13.09.2013 Views

Eindexamen natuurkunde samenvatting inclusief compex.pdf

Eindexamen natuurkunde samenvatting inclusief compex.pdf

Eindexamen natuurkunde samenvatting inclusief compex.pdf

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Samenvatting<br />

Natuurkunde<br />

(Inclusief Compex)<br />

VWO<br />

2010-2011


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Beweging<br />

Eenparig rechtlijnige beweging Eenparig versnelde rechtlijnige<br />

beweging<br />

a<br />

v<br />

x<br />

a = 0 m/s 2<br />

Oppervlakte = v = 0 m/s<br />

x(t) = v∙t<br />

v = constant<br />

Oppervlakte = x<br />

Steilheid = a = 0 m/s 2<br />

Steilheid = v = constant<br />

t<br />

t<br />

t<br />

Let bij het bepalen van de steilheid en de oppervlakte goed op of hij positief of negatief is.<br />

a<br />

v<br />

x<br />

a = constant<br />

Oppervlakte = v<br />

Oppervlakte = x<br />

Steilheid = a = constant<br />

Steilheid van de<br />

raaklijn= v(t)<br />

X(t) = ½ ∙a∙t 2<br />

v(t) = a∙t<br />

t<br />

t<br />

t


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

De oppervlakte is altijd het gebied tussen de grafieklijn en de horizontale as.<br />

Afgelegde weg is de afstand die werkelijk is doorlopen, dit is geen vector<br />

Verplaatsing is de kortst mogelijke afstand tussen begin- en eindpunt, (eindpunt –<br />

beginpunt), dit is een vector<br />

Vrije val (invloed van (lucht)wrijving is te verwaarlozen)<br />

Vrije val is een eenparig versnelde beweging, de valversnelling is constant (9,81 m/s² in<br />

Nederland).<br />

Een vrije val verloopt voor alle voorwerpen met massa, ongeacht hoe groot die massa is,<br />

welke vorm ze hebben en welke dichtheid of afmeting, op dezelfde manier.<br />

Een horizontale worp is op te splitsen in een verticale vrije valbeweging zonder<br />

beginsnelheid en een horizontale eenparige beweging. Beide bewegingen worden<br />

tegelijkertijd en onafhankelijk van elkaar uitgevoerd. De snelheid heeft dan ook een<br />

verticale en een horizontale component. De totale snelheid is de vectoriele som van beide<br />

componenten.<br />

Eenparige cirkelbeweging<br />

De baansnelheid is gegeven door:<br />

2 <br />

r<br />

v <br />

T<br />

Met: r = straal van de cirkel<br />

T = omlooptijd of periode<br />

Het verband tussen graden en radialen is gegeven door:<br />

360° komt overeen met 2π rad<br />

Het verband tussen hoeksnelheid en omlooptijd is:<br />

<br />

<br />

T<br />

2<br />

<br />

Met: ω = hoeksnelheid<br />

Het verband tussen baansnelheid en hoeksnelheid (in rad/s) is:<br />

v r<br />

De baansnelheid is een vector maar alleen wat betreft grootte constant: De richting<br />

verandert voortdurend.<br />

Krachten<br />

Symbool: F<br />

Eenheid: Newton (N)<br />

Een kracht kun je niet zien, alleen de uitwerking van de kracht is waar te nemen. Een<br />

kracht kan een voorwerp vervormen, of het een snelheidsverandering geven. O.a. met een<br />

veerunster kun je krachten meten.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Een kracht is een vector en heeft een aangrijpingspunt en<br />

een grootte. Krachten kun je optellen; je vindt dan de<br />

somkracht of resulterende kracht, bijvoorbeeld door de kopaan-staart<br />

methode (zie hiernaast).<br />

F1<br />

Krachten kunnen worden ontbonden langs twee assen.<br />

Ftot<br />

Eerste wet van Newton: Massa is traag<br />

Massa heeft de neiging snelheidsveranderingen tegen te<br />

werken, meer massa ~ grotere traagheid. Als de resultante<br />

kracht nul is, dan verandert de snelheid van het voorwerp<br />

niet: Niet qua grootte en niet qua richting.<br />

Tweede wet van Newton:<br />

Fres = m ∙a<br />

Met: Fres is de resulterende kracht op het voorwerp<br />

m = de massa van het voorwerp<br />

Derde wet van Newton:<br />

Oefent een voorwerp A een kracht uit op voorwerp B, dan oefent B gelijktijdig een even<br />

grote maar tegengesteld gerichte kracht uit op A. Deze krachten kunnen elkaars werking<br />

nooit opheffen: Ze werken op verschillende voorwerpen.<br />

Zwaartekracht<br />

De aantrekkende kracht die een voorwerp van de aarde ondervindt is gegeven door:<br />

Fz = m ∙ g<br />

Met: Fz = zwaartekracht<br />

g = valversnelling (gravitatieversnelling) = 9,81 m/s 2<br />

Middelpuntzoekende kracht<br />

De middelpuntzoekende kracht is de kracht die nodig is om een cirkelbeweging mogelijk te<br />

maken. De middelpuntzoekende kracht houdt het voorwerp in een cirkelbaan. De kracht is<br />

altijd naar het middelpunt van de cirkel gericht (middelpuntzoekend).<br />

De middelpuntzoekende kracht wordt altijd geleverd door één of meerdere krachten (bijv.<br />

spankracht, zwaartekracht, wrijvingskrachten)<br />

F mpz<br />

m v<br />

<br />

r<br />

Met: Fmpz = middelpuntzoekende kracht<br />

r = de straal van de cirkel in m<br />

m = de massa van het voorwerp in kg<br />

Veerkracht<br />

F v<br />

C<br />

u<br />

Met: Fv = veerkracht<br />

C = veerconstante in N/m<br />

u = uitrekking in m<br />

2<br />

Normaalkracht<br />

De normaalkracht is de kracht die de ondergrond op een voorwerp uitoefent. De<br />

normaalkracht staat altijd loodrecht op de ondergrond.De normaalkracht is precies zo groot<br />

dat het voorwerp niet beweegt in de richting loodrecht op de ondergrond.<br />

F2


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Momenten<br />

Symbool: M<br />

Eenheid: Newton∙meter (Nm)<br />

Krachten hebben een werklijn. De werklijn ligt<br />

in het verlengde van de vector. De<br />

zwaartekracht grijpt aan in het zwaartepunt<br />

van een voorwerp. Ieder voorwerp heeft een<br />

zwaartepunt (dat niet persé binnen het<br />

kracht<br />

arm<br />

voorwerp hoeft te liggen).<br />

Het moment van een kracht ten opzichte van<br />

het draaipunt is het product van kracht en<br />

werklijn<br />

draaipunt<br />

arm. De arm van een kracht is de loodrechte afstand van het draaipunt tot de werklijn van<br />

de kracht.<br />

M F r<br />

Met: M = moment in N∙m<br />

F = kracht in N<br />

r = arm = kortste afstand draaipunt-werklijn kracht<br />

Hefbomen<br />

Voorwerpen die rond een as kunnen draaien heten hefbomen. Wanneer een hefboom in rust<br />

is, is de som van de momenten van de krachten die op de hefboom werken gelijk aan nul.<br />

