Vraag 11

Vraag 11

Door: Ronald Korporaal | Datum: Zondag 1 april 2018, 08:46 uur

Hier uw reactie.

Antwoord:

Door: Philip Habing | Datum: Donderdag 24 mei 2018, 22:33 uur (Bewerkt op: 24-05-2018 22:38)

eerste bolletje: Constateren dat vanaf de andere kant de energiebarriere hoger is.
Opmerking: .... tunneling energie verloren gaat geen scorepunten toekennen.

Voor zover ik tunneling begrijp, gaat er idd geen energie verloren (opmerking is correct), de amplitude van de GF neemt af in de barriere, tot een lagere waarde aan de andere kant. Het deeltje aan de andere kant heeft dus exact dezelfde energie. En in dat licht: de hoogte van de barriere is -- voor het deeltje -- aan beide zijden dus gelijk.
Maw: Volgens mij is eerste bolletje onjuist en bovendien in strijd met de opmerking.

Volgens mij moet het antwoord zijn: Tim heeft inderdaad gelijk, maar omdat de GF een kleinere amplitude heeft rechts, 'dooft' deze nog verder uit bij passering weer terug naar links. maw: de kans dat ie terug aan de linkerkant is, is erg klein.

(Ik schat dat het antwoord en eerste bolletje een klassieke uitleg hanteert: Het deeltje is nu op de bodem van de put aan de rechterzijde, en dan is de barriere om overheen te gaan inderdaad veel hoger.)

Of zie ik iets over het hoofd?

Door: Garmt de Vries-Uiterweerd | Datum: Donderdag 24 mei 2018, 23:03 uur

Ik heb ook wat moeite met het gegeven antwoord. De totale energie van het deeltje blijft inderdaad gelijk. Het verschil tussen de top van de barrière en de energie van het deeltje is dus ook constant.

Wat vinden jullie trouwens van het volgende antwoord?

In de grafiek staat Epot uitgezet. Totale energie is constant. Rechts van de barrière is Ekin dus groter. Dat betekent een kleinere golflengte, zodat de barrière in verhouding tot de golflengte breder is voor "terugtunnelen". Die kans is daardoor kleiner.

Door: Harts | Datum: Donderdag 24 mei 2018, 23:17 uur

"Volgens mij moet het antwoord zijn: Tim heeft inderdaad gelijk, maar omdat de GF een kleinere amplitude heeft rechts, 'dooft' deze nog verder uit bij passering weer terug naar links. maw: de kans dat ie terug aan de linkerkant is, is erg klein."

De laatste opmerking lijkt me onjuist. Het hoeft niet hetzelfde deeltje te zijn dat naar links tunnelt, maar 'n deeltje dat met dezelfde energie van rechts naar links tunnelt. Voor zo'n deeltje.....

Door: Borgonjen | Datum: Donderdag 24 mei 2018, 23:32 uur

Ik denk dat een deeltje dat door de barriere tunnelt daarbij inderdaad niet onmiddelijk energie hoeft te verliezen.
Echter: aangekomen aan de rechterkant met daar een lager vrij energieniveau? Gauw omlaagvallen.
Zoals de ladingdragers in een LED dat ook doen (en daarbij licht uitzenden)

Een van mijn leerlingen zegt erover: "energieniveau rechts is lager, dus dit is als een exoterme reactie. Voor de weg terug is veel meer energie nodig".

Sterker nog: zit het rechts onder het niveau links, dan lukt ook tunnelen de andere kant op niet meer. Net zo min als ladingdragers in de LED weer terugkeren.

Ik wil de opmerking hiermee dan ook bestrijden: Ik denk dat het energieverlies rechts essentieel is om de weg terug af te sluiten.

Door: Garmt de Vries-Uiterweerd | Datum: Donderdag 24 mei 2018, 23:43 uur

De opmerking gaat over het idee dat het tunnelen an sich energie kost, niet over wat er daarna gebeurt.

Door: Ockhorst | Datum: Vrijdag 25 mei 2018, 09:21 uur

Het hoeft inderdaad niet hetzelfde deeltje te zijn dat de andere kant op tunnelt, maar 'terug tunnelen' suggereert dat wel. Dus een leerling kan met die aanname zeggen: kleine kans x kleine kans = nog kleinere kans...

Door: Heere-Alkemade | Datum: Vrijdag 25 mei 2018, 12:53 uur

Bij mij zegt een leerling dat een getunneld deeltje verhuist naar OH (staat in opgave) en dat door de binding die het daar aangaat het niet meer terug kan tunnelen.

Door: Buchem | Datum: Zaterdag 26 mei 2018, 10:23 uur

Ik zou (ook) zeggen: het energieniveau rechts ligt op dezelfde hoogte als links, (de amplitude van de golffunctie is door het tunnelen exponentieel afgenomen), de te nemen energiebarriere (afstand tot de top van de obstructie) is gelijk. De potentiele energie is echter lager, daarmee (energiebehoud) de kinetische energie hoger, de golflengte kleiner en de tunnelkans ook.

Door: Liliane Bouma-Ploumen | Datum: Zaterdag 26 mei 2018, 21:09 uur (Bewerkt op: 26-05-2018 21:10)

Het is hier onduidelijk wat in de grafiek staat, er staat nergens een uitleg. Alleen van Ea. het lijkt de lijn van de potentiele energie van de deeltjes samen. Zoals eerder hierboven gezegd moet hierbij de kinetische energie worden opgeteld om de totale energie te krijgen. Die is aan beide kanten gelijk omdat geen energie verloren gaat uit dit systeem, of in de barriere.

Ik heb even niet helder of we er een algemeen geldige definitie hebben van de hoogte van de barriere. Ik dacht dat dit het verschil tussen maximum potentiele energie en totale energie is. Dan is die aan beide kanten gelijk en het antwoordmodel niet correct geformuleerd. Of mag je ook zeggen dat de hoogte van de barriere het verschil tussen de niveaus van potentiële energie is? 

Een verklaring voor het niet net zo snel terug tunnelen vind ik in: Na het tunnelen is de kinetische energie groter dan ervoor, en altijd groter dan nul. Dus de onderlinge snelheid is groter, en zelfs moeten de deeltjes H2O en H van elkaar af bewegen. En dan lukt terug tunnelen dus niet meer. Er is een kans dat deze H met een andere H2O interactie krijgt, maar die kans is veel kleiner dan 1.

Door: Ockhorst | Datum: Zondag 27 mei 2018, 18:12 uur (Bewerkt op: 27-05-2018 18:26)

Over de assen: de gewoonte is (zie ook binas) dat een vrij deeltje zonder kinetische energie een energie van 0 Joule heeft. Dat is niet het geval in dit plaajte. Ik denk dat alles wordt gemeten ten opzichte van een gebonden toestand OH + H2 maar het is dan moeilijk om iets te zeggen over de kinetische energie van de deeltjes.

Ik vind de extra opmerking in het CV wat flauw. Het is weliswaar correct, tegelijkertijd moet er wel ergens energie vrijkomen om H2O te vormen. Ik weet niet of dat instantaan gebeurt of dat er even een tussensituatie is waarin de binding nog niet gevormd is. (Het zal in de praktijk vast neerkomen op het gegeven diagram, maar is dat inzicht hier ook van de leerling te verwachten?)