scanning tunneling microscoop

anoniem stelde deze vraag op 12 februari 2018 om 19:46.

Hallo!

Bij vraag 31 van deze examenopgaven over de scanning tunneling microscoop (zie bijlage) liep ik tegen een probleem aan. Ik vraag mij af of ik het nou gewoon verkeerd interpeteer, het principe van de stm niet begrijp of dat de vraag onduidelijk is. 
Ik dacht namelijk dat, omdat de elektronen als een soort hobbeltjes gezien kunnen worden de afstand d steeds in principe wel constant blijft, maar dat de naald meer moet worden ingetrokken om te compenseren. Dus bij een hoog hobbeltje hoger moet om de afstand d weer gelijk te houden. Oftwel dat de naald mee beweegt met de hobbeltjes. Volgens het antwoord model, is de afstand 'd' echter wel een variable. 
Ik hoop dat iemand mij kan helpen met hoe dit zit. 

Alvast Bedankt!

groetjes,

Bijlagen:

Reacties

Theo de Klerk op 12 februari 2018 om 20:06
Heel kort door de bocht wordt de afstand d gelijk gehouden zodat de stroomsterkte (het aantal elektronen dat overspringt) gelijk blijft.
Als het scanpreparaat ineens een heuvel heeft, wordt de afstand d kleiner. De stroom neemt dan sterk toe (de waarschijnlijkheid over de kleinere afstand d te springen neemt toe). Om dat te corrigeren wordt de microscoop punt omhoog bewogen tot de stroomsterkte weer de oude vaste waarde heeft.
Er wordt bijgehouden hoeveel de microscooppunt omhoog of omlaag beweegt en daarmee komt het oppervlak van het scanpreparaat aan het licht.

In meer normale maten zou je kunnen denken aan een hobbelige vloer.
Je houdt een houten lat (vaste lengte d) vast waar bovenop een potlood zit.
Je gaat nu met die lat langs de plint onderaan de muur en volgt met de lat de hobbels in de vloer. Op de wand zie je dan met het potlood een tekening van de hobbelige vloer.
Anoniem op 12 februari 2018 om 20:27
Bedankt voor uw antwoord. 

Maar in principe wordt de afstand d toch constant gehouden, juist door het intrekken en uitgaan van de naald? Persoonlijk vind ik namelijk dat het stukje boven de vraag waarin staat dat de afstand d wordt aangepast verwarrend, aangezien deze afstand volgens mij constant is. Het enige dat in mijn inziens verandert is de naald die in en uit gaat om d constant te houden...
Theo de Klerk op 12 februari 2018 om 20:59
De naald gaat zonder invloeden "gewoon" horizontaal boven het oppervlak.
Afstand d. Maar als er ineens een heuveltje op het oppervlak komt, dan is d kleiner geworden. De stroom neemt dan toe. Dat is een teken om de naald op te tillen totdat de afstand weer d geworden is en de stroom terug op de standaard stroomsterkte. De mate waarin de naald omhoog is gegaan wordt geregistreerd en gebruikt om aan te geven dat op het oppervlak daar dus een heuvel zit.

Als de heuvel voorbij is is de afstand d ineens te groot. De stroom wordt te klein. De naald wordt dan weer naar beneden bewogen tot de stroom weer de standaard waarde heeft.

Er wordt dus getracht de afstand d steeds hetzelfde te houden. Men doet dit door de gemeten stroom gelijk te houden door verhoging of verlaging van de naald. Die correctie omhoog/omlaag geeft aan hoe hobbelig het gescande oppervlak is.

De vraagtekst is wat misleidend en met  elders in tegenspraak:
De tunnelstroom wordt It constant gehouden. Dit gebeurt door de afstand d aan te passen
Men probeert I gelijk te houden en dat kan alleen maar om d steeds tot dezelfde waarde terug te brengen als door een heuvel of dal op het oppervlak die waarde kleiner resp groter wordt.
Jan van de Velde op 12 februari 2018 om 21:03
dag Anoniem,

die afstand IS niet constant. Geen verandering van "d" zou een perfect vlak oppervlak betekenen, en dat kan niet op atomair niveau. Wel wordt, zodra d kleiner wordt, de gemeten stroom groter. Met dát signaal wordt de naald wat ingetrokken tot de stroom en daarmee d weer de oorspronkelijke waarde heeft. Zo blijft de naald dus toch redelijk netjes op een afstand d het oppervlak volgen.