M 0<br />

Oftewel:<br />

De som van de momenten die zorgen voor een draaiing linksom is gelijk aan de som van de<br />

momenten die zorgen voor een draaiing rechtsom.<br />

M M<br />

l<br />

r<br />

Een voorwerp is in evenwicht als aan de volgende voorwaarden voldaan is:<br />

M 0 én<br />

F 0<br />

Arbeid<br />

Symbool: W<br />

Eenheid: Joule (J)<br />

Wanneer een kracht zorgt voor een verplaatsing, dan verricht die kracht arbeid.<br />

Arbeid is het product van kracht en verplaatsing:<br />

W F s cos<br />

<br />

Met: W = arbeid in N∙m = J (Joule)<br />

F = kracht in N, dit is een vector<br />

s = verplaatsing in m, dit is een vector<br />

= de kleinste hoek tussen de vectoren van F en s<br />

De arbeid van de zwaartekracht op een voorwerp is gegeven door:<br />

W z<br />

m<br />

g h<br />

Met: h = het hoogteverschil tussen begin- en eindpunt van de baan van het voorwerp


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Energie<br />

Symbool: E<br />

Eenheid: Joule (J)<br />

Voor het verrichten van arbeid is energie nodig. Er zijn verschillende soorten energie,<br />

bijvoorbeeld bewegingsenergie (kinetische energie), inwendige energie, stralingsenergie,<br />

elektrische energie, veerenergie, zwaarte-energie, magnetische energie, kernenergie.<br />

Kinetische energie (bewegingsenergie):<br />

E k<br />

Zwaarte-energie:<br />

Veerenergie:<br />

E z<br />

E v<br />

1<br />

m v<br />

2<br />

2<br />

m<br />

g h<br />

1<br />

C u<br />

2<br />

2<br />

Wet van behoud van energie<br />

De totale hoeveelheid energie blijft altijd constant. Verschillende vormen van energie<br />

kunnen in elkaar overgaan maar het totaal blijft altijd hetzelfde. Bij veel processen zal er<br />

een deel van de energie ongewenst omgezet worden in warmte. Deze warmte telt ook mee<br />

in de wet van behoud van energie.<br />

Vermogen<br />

Symbool: P<br />

Eenheid: Watt (W)<br />

Vermogen is de hoeveelheid arbeid of energie die per seconde wordt verricht of omgezet.<br />

W<br />

P <br />

t<br />

P <br />

E<br />

t<br />

Rendement<br />

Het rendement geeft aan welk percentage van de toegevoegde energie (of het toegevoegde<br />

vermogen) nuttig wordt gebruikt<br />

Enuttig<br />

Pnuttig<br />

100%<br />

of 100%<br />

E<br />

P<br />

toegevoegd<br />

toegevoegd<br />

Stoot<br />

De stoot is een grootheid die een kracht en de tijdsduur van die kracht met elkaar<br />

combineert.<br />

Stoot F t<br />

Een stoot leidt tot een impulsverandering.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Impuls<br />

Symbool: p<br />

Eenheid: kg∙m/s<br />

Impuls heeft een grootte en een richting en is daarom een vector.<br />

p m<br />

v<br />

De wet van behoud van impuls geldt: De totale impuls van voorwerpen die invloed op elkaar<br />

uitoefenen blijft constant.<br />

∑ pvoor = ∑ pna<br />

Hemellichamen<br />

Twee massa‟s oefenen een aantrekkende kracht op elkaar uit volgens de gravitatiewet van<br />

Newton:<br />

F G<br />

m1<br />

m2<br />

G 2<br />

r<br />

Met: FG = gravitatiekracht in N<br />

G = gravitatieconstante =6,6726∙10 -11 Nm 2 /kg 2 (BINAS 7)<br />

m = massa in kg<br />

r = afstand tussen zwaartepunten van de beide massa‟s.<br />

De FG kan als Fmpz dienen, bijvoorbeeld voor de planeten die rond de zon bewegen of de<br />

maan en de satellieten rond de aarde.<br />

De zwaarte-energie wordt gegeven door:<br />

Optica<br />

E G<br />

m1<br />

m<br />

G<br />

<br />

r<br />

2<br />

Licht<br />

Licht plant zich binnen een medium rechtlijnig voort.<br />

De loop van een lichtstraal is omkeerbaar, d.w.z. dat een lichtstraal uit de omgekeerde<br />

richting precies hetzelfde pad volgt.<br />

Een steeds breder wordende lichtbundel noemen we divergent<br />

Een steeds smaller wordende lichtbundel noemen we convergent<br />

Terugkaatsingswet<br />

De hoek van inval is gelijk aan de hoek van terugkaatsing:<br />

i t<br />

De hoeken i en t zijn de hoeken tussen de lichtstraal en<br />

de normaal. De normaal is de denkbeeldige lijn die op<br />

de plek waar de lichtstraal op en oppervlak valt,<br />

loodrecht op dat oppervlak staat<br />

i<br />

normaal<br />

t


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Alle lichtstralen die vanuit een punt (A) op een vlakke spiegel vallen, worden teruggekaatst<br />

alsof ze uit een punt (B) achter de spiegel komen. A en B liggen symmetrisch t.o.v. de<br />

spiegel.<br />

Een reëel beeld kun je afbeelden op een scherm, een virtueel beeld kun je alleen maar zien,<br />

Brekingswet (wet van Snellius)<br />

Wanneer een lichtstraal van het ene medium over gaat in het andere medium, dan treedt<br />

aan het grensvlak tussen de twee stoffen breking op. Daarbij geldt:<br />

sin i<br />

n<br />

sin r<br />

Met: i = hoek van inval<br />

r = hoek van breking<br />

n = brekingsindex, elke stof heeft zijn eigen brekingsindex (zie Binas 18)<br />

De brekingsindex die Binas geeft, is de brekingsindex voor de overgang van lucht naar de<br />

betreffende stof.<br />

n<br />

B<br />

A<br />

1<br />

<br />

n<br />

AB<br />

De grenshoek is de hoek van inval waarbij de hoek van breking 90 graden is. De grootte<br />

van de grenshoek kan worden berekend met:<br />

1<br />

sin g <br />

n<br />

Met: g = grenshoek<br />

n = de brekingsindex die je in Binas vindt<br />

Lenzen<br />

Een bolle of positieve lens heeft een convergerende werking<br />

Een holle of negatieve lens heeft een divergerende werking<br />

Een lens heeft twee hoofdbrandpunten, aan weerszijden van de lens op de hoofdas, op de<br />

zelfde afstand van het optisch middelpunt<br />

Het brandvlak van een lens is het vlak door een hoofdbrandpunt, loodrecht op de hoofdas.<br />

Constructiestralen<br />

Een lichtstraal door het<br />

optisch middelpunt van de<br />

lens gaat ongebroken door.<br />

Een lichtstraal die vóór de lens<br />

evenwijdig aan de hoofdas<br />

loopt, gaat achter de lens door<br />

het brandpunt.<br />

Een lichtstraal die vóór de lens<br />

door het brandpunt loopt, gaat<br />

achter de lens evenwijdig aan<br />

de hoofdas.<br />

F<br />

+<br />

F


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Bij het construeren van lichtstralen mag je doen alsof de lens oneindig groot is.<br />

