H1: Lading en veld, subdomein D1 Elektrische systemen H8: elektromotor en dynamo, subdomein D2: elektrische en magnetische velden H12: Lading en veld, subdomein D2 Elektrische en magnetische velden Keuzekatern: Straling en materie, subdomein E3 Kern- en deeltjesprocessen.
Hoofdstuk 1
1 het verschijnsel elektrische stroom uitleggen als verplaatsing van lading ten gevolge van een aangelegde spanning. de definities van stroomsterkte, spanning en soortelijke weerstand gebruiken vakbegrippen: vrij elektron, ion, elementaire lading, spanningsbron, batterij, accu 2 de wetten van Kirchhoff toepassen als wetten voor behoud van stroomsterkte in een punt en van spanning in een kring. 3 stroomkringen analyseren en daarbij voor serie- en parallelschakelingen berekeningen maken over spanning, stroomsterkte, weerstand en geleidbaarheid. bij gemengde schakelingen alleen beredeneren en eenvoudige berekeningen maken de juiste aansluitwijze van stroommeter en spanningsmeter toepassen de volgende componenten toepassen binnen een schakeling: diode, LDR, NTC, PTC, ohmse weerstand, lamp, motor, verwarmingselement, zekering, aardlekschakelaar vakbegrippen: stroomdeling, spanningsdeling, kortsluiting 4 het vermogen en het rendement van energieomzettingen in een elektrische stroomkring analyseren. berekeningen aan elektrische energie in joule en in kilowattuur minimaal in de contexten: lichtbronnen en apparaten in huis (gloeilamp, spaarlamp, LED, elektromotor, verwarmingselement en kWh-meter), energiegebruik, energiebesparing De volgende formules horen bij deze specificatie: voor een punt in een schakeling voor een stroomkring
Hoofdstuk 8 Hoofdstuk 8 gaat over de eigenschappen van het magnetisch veld. En de manieren waarop je met behulp van een magnetisch veld beweging of elektriciteit kunt genereren. Aan het eind van de periode moet je de volgende zaken kennen en/of kunnen: Een magnetisch veld beschrijven als gevolg van de aanwezigheid van bewegende elektrische lading o richting van het magnetisch veld bepalen bij een permanente magneet, een rechte stroomdraad en een spoel; o begrippen: homogeen en inhomogeen magnetisch veld, veldlijn, elektromagneet; aardmagnetisch veld; Het effect van een magnetisch veld op een elektrische stroom en op bewegende lading beschrijven o grootte en richting van de lorentzkracht bepalen; o elektromotor, luidspreker begrijpen Elektromagnetische inductieverschijnselen in verschillende situaties analyseren o gebruik maken van de definitie van flux; o toepassen van het inzicht dat de inductiespanning rechtevenredig is met het aantal windingen en met de fluxverandering per tijdseenheid; o minimaal in de volgende situaties: een bewegende magneet in een spoel en een draaiend draadraam in een homogeen magneetveld; o werking begrijpen van: dynamo, microfoon.
Hoofdstuk 12
1 een elektrisch veld beschrijven als gevolg van de aanwezigheid van elektrische lading, richting van het elektrisch veld bepalen; vakbegrippen: afstotende en aantrekkende elektrische kracht, elektrische veldsterkte, homogeen en radiaal elektrisch veld, veldlijn; 2 het verband tussen spanning en kinetische energie toepassen op een geladen deeltje in een elektrisch veld, elektrische energie als vorm van potentiële energie gebruiken; vakbegrip: elektronvolt; minimaal in de contexten: röntgenbuis, lineaire versneller, onweer, ontlading;
3 een magnetisch veld beschrijven als gevolg van de aanwezigheid van bewegende elektrische lading, richting van het magnetisch veld bepalen; vakbegrippen: magnetische veldsterkte, homogeen en inhomogeen magnetisch veld, veldlijn, permanente magneet, elektromagneet, rechte stroomdraad, spoel; minimaal in de contexten: aardmagnetisch veld, relais;
4 het effect van een magnetisch veld op een elektrische stroom en op bewegende lading beschrijven, grootte en richting van de lorentzkracht bepalen; minimaal in de contexten: elektromotor, poollicht, synchrotron, hall-effect, luidspreker; 5 elektromagnetische inductieverschijnselen in verschillende situaties analyseren, gebruik maken van de definitie van flux als product van de oppervlakte en de component van de magnetische veldsterkte loodrecht op het oppervlak; toepassen van het inzicht dat de inductiespanning recht evenredig is met het aantal windingen en met de fluxverandering per tijdseenheid; minimaal in de volgende situaties: een bewegende magneet in een spoel en een draaiend draadraam in een homogeen magneetveld; vakbegrippen: flux, fluxverandering, inductiespanning; minimaal in de contexten: dynamo, microfoon, transformator.
