Prioriteit: 🟠 Midden
In 3 van de 8 onderzochte examenjaren, als redeneervraag (2–3p): waarom treedt een proces toch op, of wat doet een zwaardere isotoop met de tunnelkans?
Wat moet je kunnen?
- Uitleggen waarom tunnelen mogelijk is (golffunctie in de barrière).
- Beredeneren hoe de tunnelkans verandert met breedte, hoogte en massa.
- Tunnelen gebruiken om een waarneming te verklaren (fusie, geur, isotoopeffect).
De kern
| Factor | Effect op de tunnelkans |
|---|---|
| dunnere barrière | groter |
| lagere barrière (ten opzichte van de energie van het deeltje) | groter |
| kleinere massa (bijvoorbeeld H in plaats van D) | groter |
| debroglie-golflengte groot ten opzichte van de barrièrebreedte | groter |
- Klassiek kan een deeltje met er niet overheen; quantummechanisch loopt de golffunctie exponentieel afnemend door de barrière en is er aan de andere kant een kleine kans om het deeltje aan te treffen.
- Een zwaarder deeltje heeft een kleinere De Broglie-golflengte, dus een kleinere tunnelkans (isotoopeffect).
- Hangt samen met de eindig diepe put uit Deeltje in een put.
Zo wordt het gevraagd
- Tunnelen als verklaring waarom fusie optreedt bij energieën onder de klassieke drempel (2024-1 vraag 16, 3p).
- Debroglie-golflengte vergeleken met de barrièrebreedte om de tunnelkans in te schatten (2018-1 vraag 9).
- Effect van deuterium in plaats van waterstof op de tunnelkans (2018-1 vraag 10).
- Isotoopeffect als steun voor een tunnelmodel (2019-1 vraag 22).
Uitgewerkt voorbeeld
Isotoopeffect (examenstijl, vergelijk 2018-1 vraag 10)
Waterstof wordt vervangen door deuterium (twee keer zo zwaar), bij dezelfde energie.
- wordt groter, dus wordt kleiner.
- De golffunctie neemt in de barrière sneller af.
- De tunnelkans wordt kleiner: het proces verloopt trager.
Valkuilen
- Zeggen dat het deeltje “genoeg energie leent” of over de barrière springt.
- Denken dat een zwaarder deeltje makkelijker tunnelt.
- Vergeten dat de kans klein is, maar niet nul.
Test jezelf
De barrière wordt twee keer zo breed. Wat gebeurt er met de tunnelkans?
Die wordt (veel) kleiner: de golffunctie neemt exponentieel af met de afstand.
Waarom is tunnelen belangrijk voor kernfusie in de zon?
De kernen hebben te weinig energie om de afstoting klassiek te overwinnen; door tunnelen fuseren ze toch.
Examenvragen om te oefenen
Doe deze vragen uit echte examens
- 2018 tijdvak 1, vraag 9–11: tunnelkans en asymmetrische barrière (3p + 2p + 2p)
- 2019 tijdvak 1, vraag 20 en 22: tunnelmodel van geur (2p + 2p)
- 2024 tijdvak 1, vraag 16: fusie onder de klassieke drempel (3p)
Alle vindplaatsen
Aangetroffen in 3 van de 8 onderzochte examenjaren (2018-2026, 2020: geen examen gehouden) — 37,5%.
- 2024 tijdvak 1: vraag 16
- 2019 tijdvak 1: vraag 20, 22
- 2018 tijdvak 1: vraag 9, 10, 11
Ondersteunende onderwerpen
Onderwerpen die dit ondersteunt
- (geen)