De lenzenformule<br />

1 1 1<br />

<br />

f v b<br />

Met: f = brandpuntafstand<br />

v = voorwerpsafstand<br />

b = beeldafstand<br />

Vergroting<br />

De vergroting N wordt gegeven door:<br />

b beeldgroot te<br />

N <br />

v voorwerpsgrootte<br />

Het oog<br />

Het geheel van glasachtig lichaam, ooglens, kamerwater en hoornvlies heeft de werking van<br />

een bolle lens. Het netvlies heeft de functie van scherm. Daarop worden de beelden<br />

geprojecteerd. De zenuwen op het netvlies sturen de beelden naar de hersenen.<br />

Rond de ooglens zit een kringspier. Wanneer deze kringspier ontspannen is, is de ooglens<br />

het platst. De beeldafstand van de lens is dan gelijk aan de brandpuntsafstand van de lens:<br />

de voorwerpsafstand is oneindig groot. Je bent aan het staren.<br />

De kringspier kun je ook aanspannen en daardoor wordt de ooglens boller en de<br />

brandpuntsafstand van de lens kleiner. Dit noem je accommoderen. Omdat de beeldafstand<br />

constant blijft, stel je nu scherp op voorwerpen die dichterbij staan.<br />

Het dichtstbijzijnde punt waarop je nog scherp kunt zien (het oog is maximaal<br />

geaccommodeerd) noem je het nabijheidspunt.<br />

Oogafwijkingen<br />

Normaal oog: Vertepunt in het oneindige<br />

Bijziend oog: Te sterk convergerend, vertepunt en nabijheidspunt te dichtbij,<br />

corrigeren met negatieve bril<br />

Verziend oog: Convergerende werking te zwak, vertepunt en nabijheidspunt te ver<br />

weg (het vertepunt ligt nu achter het oog), corrigeren met positieve<br />

bril<br />

Oudziend oog: De ooglens is niet plastisch genoeg meer, de convergerende werking is<br />

te zwak. Corrigeren met plus-bril voor korte afstand (lezen)<br />

De sterkte van de bril is te bepalen door:<br />

1<br />

S <br />

f<br />

Met: S = lenssterkte in dioptrie (dpt)<br />

f = brandpuntafstand in meter


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Trillingen en golven<br />

Trillingen<br />

Een trilling is een periodieke beweging om een evenwichtsstand.<br />

Een trillingstijd T is de tijd die het kost om een volledige trilling uit te voeren<br />

De frequentie f is het aantal trillingen per seconde, in hertz (Hz).<br />

1<br />

f <br />

T<br />

Met: f = frequentie<br />

T = trillingstijd<br />

De amplitude is de maximale uitwijking ten opzichte van de evenwichtstand.<br />

Bij een gedempte trilling neemt de amplitudo (langzaam) af met de tijd, bij een<br />

ongedempte trilling is deze constant.<br />

Bij geluid geldt: Een hogere frequentie geeft een hogere toon.<br />

De frequentie waarmee een voorwerp van nature trilt (wanneer je het een uitwijking geeft<br />

en dan los laat), noemen we de eigenfrequentie.<br />

Wanneer de gedwongen trilling dezelfde frequentie heeft als de eigenfrequentie treedt<br />

resonantie op.<br />

De fase geeft aan hoeveel trillingen er zijn uitgevoerd:<br />

<br />

t<br />

T<br />

Met: t = tijd<br />

T = trillingstijd<br />

De gereduceerde fase ligt altijd tussen de 0 en de 1. Het is de fase zonder „de helen‟.<br />

Voor een harmonisch trillend voorwerp geldt:<br />

ofwel u(<br />

t)<br />

A<br />

sin( )<br />

u( t)<br />

A<br />

sin( 2<br />

f t)<br />

2 <br />

t<br />

T<br />

Voor een harmonische trilling geldt dat de resulterende kracht recht evenredig is met de<br />

uitwijking en tegengesteld gericht aan de uitwijking:<br />

F C<br />

u<br />

Voor een trillende massa aan een veer geldt daardoor:<br />

T 2 <br />

m<br />

C<br />

Met: T = trillingstijd<br />

m = massa<br />

C = veerconstante


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Voor een slinger geldt daardoor:<br />

T 2 <br />

Met: T = trillingstijd<br />

l = lengte van de slinger<br />

g = valversnelling<br />

l<br />

g<br />

Een in trilling zijnd voorwerp heeft twee vormen van energie: Kinetische en potentiële<br />

(trillings-) energie. Die twee worden voortdurend in elkaar omgezet.<br />

In de evenwichtsstand is alle energie kinetische energie.<br />

Bij een ongedempte trilling is de trillingsenergie constant.<br />

en<br />

E tril<br />

v<br />

max<br />

1<br />

C A<br />

2<br />

A<br />

<br />

T<br />

2<br />

2<br />

<br />

1<br />

2<br />

Met: Etril = trillingsenergie<br />

C = veerconstante<br />

A = amplitude<br />

m = massa<br />

vmax = maximale snelheid<br />

T = trillingstijd<br />

m v<br />

2<br />

max<br />

Golven<br />

Een lopende golf is het zich voortplanten van een trilling in een medium. Een lopende<br />

transversale golf heeft als kenmerk dat de trillingsrichting van de deeltjes loodrecht op de<br />

voortplantingsrichting van de golf staat. Je spreekt over bergen en dalen.<br />

Bij een longitudinale golf trillen de deeltjes evenwijdig aan de voortplantingsrichting. Je<br />

spreekt over verdichtingen en verdunningen. Geluid is een voorbeeld van een longitudinale<br />

golf.<br />

De golflengte is de afstand waarover de golf zich in een trillingstijd beweegt.<br />

Met: λ = golflengte<br />

v = golfsnelheid<br />

T = trillingstijd<br />

v T<br />

Lopende golf:<br />

Elk deeltje trilt harmonisch<br />

De T is voor alle deeltjes even groot<br />

De amplitudo is voor alle deeltjes even groot<br />

De deeltjes gaan na elkaar door de evenwichtstand en bereiken na elkaar de uiterste<br />

stand<br />

Hoe dichter een deeltje zich bij de kop van de golf bevindt, hoe kleiner zijn fase<br />

x<br />

<br />

<br />

Met: = fase<br />

x = verschil in plaats<br />

= golflengte


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Staande golf:<br />

Elk deeltje trilt harmonisch, behalve de knopen<br />

De trillingstijd is voor alle deeltjes gelijk<br />

De amplitudo varieert van nul bij de knopen tot een maximum bij de buiken<br />

De deeltjes gaan gelijk door evenwicht en uiterste stand<br />

Deeltjes tussen twee knopen trillen in fase, aan weerskanten van een knoop is het<br />

faseverschil 1/2<br />

Kwadratenwet<br />

De geluidsintensiteit op een bepaalde plaats is omgekeerd evenredig met het kwadraat van<br />

de afstand van die plaats tot de bron:<br />

P<br />

I <br />

4 r<br />

bron<br />

2<br />

Met: I = geluidsintensiteit in W/m 2<br />

Pbron = het vermogen dat de bron uitzendt<br />

r = de afstand tot de bron<br />

Geluidsniveau<br />

L 10 log<br />

Met: L = geluidsniveau in dB<br />

I0 = de gehoordrempel = 10 -12 W/m 2<br />

I<br />

I<br />

0<br />

Interferentie<br />

Bij interferentie van oppervlaktegolven of ruimtegolven die worden opgewekt door twee<br />

puntvormige bronnen A en B die in fase trillen ontstaat in punt P<br />

een buik (maximum) als het wegverschil AP-BP = kλ<br />

een knoop (minimum) als het wegverschil AP-BP = (k + 1/2)λ met k = 1, 2, 3<br />

Het tralie<br />

Het tralie veroorzaakt ook interferentie, allen zijn er nu niet twee puntbronnen maar een<br />

heleboel. De puntbronnen worden gevormd door het patroon van heel veel, dicht op elkaar<br />

staande lijnen. De lijnen laten geen licht door, de ruimte tussen de lijnen wel.<br />

