[natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

enszien

Op een toets hadden we volgende vraag:

Hoeveel energie is er nodig om 1 H-atoom van grondtoestand naar het hoofdenergieniveau 4 te brengen? Welke lichtfrequentie hebben we daarvoor nodig?

Ik weet totaal niet hoe ik dit moest oplossen, kan iemand mij helpen?

StrangeQuark

Weet je ongeveer hoe het verhaal werkt? Elektronen draaien om een atoom kern heen in discrete banen. Ze kunnen naar een hogere baan geschopt worden als ze genoeg energie binnen krijgen. Je moet dus eerst weten hoeveel energie er nodig is om een elektron in die baan te brengen. Heb je ergens in je boek iets daarover staan (iets met een 13,6 eV en een n² misschien?) Als je de hoeveelheid energie van die baan bekijkt en je trekt daar de energie die een elektron heeft in de grond toestand vanaf, dan weet je het energie verschil (als iets eerst 20 graden is en daarna 50 graden celsius dan is het temperatuursverschil 30 graden celsius).

Dit energie verschil is volgens een bepaalde wet met een 'h' (constante van Planck) erin om te schrijven naar een licht frequentie.

enszien

Efoton = E2-E1 = h . v (v = frequentie van de straling)

= En4 - En1 = h . v

Maar hoe bereken je v?

Kan dit?:

m van H = 1

c (lichtsnelheid) = 3.10^8 m/s

h = 6,626.10^-34 J.s

v = mc²/h

En dan E = h.v

Kan dit???

StrangeQuark

Ik snap niet precies wat je hier aan het doen bent (heb je trouwens ook de rest van mijn post gelezen?).

Laten we stap voor stap dit aanpakken. Hoe bereken je de verschillende energie niveaus voor waterstof. Heb je ergens in je boek een formule staan die je daarbij helpt? Hoe weet je wat het 4e energie niveau is? Mag je je binas gebruiken?

enszien

wat is een binas?

StrangeQuark

Ah, nu begrijp ik wat je hier zegt:

m van H = 1

c (lichtsnelheid) = 3.10^8 m/s

h = 6,626.10^-34 J.s

De massa van waterstof is 1? Bedoel je daar 1 kilogram of 1 gram of 1 zandkorreltje, of 1 stone of 1 pond of 1 wat dan ook.

Luister enszien, ik denk dat jij heel graag heel erg snel geholpen wil worden, maar als je nu even rustig de tijd neemt, dan willen meer dan genoeg mensen je helpen, maar dan moet je echt iets duidelijker gaan schrijven. Het is noduidelijk wat je bedoelt. En als je de energie via E=mc2 berekent van waterstof dan ben je bezig een antimaterie bom te bouwen, dit kan niet.

Je moet de energie verschillen weten tussen de banen van waterstof, dat energie verschil is inderdaad in te vullen in E=hv. Dit geeft je dan de frequentie nu (dat v'tje)

Ah een binas, is een boek wat je krijgt in de bovenbouw van de middelbare school, maar dat heb je dus niet. ER staan allerlei formules in en dergelijke.

Goed in jouw boek, staat daar iets over de energie niveaus van waterstof? Wat is je op dit moment duidelijk? Hielp mijn verhaaltje in post 2 iets? Bedenk ik kan niet in jouw hoofd kijken.

enszien

Ik weet totaal niet hoe ik hieraan moet beginnen.

Maar H heeft 4 hoofdkwantumgetallen

v = ΔE/h

StrangeQuark

Mmmh, dit wordt wel heel lastig zo, als jij mij de hele tijd geen formules geeft die je in je boek hebt staan dan weet ik natuurlijk niet wat je wel of niet mag gebruiken. Ook als je nauwelijks antwoord geeft op vragen als: heeft mijn tweede post iets geholpen, dan wordt het al helemaal lastig.

Nog een keertje:

Je hebt een proton en daaromheen zweeft een elektron. Hoe meer energie het elektron heeft, hoe verder van het proton het gaat zweven. Dus als het elektron meer energie heeft, neemt de afstand tussen het elektron en het proton toe. Het elektron gaat naar een hogere baan. Deze banen zijn echter op discrete afstanden om het proton heengelegd. Dus je kan maar alleen op hele bepaalde afstanden van het proton zitten genaamd energie niveaus. De manier voor een elektron om meer energie te krijgen is door het absorberen van een foton. Een foton vliegt op het waterstof af en duwt het elektron in een hogere baan doordat het foton energie afgeeft aan het elektron. De energie van een foton is afhankelijk van de frequentie met E=hv waar energie in Joules is, en de h is de planck constante 6,6e-34 Joule*s.

Het elektron zal dus om naar het vierde energie niveau te gaan een bepaalde hoeveelheid energie nodig hebben. Precies het energie verschil tussen de vierde baan en de 1e baan. Dit energie verschil is dus de E in Joule. Je zult dus nu het energie niveau van het vierde hoofdquantum getal moeten weten. Zoals ik al vroeg heb je in je boek een formule staan ongeveer als: E_n= -13,6 eV / n²?

Dat verteld je namelijk wat de energie is van elk energie niveau n. Jij moet n=4 dus hebben, dat verteld je hoeveel energie dat niveau heeft, dat energie verschil moet gemaakt worden met een foton. Dus E₁-E₄ is de energie van het foton. Dat vul je in in de formule (wel nog eV naar Joule omrekenen) en dan heb je de frequentie.

