Laatste berichten
-
23:25
2013 – Augustus Vraag 3
-
23:07
Rood laserlicht 2
-
23:04
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 5
-
15:28
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
12:51
positie 2
-
10:44
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
23 apr
Weerfrustratie 9
-
23 apr
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 15
-
23 apr
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 7
-
23 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
-
23 apr
De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
-
23 apr
projectiel 8
-
23 apr
Verschil tussen deze 2 vragen 5
-
23 apr
[scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
-
22 apr
[wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
-
22 apr
Rotatie van het heelal 41
-
22 apr
Muntje opgooien 14
-
21 apr
Reactiviteit silyl enol ethers 1
-
21 apr
Criterium voor vochtretentie
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Elektron & foton
Moderator: physicalattraction
Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
-
- Berichten: 599
Elektron & foton
Wat gebeurt er als een vrij elektron in contact komt met een foton?
-
- Berichten: 1.750
Re: Elektron & foton
Licht aan de omstandigheden.
Als het electron het foton absorbeerd krijgt het electron een impuls, gelijk aan het impuls van het foton.
Maar met een Gamma foton, kunnen er dan ook 2 nieuwe leptonen ontstaat (Electron -antielectron paar)
er dit zijn pas twee voorbeelden van wat er kan gebeurden.
Het enige wat je er over kan zeggen is dat er een hoop groot heden behouden blijven. (lading impuls, enz enz)
Als het electron het foton absorbeerd krijgt het electron een impuls, gelijk aan het impuls van het foton.
Maar met een Gamma foton, kunnen er dan ook 2 nieuwe leptonen ontstaat (Electron -antielectron paar)
er dit zijn pas twee voorbeelden van wat er kan gebeurden.
Het enige wat je er over kan zeggen is dat er een hoop groot heden behouden blijven. (lading impuls, enz enz)
-
- Berichten: 599
Re: Elektron & foton
Stel dat het eerste gebeurt. Het elektron absorbeert het foton volledig. Hoe kunnen de wet van behoud van impuls en behoud van energie dan gelijktijdig opgaan? Als je eerst de wet van impuls toepast, dan hou je energie over. Waar blijft die energie?
-
- Berichten: 1.750
Re: Elektron & foton
Fundamentele behoudswetten gaan altijd tegelijk op.
Als een los electron een foton absorbeerd. krijgt het zijn energie.
Omdat het foton een impuls heeft en er geen externe kracht aanwezig is, geld er wet van behoud van impuls. en moet het electron (dat eerst stil stond) een snelheid krijgen. zo krijgt het energie in de vorm van beweging. lading blijft natuurlijk ook behouden
Als een los electron een foton absorbeerd. krijgt het zijn energie.
Omdat het foton een impuls heeft en er geen externe kracht aanwezig is, geld er wet van behoud van impuls. en moet het electron (dat eerst stil stond) een snelheid krijgen. zo krijgt het energie in de vorm van beweging. lading blijft natuurlijk ook behouden
-
- Berichten: 599
Re: Elektron & foton
Stel dat er geen reacties plaatsvinden waarbij andere deeltjes ontstaan.
Ik neem een denkbeeldig deeltje.
m = 1 kg
v = 0 m/s
p = mv = 0 kgm/s
K = 0,5mv2 = 0 J
En ik heb een denkbeeldig foton.
E = 1 J
p = 1/c kgm/s
De impuls van het foton gaat over op het elektron...
p = 0 + 1/c = 1/c kgm/s
Zijn snelheid wordt dan...
v = p/m = 1/c m/s
Zijn kinetische energie wordt dan...
K = 0,5mv2 = 1/(2c2) J
Dit is veel minder dan de energie van het foton. Waar blijft de overige energie?
Ik neem een denkbeeldig deeltje.
m = 1 kg
v = 0 m/s
p = mv = 0 kgm/s
K = 0,5mv2 = 0 J
En ik heb een denkbeeldig foton.
E = 1 J
p = 1/c kgm/s
De impuls van het foton gaat over op het elektron...
p = 0 + 1/c = 1/c kgm/s
Zijn snelheid wordt dan...
v = p/m = 1/c m/s
Zijn kinetische energie wordt dan...
K = 0,5mv2 = 1/(2c2) J
Dit is veel minder dan de energie van het foton. Waar blijft de overige energie?
-
- Berichten: 200
Re: Elektron & foton
De foton-electron interactie noemen wetenschappers Compton scattering. Zoek op "compton scattering" en je zult er meer over vinden.
-
- Berichten: 599
Re: Elektron & foton
Bij een voltreffer waarbij de hoek van 'verspreiding' 0° is vindt er dus geen interactie plaats?
Δλ = h/(mec)·(1 - cos θ)
Als θ = 0°, dan Δλ = 0.
