Archief - Positieve ionen bij niet-geleider

Het archief is een bevroren moment uit een vorige versie van dit forum, met andere regels en andere bazen. Deze posts weerspiegelen op geen enkele manier onze huidige ideeën, waarden of wereldbeelden en zijn op sommige plaatsen gecensureerd wegens ontoelaatbaar. Veel zijn in een andere tijdsgeest gemaakt, al dan niet ironisch - zoals in het ironische subforum Off-Topic - en zouden op dit moment niet meer gepost (mogen) worden. Toch bieden we dit archief nog graag aan als informatiedatabank en naslagwerk. Lees er hier meer over of start een gesprek met anderen.

JohanCarlo

Legacy Member
"Bij een gewreven plastic staaf is het aantal positieve ionen kleiner dan het aantal elektronen aanwezig in de staaf"

Deze uitspraak is fout, waarom?

En waarom wordt bij een plastic staaf ( dus een niet-geleider) gesproken over postieve ionen? De niet-geleider bevat toch geen vrije elektronen dus elk atoom heeft toch evenveel protonen als elektronen en dus zijn ze allemaal neutrale atomen?



Alvast bedankt voor uw hulp!

sandervdw

Legacy Member
JohanCarlo zei:
"Bij een gewreven plastic staaf is het aantal positieve ionen kleiner dan het aantal elektronen aanwezig in de staaf"

Deze uitspraak is fout, waarom?

En waarom wordt bij een plastic staaf ( dus een niet-geleider) gesproken over postieve ionen? De niet-geleider bevat toch geen vrije elektronen dus elk atoom heeft toch evenveel protonen als elektronen en dus zijn ze allemaal neutrale atomen?



Alvast bedankt voor uw hulp!
Je moet weten waarmee er gewreven wordt. Andere fout: het gaat over elektronen en positron. Een ion is een atoom waarbij die verhouding niet gelijk is.

Maar bij wol en plastic wordt volgens mij de staaf wel negatief geladen.

Sent from my ONEPLUS A5010 using Tapatalk

JohanCarlo

Legacy Member
sandervdw zei:
Je moet weten waarmee er gewreven wordt. Andere fout: het gaat over elektronen en positron. Een ion is een atoom waarbij die verhouding niet gelijk is.

Maar bij wol en plastic wordt volgens mij de staaf wel negatief geladen.

Sent from my ONEPLUS A5010 using Tapatalk

Kunt u iets duidelijker zijn voor iemand van het vijfde alstublieft? Bedankt

sandervdw

Legacy Member
JohanCarlo zei:
Kunt u iets duidelijker zijn voor iemand van het vijfde alstublieft? Bedankt

Normaal ga je het aantal elektronen (negatieve deeltjes) vergelijken met het aantal positronen (positieve deeltjes). Ionen zijn atomen waarbij er meer elektronen zijn dan positronen (of omgekeerd). Dus aantal elektronen vergelijken met het aantal positieve ionen is wat raar (al kan het technisch gezien wel).

Maar bvb een plastic staaf wordt negatief geladen bij wrijving met wol. Terwijl diezelfde staaf positief geladen zal worden door wrijving met een ander materiaal (ik gok glas).

In het 5e middelbaar zal het wel gaan over wrijving met wol. Dan springen er elektronen over van het wol naar het plastic en zijn er dus meer elektronen dan "normaal". Aangezien plastic in normale omstandigheden geen ionen bevatten zijn er evenveel elektronen als protonen (zie nu pas dat ik positronen hieevoor gebruikt heb, moet protonen zijn ;) ). Als er dan elektronen bijkomen, dan krijg je negatieve ionen.

Dus volgens mij klopt die stelling, intuitief gezien, wel? (ik ben geen kenner he, hier zitten wel een aantal fysici op het forum die beter zullen kunnen antwoorden).

KnightOfCydonia

Legacy Member
Geen fysicus, wel al fysica mogen geven in het middelbaar onderwijs.

In het middelbaar ligt bij dat stuk van de fysica inderdaad de nadruk op het feit dat je dient te beseffen dat de elektronen - de negatieve deeltjes - de mobiele ladingen uitmaken.
Een positief geladen staaf heeft dus elektronen verloren (en bevat positieve ionen), een negatief geladen staaf heeft elektronen erbij gekregen (en bevat dus negatieve ionen).