Doordat er bij een tralie zo veel puntbronnen actief zijn, worden de maxima niet meer<br />

uitgesmeerd maar worden het puntjes.<br />

De plaats van de maxima kan worden berekend met:<br />

sin <br />

n<br />

d<br />

<br />

Met: = golflengte van het licht<br />

d = tralieconstante = afstand tussen twee lijnen<br />

n = de orde van het maximum (n = 0, 1, 2, 3,<br />

…..)<br />

= de hoek waarover het maximum te zien is<br />

Snaarinstrumenten<br />

De snaren hebben twee ingeklemde uiteinden. Bij het aanslaan of aanstrijken ontstaan er<br />

staande golven vaarbij de uiteinden van de snaar in elk geval een knooppunt vormen.<br />

n=0<br />

<br />

n=1<br />

n=2


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

De lengte van de snaar bestaat uit een heel aantal halve golflengtes:<br />

1<br />

l n met n = 1, 2, 3, 4, enz.<br />

2<br />

Blaasinstrumenten<br />

Bij blaasinstrumenten zijn er twee variaties mogelijk.<br />

Een buis met twee open uiteinden: beide uiteinden zijn een buikpunt. Daartussen<br />

zitten één of meer knooppunten. Deze situatie is vergelijkbaar met de snaar. De<br />

lengte van de buis bestaat uit een heel aantal halve golflengtes:<br />

1<br />

l n met n = 1, 2, 3, 4, enz.<br />

2<br />

Een buis met een open en een gesloten uiteinde. Het gesloten uiteinde is een<br />

knooppunt. De lengte van de buis bevat nu een oneven aantal kwart golflengtes:<br />

1<br />

( 2n<br />

1)<br />

<br />

4<br />

l met n = 1, 2, 3, 4, enz.<br />

Dopplereffect<br />

Wanneer een geluidsbron en een waarnemer zich naar elkaar toe bewegen, neemt de<br />

waarnemer een hogere toon waar dan dat de bron uitzendt. Wanneer waarnemer en bron<br />

van elkaar af bewegen, wordt de waargenomen toon lager. Dit noemen we het<br />

dopplereffect.<br />

vgeluid<br />

<br />

f <br />

<br />

waarnemer<br />

f<br />

vgeluid<br />

v <br />

bron <br />

wanneer bron en waarnemer naar elkaar toe bewegen.<br />

vgeluid<br />

<br />

f <br />

<br />

waarnemer<br />

f<br />

vgeluid<br />

v <br />

bron <br />

bron<br />

wanneer bron en waarnemer van elkaar af bewegen.<br />

bron<br />

Bij interferentie van oppervlaktegolven of ruimtegolven die worden opgewekt door twee<br />

puntvormige bronnen A en B die in fase trillen ontstaat in punten P<br />

een buik (maximum) als het wegverschil AP-BP = kλ<br />

een knoop (minimum) als het wegverschil AP-BP = (k + 1/2)λ<br />

Licht kan interferentie vertonen en heeft dus ook (naast het deeltjes) een golfkarakter.<br />

Elektromagnetisch spectrum !!<br />

Dit onderdeel vervalt in het examen van 2008. Er wordt dus niets gevraagd over<br />

absorptiespectra, emissiespectra, de laser en de verschillende soorten straling in het<br />

elektromagnetisch spectrum.<br />

Het tralie kan wel aan bod komen!


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Gassen<br />

Stoffen kennen we in drie fasen: vast, vloeibaar of als gas.<br />

Het absolute nulpunt is -273,15 graden Celsius, oftewel 0 Kelvin.<br />

Het verband tussen Kelvin en Celsius: T (in K) is t (in C) + 273.<br />

Dichtheid<br />

Symbool: <br />

Eenheid: kg/m 3<br />

Alle stoffen hebben een dichtheid:<br />

m<br />

<br />

V<br />

Met: ρ = dichtheid<br />

m= massa<br />

V = Volume<br />

Druk<br />

Symbool: p<br />

Eenheid: N/m 2 = Pa (1 bar = 10 5 N/m 2 )<br />

p <br />

F<br />

A<br />

Met: p = druk<br />

A = oppervlak<br />

Wet van Boyle<br />

p V C ofwel p1 V1<br />

p2<br />

V2<br />

Wetten van Gay-Lussac<br />

p<br />

C ofwel<br />

T<br />

V<br />

C ofwel<br />

T<br />

Algemene Gaswet<br />

Deze wet geldt voor een ideaal gas.<br />

p V<br />

n R<br />

T<br />

p1 <br />

T<br />

1<br />

V1 <br />

Met: p = druk in pascal<br />

V = Volume in m 3<br />

T = absolute temperatuur (K)<br />

n = aantal mol gas<br />

R = gasconstante = 8,3145 J/(mol∙K) (Binas 7)<br />

T<br />

1<br />

p<br />

T<br />

V<br />

T<br />

2<br />

2<br />

2<br />

2


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Een proces bij constante temperatuur heet een isotherm.<br />

Een proces bij constante druk heet een isobaar.<br />

Een proces bij constant volume heet een isochoor.<br />

Vloeistoffen<br />

Statische druk<br />

De druk die je in een stilstaande vloeistof ondervindt noemen we de statische druk:<br />

p h g<br />

Met: p = statische druk<br />

h = de diepte in de vloeistof waarop gemeten wordt, ofwel de afstand tot de<br />

vloeistofspiegel<br />

= dichtheid van de vloeistof<br />

g = valversnelling<br />

Continuïteitsvergelijking<br />

Wanneer een buis van diameter verandert, blijft het doorstroomvolume per seconde gelijk:<br />

A v A v<br />

1<br />

1<br />

2<br />

2<br />

Met: A = oppervlak van de doorsnede<br />

v= stroomsnelheid<br />

Dynamische druk<br />

De druk ten gevolge van de stroming van een vloeistof noemen we de dynamische druk:<br />

1<br />

p v<br />

2<br />

2<br />

Wet van Bernoulli<br />

De som van de drukken in een vloeistof is constant:<br />

1 2<br />

1 2<br />

p1 v1<br />

g h1<br />

p2<br />

v2<br />

g h<br />

2<br />

2<br />

Warmte en energie<br />

Als de kinetische energie van deeltjes (moleculen) stijgt, stijgt de temperatuur van de stof.<br />

Warmteoverdracht kan plaatsvinden door geleiding, stroming en/of straling.<br />

Geleiding: Door onderlinge botsingen geven moleculen warmte door aan hun buurdeeltjes.<br />

Metalen zijn erg goede geleiders, gassen erg slechte.<br />

Stroming: Moleculen nemen inwendige energie mee en geven die elders weer af<br />

