Reacties
Jan van de Velde
op
18 februari 2024 om 20:44
Anne
Klopt het dat de energie die overeenkomt met het massadefect een totaal is van allerlei verschillende vormen van energie ?
Dag Anne,
Houd het liever simpel: kernenergie (via E=mc² gelinkt aan dat massadefect) kan vrijkomen in meerdere vormen van energie. De vormen die je noemt vooral. Noem daarbij liever gamma en röntgen niet apart: Dat zijn allebei vormen van stralingsenergie, net als zichtbaar licht en infrarood etc. . Dan is daar nog de kinetische energie, bijvoorbeeld van vrijkomende alfa- of betadeeltjes. En als je dan even later gaat kijken, de gamma's geabsorbeerd, de alfa's tot helium geworden en de beta's tot huis-tuin-en-keuken-elektronen, rest er slechts warmte. Zoals elke energieomzetting uiteindelijk eindigt.
Anne
of "elektromagnetische straling" eigenlijk als oorsprong heeft dat het afkomstig is uit atomen ? Dat het ontstaat door de beweging van elektronen om de kern van een atoom ?
Onder andere, maar eigenlijk maar voor een betrekkelijk klein deel. Zolang die elektronen gewoon braaf om de kern bewegen gebeurt er trouwens niks.
- Gamma's komen uit de atoomkern bij vervalgebeurtenissen;
- Röntgen ontstaat typisch als hoogenergetische elektronen ergens tegenop botsen, heel sterk versnellen dus
- UV, zichtbaar licht en IR wèl vooral uit die elektronen rond de atoomkern, als die elektronen (terug)vallen van een hoger naar een lager energieniveau,
- en tenslotte de radiogolven, uit versnellende elektronen, bijvoorbeeld in antennes (maar ook het stekkersnoer bij jou in de buurt zendt vanwege de wisselspanning van het lichtnet elektromagnetische straling in het radiogebied uit)
Allemaal elektromagnetische straling, allemaal familie van elkaar. De energie van de bron bepaalt de golflengte en daarmee ook de "soort" straling.
Groet, Jan
Jaap
op
18 februari 2024 om 21:10
Dag Anne,
Ja, de energie die overeenkomt met het massadefect is een totaal van allerlei vormen van energie.
• Voorbeeld: fusie van waterstofkernen. De totale massa is na de fusie kleiner dan ervoor. De verdwenen massa is omgezet in extra kinetische energie van de betrokken deeltjes, ofte wel extra inwendige energie van het fuserende materiaal. Dat merken we als een hogere temperatuur. De materie gaat thermische elektromagnetische uitzenden. Denk aan de 'zwarte straler' van een Planck-kromme, Binas tabel 22. Als de temperatuur hoog genoeg is, zendt de materie ook röntgenstraling of gammastraling uit.
• Voorbeeld: een volle batterij heeft meer massa dan dezelfde batterij als hij leeg is. De verdwenen energie is omgezet in elektrische energie, waarmee elektronen hun ding doen in een aangesloten apparaat.
Massa is equivalent met energie, ongeacht de soort energie.
Elektromagnetische straling kan haar oorsprong hebben in atomen.
• Als een elektron om een atoomkern beweegt, verandert het voortdurend van richting. Dat wil zeggen: het elektron voert een versnelde beweging uit. Tot het jaar 1913 dacht men dat dit noodzakelijk betekende dat het atoom (of het elektron) elektromagnetische straling uitzendt. Probleem: dan zou de energievoorraad al snel uitgeput raken en zou het elektron op de kern belanden. Dat gebeurt niet zo.
Niels Bohr opperde in 1913 zijn atoommodel: als een atoom overgaat van een aangeslagen toestand naar een lagere energietoestand, wordt elektromagnetische straling (een foton) uitgezonden. Tot aan de overgang beweegt het elektron wel om de kern, maar zendt het (rara, hoe kan dat) geen straling uit.
• Andere situatie: als in een röntgenbuis versnelde elektronen op het metaal van de anode komen, worden die elektronen door het ion-rooster van de anode sterk afgeremd en wordt röntgenstraling uitgezonden.