Strikt genomen moet je weten welke materialen over elkaar wrijven om te weten welke lading de plastic staaf krijgt, maar in de praktijk bevinden praktisch alle plastic soorten zich onderaan in de de tribo-elektrische reeks (https://nl.wikipedia.org/wiki/Tribo-elektrisch_effect), zoals sandervdw terecht aanhaalt is het klassieke demo-experiment bij lessen fysica enerzijds het opwrijven van een plastic staaf met een kattenvel of wollen doek, wat resulteert in een negatief geladen staaf en anderzijds hetzelfde doen met een glazen staaf, die positief geladen wordt.

Vervolgens kan je die ladingen op elkaar laten "reageren" of gebruiken om inductie aan te tonen met een elektroscoop. Goede tip: zorg dat je de tekeningen die je hiervan maakt of zal maken in de les, goed kan natekenen en begrijpt (!), dan beheers je dat stuk leerstof normaal gezien voldoende. Dat is ook een klassieke toets/examenvraag.

Als je gespecialiseerde literatuur gaat raadplegen zal je vinden dat er bij wrijving niet alleen elektronen maar ook hele ionen (en dus in feite materiaal) overgedragen kunnen worden, maar zo ver moet je het in het middelbaar echt niet gaan zoeken. Deze experimenten passen immers in een lessenreeks waarin men opbouwt van het elektron als mobiele lading bij statische elektriciteit, waarna men vervolgens kan overgaan naar de basiswetten van elektriciteit (Ohm, Kirchoff, etc.).

JohanCarlo

Legacy Member
KnightOfCydonia zei:
Geen fysicus, wel al fysica mogen geven in het middelbaar onderwijs.

In het middelbaar ligt bij dat stuk van de fysica inderdaad de nadruk op het feit dat je dient te beseffen dat de elektronen - de negatieve deeltjes - de mobiele ladingen uitmaken.
Een positief geladen staaf heeft dus elektronen verloren (en bevat positieve ionen), een negatief geladen staaf heeft elektronen erbij gekregen (en bevat dus negatieve ionen).

Strikt genomen moet je weten welke materialen over elkaar wrijven om te weten welke lading de plastic staaf krijgt, maar in de praktijk bevinden praktisch alle plastic soorten zich onderaan in de de tribo-elektrische reeks (https://nl.wikipedia.org/wiki/Tribo-elektrisch_effect), zoals sandervdw terecht aanhaalt is het klassieke demo-experiment bij lessen fysica enerzijds het opwrijven van een plastic staaf met een kattenvel of wollen doek, wat resulteert in een negatief geladen staaf en anderzijds hetzelfde doen met een glazen staaf, die positief geladen wordt.

Vervolgens kan je die ladingen op elkaar laten "reageren" of gebruiken om inductie aan te tonen met een elektroscoop. Goede tip: zorg dat je de tekeningen die je hiervan maakt of zal maken in de les, goed kan natekenen en begrijpt (!), dan beheers je dat stuk leerstof normaal gezien voldoende. Dat is ook een klassieke toets/examenvraag.

Als je gespecialiseerde literatuur gaat raadplegen zal je vinden dat er bij wrijving niet alleen elektronen maar ook hele ionen (en dus in feite materiaal) overgedragen kunnen worden, maar zo ver moet je het in het middelbaar echt niet gaan zoeken. Deze experimenten passen immers in een lessenreeks waarin men opbouwt van het elektron als mobiele lading bij statische elektriciteit, waarna men vervolgens kan overgaan naar de basiswetten van elektriciteit (Ohm, Kirchoff, etc.).

Bedankt allemaal voor jullie antwoorden. Dus als ik het goed heb zijn er geen positieve ionen aanwezig in de staaf, er zijn gewoon meer elektonen dan protonen? De niet-geleider bevat toch geen vrije elektronen dus elk atoom heeft toch evenveel protonen als elektronen en dus zijn ze allemaal neutrale atomen? Gelieve alleen maar te focusen op mijn vraag.

Sylverscythe

Legacy Member
Is de clou niet dat het om oppervlakteladingen gaat? Dus bij het oppervlak heb je meer positieve/negatieve lading, maar op de volledige staaf gezien heb je dus evenveel van beiden (en vooral neutrale atomen)? Dus het statement in de openingspost is fout.

Daarom spreekt men ook van positieve ionen en van elektronen (zie post KnightofCydonia), bij het oppervlak zullen indien het negatief geladen is wat meer elektronen te vinden zijn, indien positief wat meer "positieve ionen" (=lokaal gebrek aan elektronen). Er zijn niet echt vrije elektronen aanwezig, enkel oppervlakteladingen, dus het is geen geleider. Omgekeerd eigenlijk, omdat het geen geleider (geen vrije elektronen) is kan er een oppervlaktelading ontstaan, de elektronen kunnen namelijk niet vrij door de staaf bewegen.

