Nu moet ik wel zeggen dat de tekst boven de vraag leerlingen op het verkeerde been kan zetten: "Fotonen met meer energie dan nodig is om de bandgap te overbruggen, geven het overschot van hun energie af in de vorm van warmte." Hier staat dus eigenlijk dat een foton een deel van zijn energie aan een elektron kan afstaan (ten behoeve van de oversteek) en een ander deel van zijn energie in de vorm van warmte kan afstaan aan het materiaal als geheel.

Dat is niet hoe het werkt. Het foton wordt in zijn geheel geabsorbeerd, het elektron neemt alle energie van het foton op. Is die energie groter dan de bandgap, dan komt het elektron hoger in de geleidingsband terecht. Het foton is dan al weg, en er is nog geen sprake van warmte. Vervolgens staat het elektron energie af aan de omgeving (er ontstaan bijvoorbeeld fononen in het kristalrooster), en pas dan is er warmte ontstaan.

De formulering van de tekst stimuleert het misverstand dat de fotonenergie in stukjes en beetjes kan worden opgenomen. Dit denkbeeld zie je dan ook in veel leerlingantwoorden terug. Natuurlijk weten leerlingen hoe een Bohratoom werkt, maar de context van een halfgeleider met bandgap is nieuw voor ze. Er kan van een leerling dan niet verwacht worden dat zij inziet dat de tekst boven de vraag niet letterlijk opgevat mag worden.

Twee van de vier punten bij deze vraag mogen alleen gegeven worden voor een juist antwoord, zonder mogelijkheid om een consequent antwoord dat past bij de verdere uitleg te waarderen. Leerlingen die uitgaan van wat er in de tekst staat worden hierdoor nog sterker benadeeld.

Ik hoop op een aanvulling op het correctievoorschrift.

(En bovenstaande stuur ik natuurlijk ook naar het examenloket.)

@Vermeulen: goeie, dat Comptoneffect (gewoon één woord :) – ik had daar nog niet aan gedacht. Ik ken Comptonverstrooiing eigenlijk alleen in de context van röntgen of gamma; zou het ook optreden bij infrarood of zichtbaar licht? Ik heb er even naar gezocht, maar kan niets vinden. Hoe dan ook valt dit al helemaal buiten de syllabus...

Follow-up:

Bij Comptonverstrooiing is de energie van het verstrooide foton van de orde:

$E_{\gamma }\text{'} = \frac{E_{\gamma }}{1+{\displaystyle \frac{E_{\gamma }}{m_e{c}^2}}}$

dus voor E_γ << m_ec² is het energieverlies van het foton:

$∆E_{\gamma }\approx \frac{{E_{\gamma }}^2}{m_e{c}^2}$

Voor fotonen met een energie van enkele eV, waar het hier over gaat, is dat energieverlies dus volstrekt verwaarloosbaar. Hier gaan we het probleem van de opgewarmde zonnecellen niet mee oplossen :)

@ Garmt:  Dat wist ik eigenlijk wel ;-), het komt meen ik met name bij Röntgenstraling voor, maar het is zo'n mooi effect.

En het stond ooit ergens in, de oude editie, of een keuzkatern of zo.

Tsja, over de vraag valt veel te zeggen , maar het blijft mooie natuurkunde ;-)

erg jammer dat deze vraag feitelijk een 'alles of niets' vraag is.

Op mijn mijn melding aan het examenloket dat het foto-voltaïsch effect niet bij de stof hoort krijg ik het antwoord dat het foto-elektrisch effect wel degelijk in de syllabus staat.

Beetje druk daar zeker.....

Ik kreeg als reactie:

U geeft aan dat de formulering dat fotonen met meer energie dan nodig is om de bandgap te overbruggen het overschot afgeven in de vorm van warmte, de leerlingen op fysisch verkeerde denkbeelden kan brengen. Hoewel de formulering inderdaad fysisch gezien niet heel precies is, zou dit geen invloed moeten hebben op de keuze voor de stoffen en de volgorde daarvan in vraag 25. Het gaat om het kiezen van de juiste halfgeleider zo, dat iedere extra halfgeleider het rendement verhoogt. Dat kan maar op een manier, ook wanneer de leerling zich niet realiseert dat het afstaan van warmte via een terugvallend elektron gebeurt.

Tja... "fysisch niet heel precies" zou moeten zijn "fysisch totaal onjuist". En ik ben er vrij zeker van dat dit invloed heeft gehad, niet alleen op de keuzes van bol 1 en 2, maar ook op de uitleg van bol 3 en 4. Maar die discussie ga ik niet winnen.