8 Elektronen en ionen
1 A en B zijn horizontale metalen platen. Deze zijn volgens onderstaand schema op een spanningsbron aangesloten.

Bij een bepaalde stand van het schuifcontact D brengt men tussen A en B een oliedruppeltje. Het druppeltje blijkt elektrisch geladen te zijn, want het beweegt in de richting van de bovenste plaat.
a Welke plaat heeft de hoogste spanning?
b Is het druppeltje positief of negatief geladen?
c Hoe moet men het schuifcontact D verschuiven om te bereiken dat het druppeltje blijft zweven? Licht toe.
Bij een spanning van 490 V tussen de platen blijft het druppeltje zweven. De afstand tussen de platen is 1,00 cm. 
d Welke krachten zijn nu even groot?.
2 In figuur a hieronder is schematisch een vacuümbuis met gloeikathode getekend. In figuur b is het verband geschetst tussen Ia en Uak.

fig a 	fig b
a Benoem alle onderdelen van de diode.
B	Waarom blijft de stroomsterkte niet toenemen bij grotere spanningen? 
c Hoe kan men de maximale stroomsterkte vergroten?

3 In de figuur is een schakeling getekend. Elektronen worden bij de gloeikathode B vrijgemaakt. Door een spanning UPQ worden deze elektronen versneld. Door een klein gaatje in de anode komt een smalle bundel elektronen tussen de platen C en D. De baan van de bundel is getekend.

a Welke van de platen C en D heeft de hoogste spanning? 
c Welke van de aansluitingen P en Q heeft de hoogste spanning? 
d Wat verandert er aan de baan van de bundel als UPQ vergroot wordt? 
e Wat verandert er aan de baan van de bundel als UCD vergroot wordt? 
f 	Hoe moet men een magnetisch veld aanbrengen zodat de afbuiging van de bundel minder wordt?

4 Een smalle bundel elektronen beweegt in het vlak van tekening, in een vacuüm gepompte ruimte (zie figuur). In deze ruimte bevindt zich een homogeen magnetisch veld waarvan de richting van de magnetische veldsterkte is aangegeven. Alle elektronen hebben een grote snelheid 
die echter niet voor alle elektronen gelijk is.
In welke richting worden de elektronen afgebogen? Licht toe.

5	In de gloeikathode K (zie figuur) worden elektronen vrijgemaakt. K, A en T zijn geleiders. Door een versnelspanning UAK
worden de elektronen versneld. Het geheel bevindt zich in vacuüm.
Neem aan dat de elektronen de kathode verlaten met een snelheid van 0 m/s. De snelheid bij het passeren van de anode is 6,0-106 m/s. 
a	Bereken UAK.
b	Hoe kun je uit de elektrische schakeling beredeneren dat de elektronen met dezelfde snelheid op het trefplaatje T aankomen als waarmee ze A zijn gepasseerd?
Binnen het gebied aangegeven met de punt-streep-lijn bevindt zich een magnetisch veld. De elektronen worden hierin afgebogen, 
c	Bepaal de richting van dit magnetisch veld.

6	Een bundel elektronen is door een spanning van 100 V versneld, 
a	Bereken de snelheid van de elektronen.
De bundel wordt tussen twee metalen platen geleid (zie figuur) 
De bovenste plaat is ongeladen terwijl de onderste geaard is. Door een geschikt magnetisch veld aan te leggen kan men er voor zorgen dat de elektronen op de bovenste plaat terecht komen, 
B	Beredeneer de richting van het magnetisch veld dat hiervoor nodig is.
De platen worden nu tegengesteld geladen.
C	Beredeneer dit.

7	Hieronder is schematisch een elektronenstraaloscilloscoop met elektrische afbuiging getekend.

a	Beschrijf kort de functie en werking van de belangrijkste onderdelen.
Op de X-platen wordt een zaagtandspaning gezet waardoor de lichtvlek op het scherm 25-keer per s eenparig van links naar rechts beweegt en in een verwaarloosbaar korte tijd terugspringt.
b	Teken de grafiek die het verband aangeeft tussen de spanning over de X-platen en de tijd.
Tegelijk met de zaagtandspanning over de X-platen wordt een spanning op de Y-platen gezet.
c	Teken het scherm en wat daarop te zien is, als de Y-platen achtereenvolgens voorzien 
worden van:
1.	een gelijkspanning;
2.	een wisselspanning van 25 Hz;
3.	een wisselspanning van 50 Hz;
4.	een door een diode gelijkgerichte wisselspanning van 50 Hz.

8 	In figuur a zie je een afbeelding van een luchtledige buis waarmee we de afbuiging van elektronen in elektrische en magnetische velden kunnen onderzoeken. In figuur b is de foto schematisch weergegeven. Ook de elektrische schakeling is hierin te herkennen.
a	b	
De kathode K wordt verhit zodat deze elektronen gaat uitzenden. Deze elektronen worden tussen kathode K en anode A versneld. In de anode is een gaatje gemaakt waardoor een smal bundeltje elektronen bij M in de ruimte komen tussen twee evenwijdige platen XX en YY. Tussen deze platen ondervinden de elektronen een elektrische kracht omdat de platen op een spanning zijn aangesloten. De bundel elektronen wordt 
daardoor naar boven afgebogen. Een verticale plaat voorzien van fluorescentiepoeder is zo opgesteld dat de baan van de bundel zichtbaar wordt gemaakt. Hierop is bovendien een schaalverdeling aangebracht. Ieder hokje is 1,0 x 1,0 cm.
a	Beredeneer welke van de platen XX of YY de hoogste spanning heeft.
b	Teken in de punten P en Q de richting van de elektrische kracht die de elektronen ondervinden.
De spanning UAK = 3,0 kV 
c	Bereken de snelheid van de elektronen in punt M. 
d	Bereken de tijd die een elektron nodig heeft om de plaat XX te bereiken, 
e	In welke richting moet men een magnetische veld aanleggen om de elektrische kracht tegen te werken?

9	Onderstaande tekening stelt een gasontladingsbuis voor. De spanning tussen anode en kathode is zo groot dat de elektronen in staat zijn moleculen te ioniseren.
a	In welke richting bewegen de ionen?
B	In welke richting bewegen de elektronen?
Er wordt nu een magnetisch veld aangelegd zodat de veldlijnen van voor naar achter lopen, dus recht het papier in. 
c	In welke richting worden de elektronen afgebogen? 
d	Beredeneer in welke richting de ionen worden afgebogen, 
e	Wat zal er aan deze afbuiging veranderen als de anodespanning vergroot wordt?