E=mc²

Nien stelde deze vraag op 15 december 2017 om 11:02.

Quote

Hoi,

Ik heb een vraag over een opdracht uit het volgende examen: PET-scan (VWO 2 2004-I)

Een positron dringt enkele millimeters door in het weefsel en annihileert dan met een elektron. Daarbij verdwijnen het positron en het elektron en ontstaan twee γ-fotonen met gelijke energieën. Neem aan dat de kinetische energie van de positronen en elektronen vóór de annihilatie verwaarloosbaar is.

- Bereken aan de hand van de verdwenen massa de energie van één γ-foton in eV. Geef de uitkomst in zes significante cijfers.

Mijn vraag is: welke massa is hier precies verdwenen? In de uitwerkingen op natuurkunde.nl gebruiken ze de massa van een elektron, waarbij staat Efoton is equivalent met massa elektron. Dit begrijp ik niet helemaal, een foton heeft toch geen massa en geen lading?

Verder wanneer gebruik je de formule E=mc2 bij vragen over atoom- en kernfysica?

Ik heb deze formule maar heel weinig gebruikt bij het maken van oude opgaven. En vind het dus moeiljk om te bepalen wanneer ik deze formule wel/niet moet gebruiken.

Groetjes Nien
Groet, Nien

Reacties:

Theo de Klerk
15 december 2017 om 12:16
Quote
>Daarbij verdwijnen het positron en het elektron en ontstaan twee γ-fotonen met gelijke energieën

Als deeltje en antideeltje elkaar ontmoeten annihileren ze beide tot straling met E=mc2 met m = massa van beide deeltjes.

Hier is het de massa van elektron en even zwaar positron. Je kunt de massa in Binas terugvinden. Beter nog, diezelfde tabel geeft de massa in eenheden u, kg maar ook de energiewaarde ervan in J en MeV...

De vrijkomende energie crëert twee fotonen. Fotonenergie is E = hf dus f =E/h = mc2/h

Je gebruikt E =mc2 altijd als massa verdwijnt en dit als energie terugkomt. Je kunt massa zien als efficiënte vorm van energie. Benzine is minder efficiënt: bij verbranding komt energie vrij door chemische reactie, maar dat valt in het niet met de energie die vrijkomt als we een druppel benzine helemaal in energie konden omzetten via E=mc2.

Bij kernfusie bijvoorbeeld gaan 4 protonen over in 1 heliumkern. De massa daarvan is minder dan van 4 protonen. Dit "massa-defect" is als energie in de vorm van straling aanwezig. De zon straalt. De wet van energiebehoud geldt dus.

Bij kernsplijting is de beginstof uranium zwaarder dan de twee splijtingsprodukten. De verdwenen massa is in energie omgezet. Dat doen we met kerncentrales.

Bij annihilatie ontstaat alleen maar energie omdat de totale massa van de deeltjes verdwijnt en er energie voor in de plaats komt.
Frans Cuijpers
14 september 2018 om 12:12
Quote
Foton heeft inderdaad geen massa noch lading.

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft vijftien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)