Hier exotische zaken zoals positronen bijhalen lijkt mij verkeerd.

KnightOfCydonia

Legacy Member
Positronen moet je hier inderdaad niet gaan bijsleuren.

JohanCarlo zei:
Bedankt allemaal voor jullie antwoorden. Dus als ik het goed heb zijn er geen positieve ionen aanwezig in de staaf, er zijn gewoon meer elektonen dan protonen? De niet-geleider bevat toch geen vrije elektronen dus elk atoom heeft toch evenveel protonen als elektronen en dus zijn ze allemaal neutrale atomen? Gelieve alleen maar te focusen op mijn vraag.

Bekijk het als volgt:
Situatie voor wrijving: een "neutrale staaf" omdat de atomen (eigenlijk is het in de context van een polymeer beter om te spreken van moleculen maar soit) evenveel protonen als elektronen bevatten.
Bij wrijving: er worden elektronen overgedragen volgens de tribo-elektrische reeks: https://nl.wikipedia.org/wiki/Tribo-elektrisch_effect, in het geval van een plastic staaf en een wollen doek of kattenvel gaan de elektronen van de doek naar de staaf, waardoor de staaf negatief geladen wordt en de doek positief geladen.
Na de wrijving: doordat in de staaf meer elektronen aanwezig zijn dan ervoor is de staaf negatief geladen, de doek heeft elektronen afgegeven en is dus positief geladen.
Dat de staaf negatief geladen is wilt echter niet zeggen dat er geen positieve ladingen meer in aanwezig zijn, maar er is gewoon meer negatieve lading aanwezig.

Ik weet niet waar je stelling vandaan komt, maar het best ga je een keertje om uitleg vragen bij je leerkracht. Het ligt vrees ik ook voor een stuk aan hoe hij of zij dit uitlegt, niet elke leerkracht fysica is even zorgvuldig met zijn of haar terminologie, anderen zijn dan weer absolute mierenneukers.

De stelling: "Bij een gewreven plastic staaf is het aantal positieve ionen kleiner dan het aantal elektronen aanwezig in de staaf" kan je evenzeer als fout opvatten omdat bijvoorbeeld een positief ion nog steeds elektronen bevat (een magnesium-ion bevat bijvoorbeeld nog steeds 18 elektronen, maar is 2+ dankzij 20 protonen - 18 elektronen = 2+). Het aantal overgedragen elektronen bij wrijving bepaalt de ladingsverandering. De stelling het aantal positieve ladingen is kleiner dan het aantal negatieve ladingen is dan weer wél juist.

Als ik dit moet uitleggen betrek ik het begrip ion daar niet eens bij in de les fysica, dat begrip houd ik voor de lessen chemie. Zoals ik al eerder zij: het belangrijkste besef dat je hieruit moet meenemen is dat vrije elektronen de ladingsdragers zijn bij de "klassieke" elektriciteit die je bij fysica ziet. De rol van ionen in bijvoorbeeld batterijen zal je dan weer wel zien in de lessen chemie (in het katholiek onderwijs is dat dan weer leerstof voor het 6e middelbaar).

sandervdw

Legacy Member
Klopt, de vraagstelling bevat wat veel dubbelzinnigheden en het is een materie waar redelijk wat dingen samenkomen (oppervlaktelading etc). De vraag is eerder: wil je leerkracht dat je daar zo diep op ingaat?

Ik ben ooit gebuisd voor een examen omdat ik op de vraag "leg uit wat er volgens de wetten van de fysica niet klopt in dit stuk stripverhaal" veel te uitgebreid geantwoord had...

Sent from my ONEPLUS A5010 using Tapatalk

JohanCarlo

Legacy Member
Ontzettend bedankt allemaal voor de tijd en moeite die jullie hierin hebben gestoken!
Het archief is een bevroren moment uit een vorige versie van dit forum, met andere regels en andere bazen. Deze posts weerspiegelen op geen enkele manier onze huidige ideeën, waarden of wereldbeelden en zijn op sommige plaatsen gecensureerd wegens ontoelaatbaar. Veel zijn in een andere tijdsgeest gemaakt, al dan niet ironisch - zoals in het ironische subforum Off-Topic - en zouden op dit moment niet meer gepost (mogen) worden. Toch bieden we dit archief nog graag aan als informatiedatabank en naslagwerk. Lees er hier meer over of start een gesprek met anderen.
Terug
Bovenaan