Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Lees onderstaande reactie uit de krant.
Energie-record
Bron: De Gelderlander, 3 december 2009
Op dinsdag 1 december stond er in de Gelderlander een artikel over een nieuw record op energie dat Cern heeft behaald. In het krantenartikel spreekt men over een kracht van 1.18 tera-electronvolt. Hier is echter sprake van een misvatting.
Allereerst kan 1.18 tera-electronvolt uitsluitend in joule worden uitgedrukt, en niet in volt. Bovendien is het zo dat 1.18 tera-electronvolt meer dan een biljoen electronvolt is (tera=1012), in plaats van meer dan een biljoen volt (wat joule moet zijn).
Een electronvolt is slechts 1.602X10-19 joule. Een derde misvatting is de keuze op volt als maateenheid van de kracht. Ook als je joule in plaats van het verkeerde volt zou toepassen, klopt er nog niets van. Immers, krachten worden uitgedrukt in Newton, en zeker niet in joule (energie) en (volt) spanning.
Vragen en opdrachten
In de Gelderlander van 3 december 2009 stond de hierboven afgedrukte ingezonden brief. Deze brief was een reactie op een artikel over de deeltjesversneller in CERN, die weer in gebruik genomen werd. De briefschrijver doet een – niet erg geslaagde – poging wat helderheid te scheppen rond het begrip ‘elektronvolt’.
a) Welke grootheden worden er allemaal in de brief genoemd?
b) Welke eenheden worden er allemaal in de brief genoemd?
c) Zet de grootheden en eenheden bij elkaar in onderstaande tabel.
d) De eenheid eV is een eenheid van energie. Laat dat zien aan de hand van de definitie van volt.
e) Reken de eenheid eV om in J.
f) Hoeveel joule energie bedraagt 1,18 tera-elektronvolt?
Uitwerking vraag (a)
Energie, kracht en spanning.
Uitwerking vraag (b)
Elektronvolt, Volt, Joule en Newton.
Uitwerking vraag (c)
Uitwerking vraag (d)
1 volt = 1 joule/coulomb, dus 1 joule = 1 voltcoulomb.
Uitwerking vraag (e)
1 e = 1,6 x 10-19 C, dus 1 eV = 1,6 x 10-19 voltcoulomb = 1,6 x 10-19 J.
Uitwerking vraag (f)
1,18 tera-elektronvolt = 1,18 x 1012 x 1,6 x 10-19 = 1,888 x 10-7 J.
