Kijken met elektronen of straling? (quantum)

Onderwerp: Quantumwereld

Er zijn verschillende microscopen, welke kunnen we het best gebruiken?

Deze opgave komt uit de lesmethode Pulsar (3e editie) Natuurkunde 6 vwo leerboek, uit het hoofdstuk Quantumfysica. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

In plaats van elektronen met een kleine golflengte, kan ook elektromagnetische straling met een kleine golflengte gebruikt worden voor het bestuderen van materie.

Vraag a. Bereken de golflengte van elektronen met een energie van 100 keV.

  $\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{\sqrt{2 \cdot m_e \cdot E_k(J)}} = \frac{6,\!64 \cdot 10^{-34}}{\sqrt{2 \cdot 9,\!1 \cdot 10^{-31} \cdot 1,\!6 \cdot 10^{-19} \cdot E_k(eV)}} \rightarrow$

$\lambda = \frac{1,\!2 \cdot 10^{-9}}{\sqrt{E_k(eV)}}$

Invullen geeft:

$\lambda = \frac{1,\!2 \cdot 10^{-9}}{\sqrt{100 \cdot 10^{3}}} = 3,\!8 \cdot 10^{-12} \text{ m} = 3,\!8 \text{ pm}$

Vraag b. Beschouw elektromagnetische straling met dezelfde golflengte als in a. Welke soort elektromagnetische straling heb je dan?

Gammastraling

Vraag c. Waarom is deze straling minder geschikt om foto's van bijvoorbeeld virussen of andere kleine voorwerpen te maken?

1: Gammastraling heeft een veel te groot doordringend vermogen, en reageert nauwelijks op de aanwezigheid van het virus.

2: De elektronenmicroscoop dankt zijn bestaan aan de uitvinding van magnetische lenzen, waarmee de elektronenbundel kan worden geconvergeerd. Zulke lenzen bestaan niet voor gammastraling.