Voordat je verder post, beantwoord alsjeblieft ook even de vragen die ik je gesteld heb.

enszien

2n²

n=4 en n=1

32-2=30

E=h.v

E= 6,626.10^-34J.s . 30

E= 1,9878.10^.32

Kan dit?

StrangeQuark

Ik neem aan dat je mijn vorige post nog niet gelezen hebt. En serieus wat bedoel je met 2n, ik ben mijn uiterste best aan het doen om je te helpen, kan je dan in ieder geval met volledige zinnen praten? Ik studeer natuurkunde maar snap echt niet wat je met 2n bedoelt.

enszien

En= -13,6 eV / n2

Deze formule ken ik niet...

2n was een foutje, is weg ondertussen

StrangeQuark

Ja dat moet je mij niet kwalijk nemen, ik weet niet welke formules in je boek staan. Dat heb ik al een aantal keer gevraagd. Natuurlijk is het geen probleem dat je er niet uitkomt en ik snap dat het HEEL moeilijk is om vragen te beantwoorden als je helemaal niet weet hoe je moet beginnen, maar je negeert wederom hele verhalen waar ik moeite doe voor jou. Snap je dat dat vervelend kan zijn? Kan je op deze vraag in ieder geval ja of nee antwoorden? DAt ik weet dat je mijn **** wel leest?

Snap je in ieder geval het hele verhaal wat ik uit heb gelegd over het waterstof atoom? Welke formules staan in je boek bij het hoofdstuk wat je aan het bestuderen bent?

enszien schreef:2n²

n=4 en n=1

32-2=30

E=h.v

E= 6,626.10^-34J.s . 30

E= 1,9878.10^.32

Kan dit?

Wat ben je hier in vredesnaam aan het doen? Je wilt toch een frequentie berekenen? Je vult nu de frequentie 30 in. Die v is geen nederlandse [vee] he? Dat weet je toch? Die rare v in je boek is een griekse nu en staat voor frequentie. Je moet dus energie verschil tussen de grondtoestand berekenen en het 4e energie niveau, Dat energie verschil is je E die je in E=hv stopt, hieruit kan je de v berekenen.

enszien

Het verhaaltje van het waterstofatoom begrijp ik. En bedankt dat je me helpt.

De formules die ik ken:

E = h.v

ΔE=En2-En1 = h.v

Efoton = R.(1/n1^2 - 1/n2^2) (R = Rydbergconstante = 2,18.10^-18J)

StrangeQuark

Ah kijk, nou komen we ergens, als je dit meteen in het begin had gezegd, had ik je meteen kunnen helpen. De formules:

E=h.v verteld hoeveel energie een foton heeft. De energie van een foton is ALEEN afhankelijk van de frequentie (v), dus hoe hoger de frequentie, hoe hoger de energie van een foton.

Hoe hoger de energie (frequentie) van een foton hoe hoger het een elektron kan schoppen. Hoe hoger een electron geschopt wordt deste groter het energie verschil is tussen de twee banen. Dus het energie verschil van een elektron is gelijk aan het verchil in energie niveaus. De formule die ik je gaf met die 13,6eV is gelijk aan de formule die jij hebt gegeven met de Rydbergconstante.

ΔE=En2-En1 = h.v Deze formule zegt dus dat het verschil in energie tussen de energie banen van een elektron gelijk is aan een bepaalde frequentie foton. Immers het energie verschil wordt uitgestraald in de vorm van een foton als het elektron naar een lagere baan gaat, of het elektron gaat naar een hogere baan als het een foton binnen krijgt met de goede energie.

Om nu het energie verschil tussen de verschillende energie niveaus te bepalen in het waterstof atoom, hebben we de laatste formule nodig.

\(E_{foton}=Ry \cdot \left(\frac{1}{n_{1}^{2} }- \frac{1}{n_{2}^{2} } \right) \)

Deze verteld dus wat de verschillende energien zijn van de verschillende energie niveaus. In het begin van de twintigste eeuw kwam men er achter dat een waterstof atoom energie niveaus heeft die als volgt gaan. Het eerste energie niveau heeft -13,6 eV aan energie, het tweede energie niveau was 4x zo laag, het derde energie niveau was 9x lager, enz. enz. Men had ontdekt dat de energie van de niveaus dus kwadratisch afnam.

Dus samengevat. Een foton met energie hv botst op een elektron, dat elektron gaat naar de 4e energie baan, kennelijk had het foton genoeg energie om het elektron zo ver omhoog te duwen. De energie nodig om naar de 4e baan te gaan wordt gegeven door:

\(E_{foton}=Ry \cdot \left(\frac{1}{n_{1}^{2} }- \frac{1}{n_{2}^{2} } \right) = Ry \cdot \left(\frac{1}{1^{2} }- \frac{1}{4^{2} } \right)=Ry \cdot \left( 1 - \frac{1}{16} } \right)\)

Dit is dus de energie van het foton (is dat duidelijk?). Maar welke frequentie hoort bij deze energie? Dat kan je berekenen met E=hv, vul de h en de E in en je kan de v berekenen.

Is dat duidelijker?

enszien

R.(1/n1^2 - 1/n2^2) = E

2,18.10^-18J . (1/1 - 1/16) = E

E = 2,04375.10^-18

E = h.v

E/h = v

v = 3,084.10^-53

Zou dit kunnen?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

[natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen

Re: [natuurkunde] Lichtfrequentie nodig om elektron in hogere sferen te brengen