervagen (vinkje weghalen)
  • Deeltje: elektronen (keuze uit fotonen, elektronen, neutronen, heliumatomen)
  • Kies dubbele spleet: mimimale spleetbreedte (schuif helemaal links), ½ afstand tussen de spleten, 1/3 Verticale positie
  • Elektronenkanon: kanon bedienen ½, snelheid ½ (default)
  • Druk op potential barrières en bedek de rechter spleet

Proef 1: Enkele spleet

  1. Voorspel het volgende:
    Als het elektronenkanon twee seconde aanstaat met een bedekte rechterspleet zijn de elektronen op het scherm verspreid over:
    1. In een small gebied recht tegenover het scherm
    2. Veelal in het linkse gedeelte van het scherm
    3. Alleen aan de linkerzijde van het scherm
    4. Verspreid over het hele scherm
    Verklaar je keuze.
  2. Zet het elektronenkanon nu twee seconden aan en teken het resultaat:
  3. Als het experiment wordt herhaald dan zal het resultaat op het scherm:
    1. Precies hetzelfde
    2. Ongeveer hetzelfde
    3. Helemaal anders
    Geef jouw voorspellingen en de reden hiervoor.
  4. Wis het scherm en voer het nogmaals uit. Klopt je voorspelling?

Nu verplaats je de barrière van de rechterzijde naar de linkerzijde. Wis het scherm en laat het kanon weer twee seconde aanstaan.

  1. Schets het patroon dat ontstaat:
  2. Hoe komt dit resultaat overeen met het vorige experiment?

Proef 2: Dubbele spleet

Verwijder vervolgens de barrière.

  1. Voorspel het volgende:
    Er zullen nu ongeveer twee keer zoveel elektronen het scherm raken.
    1. Gelijk verdeeld over het scherm
    2. In één geconcentreerd gebied dat afneemt naar de randen.
    3. In twee geconcentreerde regio’s. In het midden zijn de minste treffers.
    4. In drie geconcentreerde regio’s. Het midden heeft de meeste treffers.
    Verklaar je keuze:
  2. Zet het kanon weer twee seconden aan en teken het resultaat:
  3. Wat is het verschil tussen dit patroon en de patronen die ontstaan bij een enkelspleet?

Vink het vakje "detector op linkerspleet" aan. Deze detector kan nagaan of het elektron door de linker of rechterspleet gaat. Het zal elektronen niet tegenhouden.

  1. Schets het resultaat:
  2. Wat zijn de overeenkomsten met het patroon dat is verkregen bij het enkelspleetexperiment?

Haal de detector vervolgens weer weg.

  1. Als de detector wordt uitgeschakeld dan gaat het elektron door:
    1. De linkerspleet
    2. De rechterspleet
    3. Door de linker of de rechterspleet, maar we weten niet welke
    4. Beide spleten
    5. Geen van beide spleten
  2. Voorspel het volgende:
    De golflengte van een elektron wordt gegeven door $$\lambda= \frac{h}{m·v}$$. Als elektronen sneller bewegen dan:
    1. Wordt het patroon feller
    2. Wordt het patroon zwakker
    3. De maxima komen dichter bij elkaar te liggen
    4. De maxima komen verder van elkaar te liggen
    Geef jouw voorspelling en de reden hiervoor.

Verlaag de snelheid van de elektronen in de applet.

  1. Teken het resultaat:
  2. Leg uit waarom deze applet een voorbeeld is van het golfgedrag van deeltjes/elektronen, zowel bij een enkele spleet als bij een dubbelspleet.

De antwoorden
Deze pagina is voor het laatst geupdate op 14-03-2022