Natuurkunde

1. Spectra en energieniveau's

Gegeven door:
Emiel Woutersen
Beschrijving Begrippen

In deze kennisclip voor natuurkunde zullen we het hebben over stoffen die licht uitstralen. De verschillende typen licht die een stof uitzendt, wordt het spectrum van de stof genoemd, en dat gaan we als eerste bespreken. Daarna kijken we naar twee verschillende soorten spectra: emissie en absorptie. Om tenslotte te begrijpen waar deze spectra vandaan komen, zullen we kijken naar de energieniveaus van een stof.

Absorptielijn

Een spectraallijn (een smalle kleurenband) waarin een voorwerp of chemische stof opgestraald licht of een andere elektromagnetische straling absorbeert en niet reflecteert of doorlaat

Atoom

Een eenheid die de kleinste bouwsteen van de moleculen vormt

Atoommodel van Bohr

Niels Bohr kwam in 1913 met een model waarin de banen van de elektronen gequantiseerd zijn. Dit houdt in dat er alleen elektronenbanen zijn toegestaan die voldoen aan een quantisatie regel, die in vereenvoudigde vorm weergegeven wordt als(voor het waterstofatoom): waarin r de straal van de baan is, me de massa van het elektron, v de snelheid van het elektron, n het baangetal(n = 1,2,3…) en h de constante van Planck. De binnenste baan heeft baangetal n = 1. De straal r1 van deze binnenste baan heet de bohrstraal van het waterstofatoom en wordt aangegeven als a¬0. Het model leverde correcte waarden voor de energieniveaus van het waterstofatoom: (met E in eV). Waterstof bestaat uit een kern (proton) en 1 elektron. Hetzelfde geldt ook voor enkelvoudig geïoniseerd helium, ook al zitten er nu twee protonen in de kern

Continu spectrum

Een kleurenband uit prisma en zonlicht

Elektron

Een zeer klein, negatief geladen deeltje om een atoom

Energie

Een fysische grootheid die uitdrukt in hoeverre een systeem arbeid kan verrichten of warmte kan produceren. De eenheid van energie is Joule

Energiebehoud

De totale hoeveelheid energie die constant blijft

Golflengte (λ)

De lengte van een golfberg en een golfdal samen, gemeten in rechte lijn

Ion

Een geladen atoom, positief (te weinig elektronen) of negatief (teveel elektronen)

Lijnenspectrum

Het continu spectrum + de absorptielijnen op de plekken waar atoomsoorten van energieniveau veranderen in een ster

D1: Elektromagnetische straling en materie