Natuurkunde boek A

In het gratis boek Natuurkunde A vind je een samenvatting van onderwerpen die tijdens het eerste en tweede jaar behandeld worden. In Natuurkunde A kun je onder andere lezen over: gassen, warmte, vloeistoffen, stroming, elektrische schakelingen, magnetisme, signalen, golven, optica, straling en kernfysica. Download ook het tweede boek, Natuurkunde B.

Dit Natuurkundeboek A - samen met boek B - is bedoeld voor studenten die zich voorbereiden op een cursus natuurkunde in het begin van de bacheloropleiding. Het is geen leerboek, maar een compendium om kennis die in het middelbaar onderwijs is verworven op te frissen. Toch biedt het meer dan een simpele samenvatting van de schoolboeken voor de 4de, 5de en 6de klas van het VWO. Er is getracht de onderwerpen te beschrijven op een niveau dat aansluit bij de colleges in het begin van de opleiding. Aanbevolen wordt voorafgaande aan de eerstejaarscolleges, of in het begin daarvan, de relevante hoofdstukken uit dit boek te bestuderen.

Deel A gaat over gassen, warmte, vloeistoffen, stroming, elektrische schakelingen, magnetisme, signalen, golven, optica, straling en kernfysica. In enkele hoofdstukken zijn onderwerpen opgenomen die niet in het vwo-programma staan, maar voor sommige studies wel nuttig zijn en met vwo-kennis goed te begrijpen. Bijvoorbeeld het hoofdstuk over vloeistofstromen of de wetten van Kirchhoff voor elektrische schakelingen.

Verder wordt, meer dan in het vwo gebruikelijk is, uitgegaan van een microscopisch of theoretisch model. Het doel daarvan is om al bekende begrippen in een nieuw kader te zetten en op die manier het inzicht te verdiepen. Dit alles neemt niet weg dat dit boek in hoofdzaak is geschreven om begrippen te herhalen die wellicht zijn weggezakt.

Hiaten in de wiskundige kennis kunnen worden verholpen met behulp van boek B, waarin ook enkele hoofdstukken over mechanica staan. De wiskundige onderwerpen in deel II van boek B variëren van elementair (breuken, machten, logaritmes, goniometrische functies, vergelijkingen oplossen, differentiëren) tot meer gevorderde (benaderingen, oplossen van differentiaalvergelijkingen en vectorrekening).

Om het zoeken naar onderwerpen in het boek gemakkelijker te maken is behalve een inhoudsopgave een uitvoerige alfabetische index toegevoegd. Daarin is ook een lijst met tabellen opgenomen. De index volgt meteen na de inhoudsopgave.

We beginnen in boek A met het hoofdstuk Highlights moderne natuurkunde. Aan de hand van zestien begrippen wordt een beeld geschetst van de ontwikkeling van de natuurkunde in de 20ste eeuw.

Frans van Liempt

Amsterdam, december 2006

Voorwoord

Index

1. Highlights moderne natuurkunde
1.1 Materie
1.2 Intermoleculaire ruimte
1.3 Atoommodel
1.4 Het foto-elektrische effect
1.5 Kwantumtheorie
1.6 Materiegolven
1.7 Kernkracht
1.8 Antimaterie
1.9 Relativiteit
1.10 Quarks
1.11 Leptonen
1.12 Zwakke wisselwerking
1.13 Onzekerheidsrelatie
1.14 Het standaardmodel
1.15 Massa – bosonen gezocht

2. Gassen, warmte
2.1 Gassen
2.1.1 Algemene gaswet
2.1.2 Druk
2.1.3 Temperatuur
2.1.4 Mol, getal van Avogadro
2.1.5 Dichtheid
2.2 Warmte
2.2.1 1ste Hoofdwet van de warmteleer
2.2.2 Vrijheidsgraad
2.2.3 Soortelijke warmte
2.2.4 Toestandsveranderingen
2.2.5 Postulaten 2de hoofdwet

3. Vloeistoffen, stroming
3.1 Vloeistoffen
3.1.1 Vloeistoffen en vast stoffen
3.1.2 Onsamendrukbaarheid van vloeistoffen
3.1.3 Vloeistofmanometer
3.1.4 Opwaartse kracht
3.1.5 Hydraulisch evenwicht
3.2. Stroming
3.2.1 Viscositeit, laminaire stroming
3.2.2 Getal van Reynolds
3.2.3 Formule van Stokes
3.2.4 Debiet
3.2.5 Continuïteitsvergelijking
3.2.6 Wet van Bernoulli
3.2.7 Stroming volgens Poiseuille

4. Elektrische stroom, elektromagnetisme, signalen
4.1 Elektrische stroom
4.1.1 Stroomsterkte
4.1.2 Richting van een elektrische stroom
4.1.3 Elementaire lading
4.1.4 Momentane stroomsterkte
4.1.5 Spanningsbron
4.1.6 Potentiaal
4.1.7 Weerstand
4.1.8 Energie en vermogen
4.1.9 Effectieve sterkte van een wisselstroom
4.1.10 Elektrische schakeling
4.1.11 Vervangingsweerstand serieschakeling
4.1.12 Vervangingsweerstand parallelschakeling
4.1.13 Wetten van Kirchhoff
4.1.14 Condensator
4.1.15 Een condensator opladen
4.2 Elektromagnetisme
4.2.1 Magnetisch veld
4.2.2 Lorentz-kracht
4.2.3 Elektromagnetische inductie
4.3 Signalen
4.3.1 Sensoren
4.3.2 IJkgrafiek
4.3.3 ADC

5. Golven, optica
5.1 Harmonische trilling
5.2 Golven
5.2.1 Transversale en longitudinale golven
5.2.2 Golffronten, stralen
5.2.3 Energie, amplitude, vermogen en intensiteit
5.2.4 Geluidssterkte
5.2.5 Breking
5.2.6 Tralie, interferentie
5.2.7 Staande golven
5.3 Optica
5.3.1 Brekingsindex
5.3.2 Lens
5.3.3 Combinatie van lenzen

6. Straling, kernfysica
6.1 Temperatuur en straling
6.1.1 Vermogen
6.1.2 Temperatuur en golfl engte
6.2 Atoomfysica
6.2.1 Energieniveaus, emissie en absorptie
6.2.2 Ionisatie
6.2.3 Energieniveauschema’s
6.2.4 Luminescentie, fluorescentie, fosforescentie
6.2.5 Lasers, gestimuleerde emissie
6.3 Kernfysica
6.3.1 Atoomnummer
6.3.2 Massagetal, isotopen
6.3.3 Notatie
6.3.4 Atoommassa
6.3.5 Stabiliteit, bindingsenergie, massadefect
6.3.6 Radioactiviteit, energieniveau’s
6.3.7 Reacties, vervaldiagrammen
6.3.8 Vervalconstante, activiteit, halveringstijd
6.3.9 Ioniserende straling, absorptie
6.3.10 Halveringsdikte, afscherming
6.3.11 Dosis
6.3.12 Dosisequivalent, weegfactoren

7. Tabellen