De golflengte van het foton verandert niet, dus negeert het elektron het foton. Ik dacht al wel dat de wet van behoud van energie niet mogelijk was als er wél een interactie plaats zou vinden. Klopt het dus als ik zeg dat bij een hoek van 0° geen absorptie kan plaatsvinden?
Δλ = h/(mec)·(1 - cos θ)
Als θ = 0°, dan Δλ = 0.
De golflengte van het foton verandert niet, dus negeert het elektron het foton. Ik dacht al wel dat de wet van behoud van energie niet mogelijk was als er wél een interactie plaats zou vinden. Klopt het dus als ik zeg dat bij een hoek van 0° geen absorptie kan plaatsvinden?
-
- Berichten: 477
Re: Elektron & foton
Dit gaat niet goed. Gebruik:Sybke schreef:Stel dat er geen reacties plaatsvinden waarbij andere deeltjes ontstaan.
Ik neem een denkbeeldig deeltje.
m = 1 kg
v = 0 m/s
p = mv = 0 kgm/s
K = 0,5mv2 = 0 J
En ik heb een denkbeeldig foton.
E = 1 J
p = 1/c kgm/s
De impuls van het foton gaat over op het elektron...
p = 0 + 1/c = 1/c kgm/s
Zijn snelheid wordt dan...
v = p/m = 1/c m/s
Zijn kinetische energie wordt dan...
K = 0,5mv2 = 1/(2c2) J
Dit is veel minder dan de energie van het foton. Waar blijft de overige energie?
\(\left{\begin{array}{rcl}E_{deeltje met ma\ssa m} = m\cdot\gamma(v)\cdot c^2p_{deeltje met ma\ssa m} = m\cdot\gamma (v) \cdot vE_{ma\ssaloos deeltje} = h \cdot \nup_{ma\ssaloos deeltje} = \frac{h \cdot \nu}{c}\end{array}\right\)
In de beginsituatie hebben we:\(E_{fo\ton} + E_{elektron} = h \cdot \nu + m_{elektron}\cdot\gamma(v)\cdot c^2\)
\(p_{fo\ton} + p_{elektron} = \frac{h \cdot \nu}{c} + m_{elektron}\cdot\gamma (v) \cdot v = \frac{h \cdot \nu}{c}\)
(immers, \(v_{elektron} = 0\)
)Na de absorptie hebben we geen foton meer, en dus ook geen fotonische energie;
\(E_{fo\ton} = 0\)
. Volgens de wet van behoud van energie volgt dus:\(E_{\begin} = E_{e\ind} = h \cdot \nu + m_{elektron}\cdot\gamma(v_{\begin})\cdot c^2= m_{elektron}\cdot\gamma(v_{e\ind})\cdot c^2\)
. Hieruit volgt dat \(v_{e\ind} \neq v_{\begin} = 0\)
. Je kunt hieruit zelfs \(v_{e\ind}\)
uitdrukken in \(v_{\begin} = 0\)
, maar daar heb ik niet zo'n in op het moment.De wet van behoud van impuls voor deze situatie ziet er zo uit:
\(p_{\begin} = p_{e\ind} = \frac{h \cdot \nu}{c} = m\cdot\gamma (v_{e\ind}) \cdot v_{e\ind}\)
. Ook hier kan je \(v_{e\ind}\)
weer uit oplossen, maar dat zie je zelf wel.'Moeder, is het al nacht?' vraag ik. Maar er is niemand. Ik ben alleen.
-
- Berichten: 599
Re: Elektron & foton
Dan doe ik het maar op die manier.
In de beginsituatie:
Voor het elektron
m0,e = 9,1093826·10-31 kg
βe = ve/c = 0 c
γ(β = 0) = 1
E0,e = me,0c2 = 8,1871048·10-14 J
pe = γmev = 0 kgm/s.
Voor het foton
λ = 2·10-12 m
Ef = hc/λ = 9,9322276·10-14 J
pf = Ef/c = 3,3130345·10-22 kgm/s
Het electron absorbeert het foton volledig, en je gaat er van uit dat er geen reactie plaatsings waarbij andere deeltjes gevormd worden.
E = Ee + Ef = 1,8119332·10-13 J
Al deze energie gaat in het elektron in de eindsituatie zitten?
γ = E/E0,e = 2,2131551
Hierbij hoort een snelheid die het elektron krijgt
β = v/c = (1 - γ-2)0,5 = 0,8920976 c
v = βc = 267444000 m/s
En nu komt het
p = γmev = 5,3918066·10-21 kgm/s.
Dit is meer dan de impuls van het foton die overgedragen wordt op het elektron. Waar komt die extra impuls vandaan? (zie de dikgedrukte impulsen die gelijk aan elkaar zouden moeten zijn) Of zeg waar ik nu een rekenfout maak, want ik reken relativiteit nu wel mee.