Maar je hebt in zoverre gelijk dat de tekst wat helderder zou kunnen op dit gebied. Dat d wordt aangepast om d constant te houden leest wat raar. De hoogte van de naald ten opzichte van een referentiehoogte wordt continu aangepast om d zo constant mogelijk te houden.

Groet, Jan
Anoniem op 12 februari 2018 om 21:15
Volgens mij houden we er dan hetzelfde idee op na. Maar nu vind ik dus dat de bijgegeven informatie bij de examenvraag onduidelijk is. Namelijk als de afstand d 3 is op horizontaal opp. is de stroom bv. 12A (willekeurige getallen) en er komt in eens een heuveltje waardoor de stroom toeneemt omdat de punt nu dichter bij het opp zit, zal de punt intrekken en worden bijgesteld naar de afstand van d=3, zodat de stroom ook weer die 12A is. Nu vind ik dst de afstand d, dan dus eigenlijk niet veranderd. De verandering dit hem in het intrekken naald om de afstad weer goed te maken.
Ik hoop dat u mijn gedachtengang snapt en mij kunt vertellen of ik hier een punt heb, of dat ik er naast zit. 

Bedankt. 
Anoniem op 12 februari 2018 om 21:19
Ho ik zie dat er alweer een antwoord is! 
Ik stelde deze vragen met betrekken tot een toets op school met deze vraag. Ik was toen erg verward door de bijgeleverde tekst en heb toen olk geen correct  antwoord kunnen formuleren. Ik hoopte via deze vraagbaak een beetje inzicht te kijken of ik ergens in mijn recht sta betreft de onduidelijke tekst. 

Bedankt voor de antwoordenan
Jan van de Velde op 12 februari 2018 om 21:57

Anoniem plaatste:

 "of ik ergens in mijn recht sta "
Recht is een groot woord. Wat hier staat is niet fout. Zonder een verandering van d kan de hoogte van de naald niet worden aangepast, dus een d die niet constant is is een regeltechnische noodzaak en -onvermijdelijkheid. De tekst verdient niet de schoonheidsprijs, maar een tekst die door niemand verkeerd te interpreteren valt is niet te schrijven. 

Iedereen doet het met dezelfde examentekst, met alle eventuele onvolkomenheden. In die zin wordt iedereen dus gelijk behandeld. Individueel valt er geen recht te halen in dezen. Soms worden vragen achteraf geannuleerd (d.w.z. er wordt dan meestal besloten om iedereen de volle punten voor zo'n vraag toe te kennen, ongeacht het antwoord of zelfs het ontbreken daarvan). 

Groet, Jan
anoniem op 12 februari 2018 om 22:18
Ja, daar zit wat in. Toch ben ik van mening dat dit wel een erg verwarrende tekst is. Desondanks mijn mening, zal er vast niet besloten worden dat de vraag wordt geannuleerd. 

groetjes,
Theo de Klerk op 12 februari 2018 om 23:19
Het is allemaal wat water naar de zee dragen. Examen is voorbij, punten zijn uitgedeeld, mensen zijn geslaagd of gezakt.
Een vraag kan meestal niet uitmaken of iemand slaagt of zakt. Want dan bepalen alle vakken tezamen de uitkomst.
Als een vraag in je voordeel of nadeel uitvalt betekent dat het examen als geheel maar marginaal gehaald of net niet gehaald is en de kandidaat niet overtuigend het diploma verdient.

Maar... da's mijn mening. De houding en uitslag van de examencommissie is hierbij als enige van belang.
Anoniem op 13 februari 2018 om 08:57
Gelukkig gaat het niet over het Centrale Examen, maar over een School Examen, waarin wij getoetst worden met oude examenvragen. Voor het CE zou het aankaarten van deze dat deze vraag onduidelijk is, veeel te laat zijn, maar gewoon simpel aankaarten bij mijn docent, vind ik niet heel raar. Het gaat dan dus ook niet om een diploma, maar eventueel om een paar puntjes voor een hoger cijfer.
Theo de Klerk op 13 februari 2018 om 10:49
De tekst verdient geen schoonheidsprijs. De uitleg in de vraag (plus wat je over het onderwerp wordt geacht te weten) geven m.i. voldoende aan dat d naar een vaste waarde wordt teruggebracht als dit tijdens het scannen verandert. 

Als docent zou ik de vraagtekst proberen eenduidiger te maken voor een volgende keer maar voor nu geen verandering in punten overwegen. 

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Clara heeft vierentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)