Straling: Alle voorwerpen zenden straling uit, de een meer dan de ander afhankelijk van zijn<br />

vorm, temperatuur en oppervlak. Warmtetransport door straling heeft geen medium nodig,<br />

het gaat ook door vacuüm.<br />

2


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Soortelijke warmte<br />

Symbool: c<br />

Eenheid: J/(kg∙K)<br />

Dit is hoeveel Joule warmte een stof moet opnemen om 1 kg van die stof 1 K in<br />

temperatuur te laten stijgen.<br />

Q m<br />

c t<br />

Met: Q = hoeveelheid toe- of afgevoerde warmte<br />

m = massa in kg<br />

t = temperatuurverschil<br />

Warmtecapaciteit<br />

Symbool: C<br />

Eenheid: J/K<br />

Dit is hoeveel Joule warmte een voorwerp moet opnemen om 1 K in temperatuur te stijgen.<br />

Q C t<br />

Wanneer een voorwerp afkoelt, verliest het warmte. Diezelfde warmte wordt door een ander<br />

voorwerp of de omgeving opgenomen:<br />

Q<br />

Q <br />

opgenomen<br />

afgestaan<br />

Eerste hoofdwet van de warmteleer<br />

Inwendige energie Ei bestaat uit kinetische energie Ek en potentiële energie Ep. De Ek wordt<br />

bepaald door de snelheid van de moleculen, de Ep wordt bepaald door de onderlinge afstand<br />

van de moleculen. Hoe groter de afstand, hoe groter de potentiële energie.<br />

De uitwendige arbeid Wu is de arbeid die (door bijv. een zuiger, of een gas) op de omgeving<br />

wordt verricht.<br />

De eerste hoofdwet luidt:<br />

Q E<br />

E<br />

W<br />

k<br />

p<br />

u<br />

Voor alle stoffen geldt dat bij een toename van de temperatuur: Ek > 0J<br />

Voor vaste stoffen en vloeistoffen geldt bij verwarmen: Ep > 0J<br />

Voor vaste gassen geldt bij verwarmen: Ep = 0J (de moleculen zaten al zover van<br />

elkaar dat de Ep nauwelijks toeneemt)<br />

Voor vaste stoffen en vloeistoffen geldt bij verwarmen: Ep > 0J<br />

Voor gassen geldt bij een toename van het volume: Wu >0J<br />

Voor vloeistoffen en vaste stoffen is de volumetoename te gering en geldt: Wu = 0J<br />

Bij een adiabatisch proces geldt: Q = 0J<br />

Tweede hoofdwet van de warmteleer<br />

Het is onmogelijk om een warmteproces te bedenken waarbij de geproduceerde<br />

hoeveelheid warmte volledig in arbeid kan worden omgezet.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Het is onmogelijk om een warmteproces te bedenken waarbij zonder arbeid te<br />

verrichten, warmte van een plaats met een lagere temperatuur naar een plaats met<br />

een hogere temperatuur wordt gebracht.<br />

Elektriciteit<br />

Elektrische lading kan positief (+) of negatief (-) zijn. Gelijksoortige lading stoot elkaar af,<br />

ongelijksoortige lading trekt elkaar aan. In geleiders kan lading zich verplaatsen onder<br />

invloed van een potentiaalverschil, in isolatoren niet. De aarde dient als grote ontlader: Een<br />

lading verdwijnt wanneer de geladen geleider met de aarde wordt verbonden.<br />

Een elektron heeft een lading van –e = -1,602∙10 -19 C (Binas 7). Dit is de elementairlading.<br />

Voor een elektrische stroom is nodig:<br />

-een spanningsbron die een potentiaalverschil (spanning) handhaaft<br />

-een gesloten geleidende kring<br />

Geleiding kan alleen wanneer vrij beweegbare ladingsdragers (elektronen, ionen) aanwezig<br />

zijn.<br />

Stroom (I) loopt van pluspool naar minpool door de kring. Elektronen lopen van - naar +<br />

door de kring.<br />

De eenheid van I is Ampère (A) : 1 A = 1 C/s<br />

In een knooppunt is de som van de toe- en afvloeiende stromen gelijk aan nul, m.a.w. Er<br />

stroomt evenveel naar het punt toe als dat er weg stroomt.<br />

Weerstand<br />

De Wet van Ohm geeft de verhouding aan tussen de spanning over de geleider en de<br />

stroom erdoor.<br />

U I R<br />

Met: U = spanning (V)<br />

I = stroomsterkte (A)<br />

R = weerstand ()<br />

Voor de weerstand van een metaaldraad geldt:<br />

l<br />

R <br />

A<br />

<br />

Met: R = weerstand ()<br />

ρ = soortelijke weerstand (m) (staat in Binas)<br />

l = lengte draad (m)<br />

A = doorsnede van de draad (m 2 )<br />

Een NTC is een temperatuurgevoelige weerstand: als de temperatuur stijgt, daalt de<br />

weerstand, en andersom.<br />

Een LDR is een lichtgevoelige weerstand: hoe meer licht er op valt, hoe lager de weerstand.<br />

Een diode is een element dat de stroom maar in één richting doorlaat. De andere richting<br />

wordt de sperrichting genoemd.<br />

Serieschakeling van weerstanden:<br />

Door elke weerstand dezelfde stroom


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Spanning verdeelt zich evenredig over de weerstanden<br />

De vervangingsweerstand:<br />

R v<br />

R R<br />

1<br />

2<br />

.......<br />

Parallelschakeling van weerstanden:<br />

Over elke weerstand dezelfde spanning<br />

Stroom verdeelt zich omgekeerd evenredig over de weerstanden<br />

Vervangingsweerstand berekenen met:<br />

1<br />

R v<br />

Elektrisch vermogen<br />

en dus:<br />

1 kWh = 3,6 MJ<br />

Elektrisch veld<br />

Symbool: E<br />

Eenheid: N/C of V/m<br />

1 1<br />

.......<br />

R R<br />

1<br />

2<br />

U<br />

P U I <br />

R<br />

2<br />

I<br />

E P t<br />

U I t<br />

2<br />

R<br />

Een geladen voorwerp heeft een elektrisch veld om zich heen.<br />

Een plaatcondensator bestaat uit twee geladen platen, de een is positief, de ander negatief<br />

geladen.<br />

De elektrische veldsterkte is gegeven door:<br />

F<br />

E <br />

q<br />

Met: E = Elektrische veldsterkte in N/C; dit is een vector<br />

F = elektrische kracht<br />

q = proeflading<br />

Een veldlijn geeft aan in welke richting de veldsterkte gericht is. De veldlijnen zijn altijd van<br />

positief naar negatief gericht. Veel veldlijnen correspondeert met een sterk veld. Binnen een<br />

geladen geleider is geen veld aanwezig; een veld kan niet in een geleidend omhulsel<br />

binnendringen.<br />

Potentiaal<br />

Ieder punt in een veld heeft een elektrische potentiaal.<br />

In een homogeen veld is het potentiaalverschil tussen twee punten van een veldlijn gegeven<br />

door:<br />

V E x<br />

Met: ΔV= spanningsverschil<br />

Δx= plaatsverschil langs de veldlijn<br />

E = elektrische veldsterkte


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

De potentiaal van de aarde is (afspraak) 0 V<br />

Wanneer een lading in het elektrische veld beweegt en daardoor een potentiaalverschil<br />

doorloopt, verricht de elektrische kracht op dat deeltje een arbeid:<br />

A<br />

B<br />

V V <br />

W q <br />

A<br />

B<br />

Deze arbeid kan worden gebruikt om de kinetische energie van een geladen deeltje te<br />

vergroten.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Elektronvolt<br />

