Les 41.1 - Leerdoel 1

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Lesplanning

Lesplanning:

1. Uitleg stralingskromme
2. Starten met leerdoel 1 (15 min)
3. Uitleg wet van Wien
4. Zelfstandig werken:
   - leerdoel 1
   - verslag 
5. *Afsluiting: supernova

Begrippen:
optische telescoop, radiotelescoop en ruimtetelescoop.
planckkromme, continu spectrum

Leerdoel 1

Je kent de eigenschappen van de soorten EM-straling die worden waargenomen vanaf de aarde en vanuit de ruimte. En je kan uit het waargenomen stralingsspectrum de oppervlaktetemperatuur van een ster bepalen. 

Chinese FAST-radiotelescoop (grootste ter wereld)

Begrippen:
optische telescoop, radiotelescoop en ruimtetelescoop.
planckkromme, continu spectrum

Het elektromagnetisch spectrum bestaat uit gammastraling, röntgenstraling, ultravioletstraling, (zichtbaar) licht, infraroodstraling en radiogolven.
De hierboven genoemde soorten elektromagnetische straling staan in een volgorde van:

1. toenemende frequentie.
2. toenemende fotonenergie.
3. toenemende golflengte.

EM-spectrum

E​foton​​=h⋅f

E​foton​​=h⋅​λ​​c​​

constante van planck 

h = 6,626*10⁻³⁴ Js

Stralingskromme

• Stralingsintensiteit
  I (W/m²) 
   
•  Oppervlakte onder de grafiek geeft de stralingsintesiteit van de ster.  
  

Zwarte straler

In de natuurkunde is een zwarte straler of zwart lichaam een 'geïdealiseerd' (theoretisch volmaakt) object dat alle elektromagnetische straling die erop valt, absorbeert (en dus niet reflecteert). Door de absorptie van deze energie wordt de temperatuur van dit object hoger dan de omgevingstemperatuur. Deze warmte wordt aan de omgeving afgegeven in de vorm van elektromagnetische straling die warmtestraling wordt genoemd. Een 'zwarte straler' zendt altijd op alle frequenties/golflengten uit. Een zwarte straler is een ‘ideale uitzender’ en zendt, bij gegeven temperatuur, de maximaal mogelijke hoeveelheid energie per oppervlakte-eenheid uit op elke frequentie/golflengte.

In het tweede deel van de les ontdek je hoe je met de stralingskromme de oppervlaktetemperatuur van een ster kan bepalen.

Des te meer soorten EM-straling een astronoom analyseert des te meer de astronoom te weten komt over de ster.

Infraroodtelescoop

• Nadeel van meten op aarde:
  het merendeel van de straling wordt geabsorbeerd in de atmosfeer.
• Oplossing:
  meten in luchtballon, vliegtuig of in de ruimte.

https://www.allesoversterrenkunde.nl/!/actueel/nieuws/_detail/gli/nieuwe-infraroodtelescoop-houdt-noordelijke-hemel-/

Radiotelescoop

• Nadeel van meten op aarde:
  Grote diameter nodig.
• Oplossing: 
   meetstations aan elkaar koppelen.

https://www.allesoversterrenkunde.nl/!/actueel/nieuws/_detail/gli/nieuwe-infraroodtelescoop-houdt-noordelijke-hemel-/

Aan de slag

Werken aan leerdoel 1 - volgens de studiewijzer    

4, 

Oppervlaktetemperatuur

λ​max​​=​T​​k​w​​​​

k_w = 2,898 *10⁻³ m·K

Planckkrommen: Verticaal is de stralingsintensiteit.

De wet van Wien:

Is de Intensiteit altijd hoger als de ster een hogere oppervlaktetemperatuur heeft?

Waarom kan je alleen de oppervlaktetemperatuur meten?

Wat is de temperatuur van een
ster met een λ_max van
1,0 μm?

Aan de slag

Werken aan leerdoel 1 - volgens de studiewijzer

+

Afronden verslag

4, 

Sirius B als 

Quantumsysteem 

(2017-I)

Mechanische 

doping

(2018-II)

Supernova

https://wibnet.nl/heelal/sterren/supernova-wat-is-een-supernova

Supernova

https://scientias.nl/astronomen-ontdekken-de-helderste-supernova-ooit/