Elektromagnetische straling kan ook anders ontstaan.
• Gammastraling uit een atoomkern als een instabiele kern vervalt.
• In een elektronenlaser voeren elektronen een golvende, dus versnelde beweging uit. Hierbij zenden ze elektromagnetische straling uit, zonder dat er atomen aan te pas komen.
• In de ruimte worden elektronen hier en daar zo sterk door magnetische velden versneld, dat ze elektromagnetische straling uitzenden. Het zijn vrije elektronen, niet gebonden aan een atoomkern. Dit is de oorsprong van veel radiogolven, die we op aarde kunnen waarnemen. Een voorbeeld is de synchrontronstraling die wordt uitgezonden door delen van de Krabnevel. Dat is een wolk die is overgebleven nadat een zware ster in het sterrenbeeld Krab in het jaar 1054 eindigde met een supernova.
https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation
https://nl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B6ntgenstraling
https://en.wikipedia.org/wiki/Crab_Nebula
Groet, Jaap
Ja, de energie die overeenkomt met het massadefect is een totaal van allerlei vormen van energie.
• Voorbeeld: fusie van waterstofkernen. De totale massa is na de fusie kleiner dan ervoor. De verdwenen massa is omgezet in extra kinetische energie van de betrokken deeltjes, ofte wel extra inwendige energie van het fuserende materiaal. Dat merken we als een hogere temperatuur. De materie gaat thermische elektromagnetische uitzenden. Denk aan de 'zwarte straler' van een Planck-kromme, Binas tabel 22. Als de temperatuur hoog genoeg is, zendt de materie ook röntgenstraling of gammastraling uit.
• Voorbeeld: een volle batterij heeft meer massa dan dezelfde batterij als hij leeg is. De verdwenen energie is omgezet in elektrische energie, waarmee elektronen hun ding doen in een aangesloten apparaat.
Massa is equivalent met energie, ongeacht de soort energie.
Elektromagnetische straling kan haar oorsprong hebben in atomen.
• Als een elektron om een atoomkern beweegt, verandert het voortdurend van richting. Dat wil zeggen: het elektron voert een versnelde beweging uit. Tot het jaar 1913 dacht men dat dit noodzakelijk betekende dat het atoom (of het elektron) elektromagnetische straling uitzendt. Probleem: dan zou de energievoorraad al snel uitgeput raken en zou het elektron op de kern belanden. Dat gebeurt niet zo.
Niels Bohr opperde in 1913 zijn atoommodel: als een atoom overgaat van een aangeslagen toestand naar een lagere energietoestand, wordt elektromagnetische straling (een foton) uitgezonden. Tot aan de overgang beweegt het elektron wel om de kern, maar zendt het (rara, hoe kan dat) geen straling uit.
• Andere situatie: als in een röntgenbuis versnelde elektronen op het metaal van de anode komen, worden die elektronen door het ion-rooster van de anode sterk afgeremd en wordt röntgenstraling uitgezonden.
Elektromagnetische straling kan ook anders ontstaan.
• Gammastraling uit een atoomkern als een instabiele kern vervalt.
• In een elektronenlaser voeren elektronen een golvende, dus versnelde beweging uit. Hierbij zenden ze elektromagnetische straling uit, zonder dat er atomen aan te pas komen.
• In de ruimte worden elektronen hier en daar zo sterk door magnetische velden versneld, dat ze elektromagnetische straling uitzenden. Het zijn vrije elektronen, niet gebonden aan een atoomkern. Dit is de oorsprong van veel radiogolven, die we op aarde kunnen waarnemen. Een voorbeeld is de synchrontronstraling die wordt uitgezonden door delen van de Krabnevel. Dat is een wolk die is overgebleven nadat een zware ster in het sterrenbeeld Krab in het jaar 1054 eindigde met een supernova.
https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation
https://nl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B6ntgenstraling
https://en.wikipedia.org/wiki/Crab_Nebula
Groet, Jaap
