§9.6 Structuur van het heelal - les 1

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Lesplanning

1. Klassikaal planetenstelsel, sterrenstelsel en cluster van sterrenstelsels.
2. Opgaven §9.6 begrijpen maken 
3. Klassikaal lichtjaar

Dinsdag week 9

Lesdoelen

Aan het einde van de les 

kan je ...

• in grote lijnen uitleggen hoe het zonnestelsel is ontstaan;
• kan je uitleggen waarom wetenschappers overtuigd zijn van het bestaan van donkere materie.

Dinsdag week 9

Wensen voor de herhaling volgende week.

Dinsdag week 9

Voorbeeldopgave

Door een LED-lamp loopt een stroomsterkte van 50 mA. Sommige elektronen die door de LED stromen zorgen voor het uitzenden van een blauw foton met een golflengte van 470 nm. Het totale vermogen van het uitgezonden licht is 0,075 W. 

A.   Bereken het aantal elektronen die per seconde door de lamp stromen.

Wat moet je in je binas opzoeken om dit te berekenen?

Wat moet je in je binas opzoeken om dit te berekenen?

Voorbeeldopgave

Door een LED-lamp loopt een stroomsterkte van 50 mA. Sommige elektronen die door de LED stromen zorgen voor het uitzenden van een blauw foton met een golflengte van 470 nm. Het totale vermogen van het uitgezonden licht is 0,075 W. 

A.   Bereken het aantal elektronen die per seconde door de lamp stromen.

• q_elektron = 1,602*10⁻¹⁹ C 
• Stroomsterkte is de hoeveelheid lading die in één seconde een punt in de stroomkring passeert. 
• 50 mA = 0,050 A
    Dus 0,050 A = 0,050 C/s
•   0,05 / (1,602*10⁻¹⁹) 
      = 3,1 *10¹⁷ elektronen

Sommige elektronen zorgen voor het uitzenden van een blauw foton met een golflengte van 470 nm. Het totale vermogen van het uitgezonden licht is 0,075 W. Stel de vraag is: "Bereken hoeveel fotonen er per seconde worden uitgezonden." Wat ga je dan als eerste berekenen?

Voorbeeldopgave

Per seconde stromen er 3,1 *10¹⁷ elektronen door de LED. Sommige elektronen zorgen voor het uitzenden van een blauw foton met een golflengte van 470 nm. Het totale vermogen van het uitgezonden licht is 0,075 W.
 Bereken hoeveel fotonen er per seconde worden uitgezonden.

• 0,075 W = 0,075 J/s 
• We moeten de energie per foton uitrekenen zodat we kunnen berekenen hoeveel elektronen per seconde een blauw foton uitzenden.

Voorbeeldopgave

Per seconde stromen er 3,1 *10¹⁷ elektronen door de LED. Sommige elektronen zorgen voor het uitzenden van een blauw foton met een golflengte van 470 nm. Het totale vermogen van het uitgezonden licht is 0,075 W. 
 Bereken hoeveel fotonen er per seconde worden uitgezonden.

• E_foton = h * f 
• E_foton = h * c / λ
  
  
  
• E_foton = 4,22 * 10⁻¹⁹ J

E​f​​=​470⋅10​−9​​​​6,626⋅10​−34​​⋅3,0⋅10​8​​​​

Voorbeeldopgave

Per seconde stromen er 3,1 *10¹⁷ elektronen door de LED. Sommige elektronen zorgen voor het uitzenden van een blauw foton met een golflengte van 470 nm. Het totale vermogen van het uitgezonden licht is 0,075 W. 
 Bereken hoeveel fotonen er per seconde worden uitgezonden.

• 0,075 W = 0,075 J/s 
• E_foton = 4,22 * 10⁻¹⁹ J
• 0,075 / 4,22*10⁻¹⁹ 
  = 1,77*10¹⁷ fotonen per sec

Aan de slag

Opgaven beheersen: 62, 63, 64, 67 t/m 70

Klaar: lees paragraaf 6 alvast door.

Zonnestelsel - Planetenstelsel

Welke planeten hebben de grootste snelheid?

1. De planeten dicht bij de zon.
2. De planeten ver van de zon.

Des te groter 

de baanstraal 

des te kleiner 

de snelheid.

F​mpz​​=F​g​​

​r​​m⋅v​2​​​​=G⋅​r​2​​​​m⋅M​​

v​2​​=G⋅​r​​M​​

Alles planeten draaien in dezelfde richting in
 hetzelfde vlak.

Ons zonnestelsel is gevormd uit een grote hoeveelheid licht roterend gas, dat door de zwaartekracht is samengetrokken. Het inkrimpen van de gaswolk zorgde er toen voor dat de wolk veel sneller ging draaien.

De zwaartekracht wil de deeltjes naar het centrum trekken en door de draaiing bewegen de deeltjes naar buiten. Het gevolg is dat de deeltjes in een schijf worden geduwd. Het is uit deze schijf dat de zon en de planeten zijn gevormd.

Ons zonnestelsel is gevormd uit een grote hoeveelheid licht roterend gas, dat door de zwaartekracht is samengetrokken. Het inkrimpen van de gaswolk zorgde ervoor dat de wolk veel sneller ging draaien. 

De zwaartekracht wil de deeltjes naar het centrum trekken en door de draaiing bewegen de deeltjes naar buiten. Het gevolg is dat de deeltjes in een schijf worden geduwd. Het is uit deze schijf dat de zon en de planeten zijn gevormd.

De melkweg - Sterrenstelsel

Clusters van sterrenstelsel - donkere materie

In een cluster van sterrenstelsels wordt een groot aantal sterrenstelsels bij elkaar gehouden door gravitatiekrachten. 

Van de benodigde massa (om het cluster bij elkaar te houden) is slechts 5% zichtbare materie en 10% heet gas tussen de sterrenstelsels. 

Astronomen kijken terug in de tijd.

Aan de slag

Opgaven begrijpen: (71), 72, 73 en 75 

Vorige les: 62, 67 t/m 70
Klaar, ga verder met 77 t/m 80 en 83

Tot 11:52

Lichtjaar

De afstand die licht in één
 jaar aflegt. 

Een lichtjaar is ... km

1. 3,0*10⁸ *24*365 = 2,6*10¹² km
2. 3,0*10⁸ * 3600 * 365 = 3,942*10¹⁴ km
3. 3,0*10⁸ * 3600 * 24 * 365 = 9,5*10¹⁵ km
4. 3,0*10⁸ * 3600 * 24 * 365 / 1000 = 9,5*10¹² km

Lesdoel

Aan het einde van de les 

kan je ...

• in grote lijnen uitleggen hoe het zonnestelsel is ontstaan;
• kan je uitleggen waarom wetenschappers overtuigd zijn van het bestaan van donkere materie.

Dinsdag week 9

Lesdoelen behaald? Wat vind je nog lastig of onduidelijk?