Keuzekatern Kern en deeltjesprocessen. reactievergelijkingen voor kern- en deeltjesprocessen opstellen en hanteren door gebruik te maken van symmetrie en behoudswetten voor energie, elektrische lading en lepton- en baryongetal. ● vakbegrippen: atoomnummer, massagetal, classificatie van deeltjes in het standaardmodel (alleen eerste generatie), symmetriebewerking (tijdomkeer, ladingomkeer en kruisen) 2. eenvoudige deeltjesinteracties met behulp van diagrammen beschrijven. ● vakbegrippen: paarvorming, annihilatie, β–-verval, elektronvangst, β+-verval
H5: straling en gezondheid Ioniserende straling: Röntgenstraling, kernstraling, radioactief verval, stralingsbelasting, beeldvorming H10:Zonnestelsel, Cirkelbanen, gravitatiekracht, gravitatie-energie
H13: Zonnestelsel en heelal: Astrofysica: Oppervlaktetemperatuur van sterren, stralingsvermogen en afstand van sterren, samenstelling van sterren, snelheden en afstand van sterrenstelsels
Aan het eind van de periode moet je de volgende zaken kennen en/of kunnen: Hoofdstuk 5: De kandidaat kan eigenschappen van ioniserende straling en de effecten van deze straling op mens en milieu beschrijven. Ook kan de kandidaat medische beeldvormingstechnieken beschrijven en analyseren aan de hand van fysische principes en de diagnostische functie van deze beeldvormingstechnieken voor de gezondheid toelichten. Hoofdstuk 10: De kandidaat kan ten minste in de context van het heelal bewegingen analyseren en verklaren aan de hand van de gravitatiewisselwerking. Hoofdstuk 13: De kandidaat kan in astrofysische en andere contexten de wisselwerking tussen straling en materie beschrijven en verklaren aan de hand van de begrippen atoomspectrum, absorptie, emissie en stralingsenergie.
Specificatie – De kandidaat kan:
Hoofdstuk 5
1 uitzending, voortplanting en opname van elektromagnetische straling beschrijven. ● vakbegrippen: absorptie, emissie, elektromagnetische golf, foton
2 de verschillende soorten ioniserende straling, hun ontstaan en hun eigenschappen benoemen, evenals de risico’s van deze soorten straling voor mens en milieu, en berekeningen maken met (equivalente) dosis. ● de activiteit op een bepaald moment berekenen en bepalen uit een N,t-diagram ● de vergelijking opstellen van een kernreactie ● vakbegrippen: stralingsbron, radioactief verval, isotoop, kern, proton, neutron, elektron, atomaire massa-eenheid, ioniserend en doordringend vermogen, dracht, röntgenstraling, α-, β- en γ-straling, kosmische straling, achtergrondstraling, bestraling, besmetting, effectieve totale lichaamsdosis in relatie tot stralingsbeschermingsnormen, dosimeter ● minimaal in de contexten: nucleaire diagnostische geneeskunde, stralingsbescherming
3 problemen oplossen waarbij de halveringstijd of halveringsdikte een rol speelt. ● vakbegrippen: doorlaatkromme, vervalkromme ● minimaal in de context: medische diagnostiek 4 medische beeldvormingstechnieken aan de hand van hun natuurkundige achtergrond beschrijven, voor- en nadelen van deze technieken noemen en op grond daarvan in gegeven situaties een keuze voor een techniek beargumenteren. [kandidaten hoeven de kennis uit deze specificatie niet wendbaar te kunnen toepassen.] ● beeldvormingstechnieken: röntgenopname, CT-scan, MRI-scan, PET-scan, echografie en nucleaire diagnostiek ● natuurkundige achtergronden: halveringsdikte van menselijke weefsels, magnetisch veld en resonantie, annihilatie, creatie van een elektron-positronpaar, ultrasone geluidsgolf, geluidssnelheid in menselijke weefsels, absorptie, transmissie, terugkaatsing, tracer De volgende formules horen bij deze specificaties:
Hoofstuk 10: 1 cirkelbewegingen met constante baansnelheid analyseren. ● berekeningen maken aan de middelpuntzoekende kracht alleen in situaties waarin slechts één kracht de rol van middelpuntzoekende kracht heeft ● vakbegrippen: omlooptijd, baanstraal, baansnelheid 2 bewegingen van voorwerpen in een gravitatieveld analyseren met behulp van de gravitatiekracht en de gravitatie-energie. ● aan de hand van een numeriek model de bewegingen van planeten, kometen en andere hemlellichamen analyseren ● het verband toepassen tussen ontsnappingssnelheid en de massa en straal van een hemellichaam ● uitleggen hoe de valversnelling aan het planeetoppervlak afhangt van de massa en de straal van de planeet ● vakbegrippen: gravitatiewisselwerking, ellipsbaan, geostationaire baan ● minimaal in de contexten: maan, planeet, satelliet De volgende formules horen bij deze specificatie:
Hoofdstuk 13 1 het atoommodel van Bohr beschrijven en toepassen. ● uit energieniveauschema’s golflengtes en frequenties van spectraallijnen bepalen ● absorptie- en emissiespectra verklaren ● vakbegrippen: foton, grondtoestand, aangeslagen toestand, ionisatie-energie
2 het licht van sterren analyseren. ● een hertzsprung-russelldiagram gebruiken om sterren te classificeren naar temperatuur, totaal stralingsvermogen en grootte ● de radiale snelheid van sterren analyseren aan de hand van het spectrum ● een uitspraak doen over de aanwezigheid van elementen in sterren aan de hand van het spectrum ● vakbegrippen: fraunhoferlijn, roodverschuiving en blauwverschuiving