1 eV is de toename van de kinetische energie van een elektron als deze door 1V spanning<br />

versneld wordt.<br />

1 eV = 1,60 ∙ 10 -19 J (Binas 7)<br />

Condensator<br />

Een condensator is een soort tijdelijke opslagplaats voor lading. Met de Capaciteit C van de<br />

condensator weet je hoeveel lading er in kan worden opgeslagen per volt spanning over de<br />

platen.<br />

Q<br />

C <br />

U<br />

Met: C = capaciteit in farad: 1 F = 1 C/V<br />

Voor de laad/ontlaadstroom van een condensator geldt de formule:<br />

I<br />

t<br />

RC<br />

t I0<br />

e<br />

Met: I(t) = stroom op tijdstip t<br />

I(0) = stroom op tijdstip 0<br />

e = 2,718<br />

t = tijd (s)<br />

R = weerstand ()<br />

C = Capaciteit (F)


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Fysische informatica<br />

Signalen<br />

Een continu signaal kan alle mogelijke waarden tussen bepaalde grenzen aannemen.<br />

Een discreet signaal kan slechts een beperkt aantal waarden tussen twee grenzen<br />

aannemen.<br />

Systemen<br />

Een meetsysteem doet een meting en geeft daarvan het resultaat als uitvoer.<br />

Een stuursysteem doet een meting en naar aanleiding van die meting volgt er al dan niet<br />

een signaal (zoemer, alarm, lichtsignaal).<br />

Een regelsysteem doet een meting en naar aanleiding van die meting volgt een actie die de<br />

gemeten grootheid zal beïnvloeden: de terugkoppeling.<br />

Sensoren<br />

De gevoeligheid van een sensor is: U/(fysische grootheid), en de eenheid is dus<br />

v/(eenheid van de bijbehorende grootheid)<br />

De lineariteit van een sensor geeft aan in hoeverre de ijkgrafiek lineair is.<br />

Het bereik van de sensor geeft het gebied waarbinnen de sensor zinvol kan meten<br />

Verwerkers<br />

De comparator vergelijkt het inkomende signaal met een referentiewaarde. Als het<br />

inkomende signaal hoger is dan geeft de comparator een hoog signaal.<br />

De invertor maakt van een hoog signaal een laag signaal en andersom.<br />

De OF-poort geeft een hoog signaal als minimaal één van de ingangen hoog is.<br />

De EN-poort geeft een hoog signaal als alle ingangen hoog zijn.<br />

De geheugencel heeft een uitgang en twee ingangen (set en reset). Wanneer de set<br />

hoog wordt, wordt dit signaal „onthouden‟, net zolang tot de reset een keer hoog<br />

wordt. De set is sterker dan de reset.<br />

De teller telt de pulsen die aangeboden worden. Hij telt alleen als het inkomende<br />

signaal van laag naar hoog gaat..<br />

De AD-omzetter maakt van een analoog signaal een digitaal signaal, een getal op de<br />

uitgang.<br />

De waarheidstabellen van de verschillende onderdelen staan in Binas 17B<br />

Degenen die meedoen aan het Compex-examen moeten kunnen werken met het<br />

programma Systematic. Kijk daarvoor aan het eind van deze <strong>samenvatting</strong>.<br />

Magnetisme<br />

Natuurlijke magneten bevatten ijzer, nikkel en/of kobalt. Gelijknamige polen (N-N/Z-Z)<br />

stoten af, ongelijknamige trekken aan (N-Z/Z-N).<br />

Magnetische inductie is een vergelijkbaar verschijnsel als het elektrisch veld.<br />

De magnetische veldlijnen lopen van een noordpool naar een zuidpool.<br />

Het magnetische veld van een stroomdraad<br />

Met behulp van de rechterhandregel:<br />

Pak de draad vast zodanig dat je duim in de richting van de stroom wijst, dan wijzen je<br />

vingers in de richting van het magneetveld.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Het magnetische veld van een stroomspoel<br />

Met behulp van de rechterhandregel:<br />

Pak de spoel vast zodanig dat je vingers in de richting van de stroom wijzen. Je duim geeft<br />

nu de richting van de veldlijnen.<br />

Lorentzkracht<br />

De kracht die een magnetisch veld op een stroomvoerende draad uitoefent, heet<br />

Lorentzkracht.<br />

F L<br />

B I l<br />

mits B I<br />

Met: FL = lorentzkracht in N<br />

B = magnetische inductie (T)<br />

I = stroomsterkte in de draad (A)<br />

l = lengte van de draad (m)<br />

De Lorentzkracht kan ook op een enkel geladen deeltje werken:<br />

F L<br />

B q v<br />

mits B v<br />

Met: q = lading van het deeltje (C)<br />

v = snelheid van het deeltje (m/s)<br />

<br />

<br />

De Lorentzkracht is verantwoordelijk voor het functioneren van een elektromotor<br />

Flux<br />

Symbool: <br />

Eenheid: Weber (Wb)<br />

De magnetische flux geeft aan hoeveel veldlijnen er door een oppervlak gaan. Staan de<br />

lijnen loodrecht op het bekeken vlak dan is de flux maximaal.<br />

B A<br />

Met: Φ = flux (Wb)<br />

B = inductie (T)<br />

A = oppervlak (m 2 )<br />

<br />

<br />

Inductiewet van Faraday<br />

Als de door een spoel omvatte flux verandert ontstaat over de uiteinden van de spoel een<br />

spanning:<br />

U ind<br />

<br />

N <br />

t<br />

Met: Uind = inductiespanning<br />

N = aantal windingen<br />

Wet van Lenz<br />

De inductiestroom heeft een zodanige richting, dat hij de oorzaak van zijn ontstaan<br />

tegenwerkt.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Wisselspanning<br />

Een dynamo is een spoel die in een magnetisch veld ronddraait waarbij de flux steeds<br />

verandert en zo een wisselspanning wordt opgewekt.<br />

Bij sinusvormige wisselspanningen en stromen is het verband tussen de effectieve waarde<br />

en de maximale waarde van de spanning:<br />

en ook:<br />

U eff<br />

I eff<br />

1<br />

<br />

2<br />

<br />

1<br />

2<br />

2 U<br />

2 I<br />

max<br />

max<br />

Netspanning is sinusvormig, wisselspanning, f = 50 Hz, Ueff = 220 V<br />

Transformator<br />

Deze bestaat uit twee spoelen die over weekijzer zijn gewikkeld: Wordt over de primaire<br />

spoel een spanning gewikkeld dan komt over de secundaire ook een spanning te staan:<br />

U p<br />

<br />

U<br />

N<br />

N<br />

p<br />

s<br />

Met: Up = spanning primaire spoel<br />

Us = spanning secundaire spoel<br />

Np = aantal windingen primaire spoel<br />

Ns = aantal windingen secundaire spoel<br />

Voor een ideale trafo geldt:<br />

Pp = Ps<br />

Met: Pp = primair vermogen<br />

Ps = secundair vermogen<br />

Bij een hoge spanning vindt minder verlies van energie plaats tijdens het transport van<br />

elektrische energie.<br />

Atoomfysica<br />

Atoommodellen<br />

Continue spectra zijn afkomstig uit voorwerpen waarin de moleculen dicht op elkaar zitten.<br />

