# Energie en snelheid

Deze simulatie simuleert een quantumsysteem. Dit systeem bestaat uit een golffunctie, die zich beweegt in een bepaal gebied (de horizontale as). Om op een bepaalde plek op deze as te kunnen komen is energie nodig. Dit is de zogenaamde potentiële energie. Hoe hoger de potentiële energie op een bepaalde plek, hoe meer energie de golffunctie moet inleveren om er te komen. De simulatie berekent wat er met die golffuncties gebeurt in de tijd.

In het bovenste diagram staan twee zaken aangegeven.

- De totale energie in het systeem (groen). Deze kan niet worden veranderd

- De potentiële energie (paars). Deze geeft aan hoeveel energie een deeltje moet hebben om op een bepaalde plek te zijn.

In het middelste diagram staat de waarde van de golffunctie (verticaal) uitgezet tegen de plaats (horizontaal).

In het onderste diagram staat de kans om een deeltje aan te treffen (verticaal) uitgezet tegen de plaats (horizontaal).

Aan de rechterkant kan je de grafiek van de potentiele energie verschillende vormen geven. Hiervoor gebruik je het pull-down menu Potentiaal.

Opdracht:

- Verander de grafiek van de potentiële energie​ in een horizontale lijn. Kies hiertoe de optie 'konstant' in het menu 'Potentiaal'

- Verander 'vorm golffunctie elektron' in een 'golf'

Als het goed is ziet de middelste grafiek er nu zo uit:

In de onderste grafiek staat de waarschijnlijkheid om een deeltje ergens aan te treffen (dus de golffunctie in het kwadraat). Op dit moment is die grafiek een horizontale rechte lijn.

Opdracht:

- Varieer de hoogte van potentiële energie een paar keer door de paarse grafiek op en neer te slepen.​

Met behulp van de volgende vragen gaan we proberen erachter te komen waarom er een verband is tussen de potentiële energie en de golflengte van de golffunctie.

In de bovenste grafiek staan twee zaken aangegeven:

- De totale energie in het systeem (groene lijn)
- Hoeveel daarvan potentiële energie is (paarse lijn)

De totale hoeveelheid energie (groene grafiek) hebben we niet veranderd. Echter, we hebben wel de potentiële energie veranderd. Potentiële energie kan je hier begrijpen als de hoeveelheid energie die nodig is om op een bepaalde plek te komen. Als je een heuvel beklimt kost dat energie. Daal je af, dan krijg je er energie bij. Bij afname van de potentiële energie heeft het elektron minder energie nodig om op een bepaalde plek te zijn. Eén van de belangrijkste wetten uit de natuurkunde is dat energie behouden is. Als de hoeveelheid potentiële energie afneemt, dan moet er ergens anders dus energie bijkomen.

Opdracht:

- Verander de 'Vorm golffunctie elektron' weer in een golfdeeltje. Zet de simulatie op 'pauze'. Controleer of je voor het golfdeeltje hetzelfde waarneemt als voor de golf bij verandering van de potentiële energie.

Het 'golfdeeltje' bestaat uit heel veel golven, die elkaar op een specifieke plek versterken. Hierdoor wordt hij een beetje 'deeltjesachtig'. Hij is niet over de hele ruimte verspreid, maar bevindt zich binnen een beperkt gebied. De waarschijnlijkheidsverdeling is nu een bergje, in hetzelfde gebied als de golffunctie.