In de beginsituatie:
Voor het elektron
m0,e = 9,1093826·10-31 kg
βe = ve/c = 0 c
γ(β = 0) = 1
E0,e = me,0c2 = 8,1871048·10-14 J
pe = γmev = 0 kgm/s.
Voor het foton
λ = 2·10-12 m
Ef = hc/λ = 9,9322276·10-14 J
pf = Ef/c = 3,3130345·10-22 kgm/s
Het electron absorbeert het foton volledig, en je gaat er van uit dat er geen reactie plaatsings waarbij andere deeltjes gevormd worden.
E = Ee + Ef = 1,8119332·10-13 J
Al deze energie gaat in het elektron in de eindsituatie zitten?
γ = E/E0,e = 2,2131551
Hierbij hoort een snelheid die het elektron krijgt
β = v/c = (1 - γ-2)0,5 = 0,8920976 c
v = βc = 267444000 m/s
En nu komt het
p = γmev = 5,3918066·10-21 kgm/s.
Dit is meer dan de impuls van het foton die overgedragen wordt op het elektron. Waar komt die extra impuls vandaan? (zie de dikgedrukte impulsen die gelijk aan elkaar zouden moeten zijn) Of zeg waar ik nu een rekenfout maak, want ik reken relativiteit nu wel mee.
-
- Berichten: 582
Re: Elektron & foton
Dat lijkt op het invangen van fotonen door electronen die op hun beurt naar een andere baan (energietoestand) springen.Antoon schreef:Fundamentele behoudswetten gaan altijd tegelijk op.
Als een los electron een foton absorbeerd. krijgt het zijn energie.
Omdat het foton een impuls heeft en er geen externe kracht aanwezig is, geld er wet van behoud van impuls. en moet het electron (dat eerst stil stond) een snelheid krijgen. zo krijgt het energie in de vorm van beweging. lading blijft natuurlijk ook behouden
Als het electron weer terugspringt dan zend die weer een foton uit.
Dit fenomeen is te zien als je met UV-licht op bepaalde mineralen schijnt. De mineralen geven dan een mooi zacht licht af in een bepaalde kleur.
Het eerste wiel was echt niet rond
-
- Berichten: 599
Re: Elektron & foton
Mijn vraag is hoe een vrij elektron (een elektron die niet in een baan zit) een foton absorbeert.Dat lijkt op het invangen van fotonen door elektronen die op hun beurt naar een andere baan (energietoestand) springen.
-
- Berichten: 477
Re: Elektron & foton
Ik weet niet zeker of het überhaupt mogelijk is, en als het mogelijk is lijkt mij dat de kans dat het gebeurt zeer klein is, maar als het zo is dat een elektron een foton kan "absorberen", dan zal de fotonische energie voor het elektron niets anders betekenen dan een vergroting van zijn snelheid (en dus zijn kinetische energie). Het foton verdwijnt en er vindt dus een energietransactie plaats, maar ik zou het eigenlijk geen absorptie willen noemen.
'Moeder, is het al nacht?' vraag ik. Maar er is niemand. Ik ben alleen.
-
- Berichten: 599
Re: Elektron & foton
Ja, maar dan gaat de wet van behoud van impuls niet op...., dan zal de fotonische energie voor het elektron niets anders betekenen dan een vergroting van zijn snelheid (en dus zijn kinetische energie). Het foton verdwijnt en er vindt dus een energietransactie plaats.
-
- Berichten: 477
Re: Elektron & foton
Waarom niet? Het impuls van het foton verdwijnt, en het elektron krijgt meer snelheid en dus meer impuls.
'Moeder, is het al nacht?' vraag ik. Maar er is niemand. Ik ben alleen.
-
- Lorentziaan
- Berichten: 1.433
Re: Elektron & foton
Absorptie van een foton door een vrij elektron schijnt niet te kunnen, precies om de reden die Sybke al aangaf: behoud van impuls en behoud van energie zouden in zo'n geval niet samen kunnen gaan. Hier een andere discussie over het onderwerp:
http://www.physicsforums.com/archive/index...p/t-105335.html
Bovendien zou in de voorgestelde interactie het behoud van spin niet gelden. Interactie tussen vrije elektronen en fotonen is wel mogelijk, maar slechts in de vorm dat het foton impuls uitwisselt met het elektron en daardoor een andere golflengte krijgt - het eerder genoemde 'Compton scattering' ( http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase...m/comptint.html ).
http://www.physicsforums.com/archive/index...p/t-105335.html
Bovendien zou in de voorgestelde interactie het behoud van spin niet gelden. Interactie tussen vrije elektronen en fotonen is wel mogelijk, maar slechts in de vorm dat het foton impuls uitwisselt met het elektron en daardoor een andere golflengte krijgt - het eerder genoemde 'Compton scattering' ( http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase...m/comptint.html ).