Lijnenspectra zijn afkomstig uit gassen die uit één of enkele atoomsoorten bestaan.<br />

De ionisatie-energie geeft aan hoeveel energie minstens aan een atoom moet worden<br />

toegevoerd om het vanuit de grondtoestand in geïoniseerde toestand te brengen.<br />

Atoomtheorie van Bohr:<br />

Een atoom bevindt zich normaal in een grondtoestand met minimale energie<br />

Een atoom kan worden aangeslagen<br />

Bij terugval uit zo‟n aangeslagen toestand wordt een foton uitgezonden: De energie die het<br />

atoom verliest gaat in het foton zitten volgens<br />

E f<br />

h f<br />

Met: h = constante van Planck (6,626∙10 -34 Js) (Binas 7)<br />

f = frequentie van het uitgezonden licht (Hz)<br />

Deze terugval gebeurt spontaan: Spontane emissie.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Er bestaan aangeslagen toestanden waarin een atoom langere tijd kan verkeren, zgn.<br />

Metastabiele toestanden. Wanneer in zo‟n toestand een passend foton passeert zal het<br />

atoom zgn. Gestimuleerde emissie vertonen. Hierop berust de werking van een laser.<br />

Uit een metaal kunnen elektronen op drie manieren worden vrijgemaakt: Thermische<br />

emissie, botsingsemissie en Foto-emissie.<br />

Een zwarte straler is een volkomen zwart voorwerp, dat wil zeggen, alle opvallende straling<br />

van welke golflengte dan ook wordt geabsorbeerd. Er geldt de verschuivingswet van Wien:<br />

<br />

max<br />

T<br />

k<br />

w<br />

Met: λmax = de golflengte van het stralingsmaximum (m)<br />

T = de absolute temperatuur (K)<br />

kw = stralingsconstante van Wien, (Binas 7)<br />

Stralingsenergie wordt uitgezonden in “energiepakketjes”; fotonen.<br />

Voor de energie van een foton geldt:<br />

E f<br />

h c<br />

h f <br />

<br />

Met: h = constante van Planck (Binas 7)<br />

f = frequentie<br />

c = lichtsnelheid<br />

λ = golflengte foton<br />

Foto-elektrisch effect<br />

Foto-emissie gebeurt alleen wanneer de frequentie van het licht dat op het metaal valt<br />

groter of gelijk is aan de grensfrequentie van dat metaal. Als de frequentie hoger is dan de<br />

grensfrequentie (en dus de fotonenergie groter dan de uittree-energie) dan wordt het<br />

restant aan energie als kinetische energie meegegeven aan het vrijgemaakte elektron:<br />

E h f W<br />

k<br />

u<br />

Met: Ek = ontsnappingsenergie van een elektron<br />

Wu = uittree-energie, de minimale noodzakelijke energie voor een elektron om te<br />

ontsnappen.<br />

De Broglie<br />

Bij elk bewegend deeltje hoort een materiegolf:<br />

<br />

h<br />

m v<br />

Röntgenstraling<br />

Ontstaat wanneer elektronen met zeer grote snelheid tegen een stuk metaal aanslaan<br />

Bestaat uit een continu spectrum en een lijnenspectrum samen


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Radioactiviteit<br />

Een atoomkern is opgebouwd uit positief geladen protonen en neutrale neutronen.<br />

In een atoomkern geldt:<br />

A Z N<br />

Met: A = massagetal<br />

Z = atoomnummer<br />

N = aantal neutronen<br />

Isotopen hebben een zelfde atoomnummer maar een verschillend aantal neutronen en dus<br />

een ander massagetal.<br />

Bij kernreacties geldt:<br />

Het totale aantal kerndeeltjes blijft gelijk<br />

De totale kernlading blijft gelijk<br />

Een positron is een elektron met een positieve elementaire lading.<br />

Soorten kernstraling<br />

-straling bestaat uit heliumkernen: 2 protonen en 2 neutronen. -deeltjes hebben<br />

een grote massa, zijn 2-waardig positief geladen, dus een groot ioniserend<br />

vermogen, en hebben een klein doordringend vermogen. De energie van het deeltje<br />

is karakteristiek voor de isotoop.<br />

- -straling bestaat uit zeer snelle elektronen, heeft een kleine massa en is<br />

eenwaardig negatief geladen. Het heeft een groot doordringend vermogen.<br />

+ -straling bestaat uit positronen, de antideeltjes van de elektronen. Alleen de lading<br />

is tegengesteld aan die van een elektron.<br />

Bij K-vangst wordt een elektron uit de K-schil in de kern ingevangen. Dat combineert<br />

met een proton tot een neutron. Wanneer de vrijgekomen elektronplaats weer<br />

opgevuld wordt, ontstaat Röntgenstraling.<br />

-straling bestaat uit elektromagnetische straling, en heeft een zeer groot<br />

doordringend vermogen.<br />

-straling lijkt veel op Röntgenstraling maar Röntgenstraling komt niet uit de kern<br />

van het atoom. Bovendien is Röntgenstraling minder energierijk.<br />

Aantonen van straling<br />

Een badge is een stukje fotografische plaat. Detectie van straling kan alleen<br />

achteraf.<br />

Een bellenvat is een vat gevuld met vloeibaar waterstof. Ioniserende deeltjes zorgen<br />

voor verontreiniging waardoor er dampbelletjes ontstaan die het spoor van het<br />

deeltje markeren.<br />

De Geiger-Müllerteller bestaat uit een cilinder met binnenin een pen. Tussen pen en<br />

wand staat een hoge spanning. Ioniserende deeltjes zorgen voor een doorslag die<br />

geregistreerd kan worden met een teller of een luidspreker.<br />

De dradenkamer is een soort grote GM-teller. Alleen zijn er nu ontzettend veel<br />

draden waartussen doorslag kan optreden.<br />

De activiteit A is het aantal kernen dat per seconde vervalt. De eenheid is de Becquerel<br />

(Bq).


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

De halveringstijd t1/2 is de tijd die het een radioactieve atoomsoort kost om de activiteit<br />

met de helft terug te brengen. Hoe groter de halveringstijd, hoe groter de stabiliteit van<br />

atomen.<br />

1 <br />

A( t)<br />

A(<br />

0)<br />

<br />

<br />

2 <br />

Met: A(t) = activiteit op tijdstip t<br />

A(0) = activiteit op tijdstip t = 0<br />

t<br />

t<br />

1<br />

2<br />

Maar ook is t1/2 de tijd die het kost om het aantal actieve kernen in een preparaat tot de<br />

helft terug te brengen.<br />

1 <br />

N( t)<br />

N(<br />

0)<br />

<br />

<br />

2 <br />

Met: N(t) = aantal actieve kernen op tijdstip t<br />

N(0) = aantal actieve kernen dat op tijdstip t = 0<br />

t<br />

t<br />

1<br />

2<br />

Massa en energie zijn elkaars equivalent en kunnen in elkaar worden omgezet:<br />

E m<br />

c<br />

Met: E = energie<br />

m = massa<br />

c = lichtsnelheid<br />

2<br />

De bindingsenergie is de energie die aan een kern moet worden toegevoegd om de<br />

kerndeeltjes te kunnen scheiden. Ook is het de energie die vrijkomt wanneer een kern<br />

gevormd wordt uit losse nucleonen.<br />

Kernsplijting<br />

Kerncentrales maken gebruik van kernsplijting. Wanneer een langzaam neutron op een U-<br />

235 kern wordt „geschoten‟ breekt deze kern in stukken. De brokstukken hebben een<br />

grotere bindingsenergie per nucleon dan de uraniumkern. Bij dit proces komt dus energie<br />

vrij.<br />

In een kerncentrale wordt de vrijkomende energie gebruikt om water aan de kook te<br />

brengen. Met de stoom die dan ontstaat wordt een turbine aangedreven die elektrische<br />

energie opwekt.<br />

In een kernreactor zitten:<br />

Splijtstofstaven dit is de energiebron van de reactor<br />

Een moderator Vaak wordt koolstof gebruikt. De moderator zorgt ervoor dat de<br />

vrijkomende neutronen afgeremd worden zodat ze een voldoend lage snelheid hebben<br />

om weer een splijtingsreactie te kunnen veroorzaken.<br />

Regelstaven Deze staven vangen de vrijgekomen neutronen in zodat ze geen<br />

splijtingsreactie meer kunnen veroorzaken. De regelstaven kunnen verder en minder<br />

ver in de reactor geschoven worden om zo het vermogen van de reactor te regelen.<br />

Een reactor is kritisch als elke splijtingsreactie weer één nieuwe reactie veroorzaakt.<br />

Kernfusie


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Bij kernfusie worden kleine kernen op elkaar geschoten zodat ze fuseren tot een grotere<br />

kern. De grotere kern heeft een grotere bindingsenergie per nucleon dan de kleine kernen.<br />

Er ontstaat dus energie. Per massa-eenheid is de vrijkomende energie nog vele malen<br />

groter dan bij kernsplijting. Het grote probleem bij het rendabel maken van kernfusie is de<br />

enorme hoeveelheid energie die nodig is om de kleine kernen zó dicht bij elkaar te brengen<br />

zodat ze fuseren.<br />

Stralingsdosis<br />

Deze staat voor hoeveel stralingsenergie er per kg bestraalde massa wordt geabsorbeerd.<br />

De eenheid is de Gray: 1 Gy = 1 J/kg.<br />

Dosisequivalent = stralingsdosis maal kwaliteitsfactor. Eenheid: Sievert: 1 Sv = 1 J/kg.<br />

In Binas tabel 27G en 27H staan verschillende stralingsnormen.


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Compex (alleen voor degenen die meedoen aan het Compex-examen)<br />

Voor het Compex-deel van het examen moet je drie programma‟s beheersen.<br />

COACH 5 Modelleren<br />

Door het maken van een model kun je de werkelijkheid simuleren. Het maken van een<br />

model is erg handig wanneer een situatie niet met een enkele formule op te lossen is.<br />

Voorbeeld: de valbeweging met wrijving.<br />

Als een voorwerp begint met vallen, is de zwaartekracht de enige kracht. Maar zodra het<br />

voorwerp snelheid heeft gekregen, komt daar de wrijvingskracht bij. En hoe sneller een<br />

voorwerp valt, hoe groter de wrijvingskracht wordt.<br />

De truc die je in een model uithaalt is dat je de beweging in hele kleine stukjes knipt en<br />

voor elk stukje de nieuwe waarde van de parameters berekent. Een belangrijk gevolg is dat<br />

in je formules niet alleen maar de grootheden t, x, v enz. voorkomen, maar nu ook t, x,<br />

v enz.<br />

Het werkt zeer overzichtelijk als je eerst de verandering van de grootheid uitrekent, en<br />

vervolgens de verandering bij de oude waarde optelt:<br />

Bijv: x = v * t<br />

x = x + x<br />

Denk eraan: v 2 is sqr(v) en √(m/c) is sqrt(m/c)<br />

Wat moet je met het programma kunnen doen:<br />

Activiteit kiezen<br />

Modelvenster oproepen<br />

Modelregels kunnen lezen en verklaren en aanpassen<br />

Model uitvoeren<br />

Geschikt diagram en klaarzetten in een aangewezen kwadrant, gebruik van formules.<br />

In een scherm met een tabel of diagram: Voor zover noodzakelijk alle bewerkingen in<br />

de uitklaplijst onder de knop „Gereedschappen‟ of bij gebruik van de rechter muisknop<br />

kunnen uitvoeren.<br />

Indien nodig gebruik van de herschaal knop<br />

Model kunnen uitvoeren met behulp van „Simulatie‟ en parameters aanpassen,<br />

resultaat bekijken en<br />

interpreteren. Ook als het model zelf niet zichtbaar is.<br />

Een nieuw diagram maken op basis van formules van bekende grootheden<br />

(bijvoorbeeld Ekin = 1/2mv 2 ) of op basis van nieuw gegeven formules.<br />

Resultaten bewaren en naam geven, Coach afsluiten


http://www.school<strong>samenvatting</strong>.nl/ De site voor <strong>samenvatting</strong>en (en meer)!<br />

Systematic<br />

Je moet dezelfde dingen kunnen als bij Fysische informatica, alleen heb je nu de<br />

mogelijkheid om je systemen te testen. Maak van die mogelijkheid goed gebruik!<br />

Wat moet je met het programma kunnen doen:<br />

Verwerkers op het bord zetten en verwijderen;<br />

Eigenschappen van verwerkers met rechter muisknop kunnen aanpassen;<br />

Verwerkers en elementen met elkaar verbinden (draden trekken) en kunnen<br />

verwijderen;<br />

Uitvoeren van een simulatie met „Run‟;<br />

Schakelaars en sensoren kunnen bedienen;<br />

De referentiespanning van een comparator instellen;<br />

De frequentie van de pulsgenerator instellen;<br />

De cursor als lichtbron, geluidsbron of warmtebron gebruiken (Ctrl-toets, Shift-toets<br />

en Caps Lock-toets);<br />

Resultaten bewaren en naam geven, Systematic afsluiten.<br />

Excel<br />

Het programma Excel wordt gebruikt om mooie diagrammen te maken en om berekeningen<br />

op grote aantallen gegevens uit te voeren. Het zit dit jaar voor het eerst in het Compexprogramma<br />

dus de kans is groot dat er wat mee gedaan wordt. Kijk om te oefenen eens<br />

naar de Compex opgaven van het havo examen van 2006.<br />

Wat moet je met het programma kunnen doen:<br />

Basisvaardigheden zoals:<br />

- cellen, kolommen en rijen selecteren<br />

- invoegen en verwijderen van kolommen en rijen<br />

- cellen opmaken<br />

Grafiek maken, dat wil zeggen:<br />

- de juiste cellen selecteren en een geschikte grafiek maken<br />

- langs de assen de grootheden met bijbehorende eenheid aangeven<br />

- de minimale en maximale waarden op de assen instellen<br />

- de tussenliggende waarden op de assen instellen<br />

- horizontale en verticale rasterlijnen aanbrengen<br />

- het aantal decimalen instellen<br />

- trendlijnen tekenen<br />

Formule aanmaken in een cel (gebruik van „=‟)<br />

P.S. Dat kan een functie zijn die niet in het wiskundepakket zit, zoals de natuurlijke<br />

logaritme („LN‟).<br />

Ook moet de „ALS-functie‟ kunnen worden toegepast.<br />

Formule kopiëren naar onderliggende cellen met de 'sleep-optie'.<br />

Bestand „Opslaan als‟ en naam geven.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!