6 vwo herhaling sterrenkunde les 9

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Herhaling Hoofdstuk 13

zonnestelsel en heelal 

Vragen over huiswerk van hfd 15.4 

(af voor 7-3)

Basis: 30, 31, 35, 37, 39  

Gevorderden: 35, 37, 39 

Expert: 37, 39

Wat voor telescoop gebruik je voor het waarnemen van koude objecten in de ruimte?

1. Radiotelescoop
2. optische telescoop
3. telescoop die röntgenstraling kan detecteren
4. telescoop die gammastraling kan detecteren

Waar op aarde kun je het beste infrarood straling waarnemen?

1. Op zeeninveau
2. Op een donkere plek
3. Hoog op een droge berg
4. Dat kan niet op aarde

De dichtstbijzijnde ster (de zon niet meegerekend) is Proxima Centaurus. Wat is de afstand tot Proxima Centaurus in lichtjaar? Geef je antwoord in 2 significante cijfers, je hoeft de eenheid niet te vermelden.

Uitleg afstand Proxima Centauri

In BINAS tabel 32B vinden we voor de afstand tot Proxima Cent. 4,0·10¹⁶ m. Omrekenen naar lichtjaar geeft

4,0·10¹⁶ / 9,461·10¹⁵ = 4,2279 lichtjaar

Afgerond op twee cijfers is dit 4,2 lichtjaar.

Van welk object heeft het licht een continu spectrum?

1. Een gloeiende staaf ijzer
2. Een TL-lamp
3. Een laserpointer die monochromatisch licht geeft met een golflengte van 635 nm
4. Een ijle wolk heeft waterstofgas in het heelal

De oppervlaktetemperatuur van de zon is 5780 K. Bereken de golflengte waarbij de zon
de meeste straling uitzendt.
Geef je antwoord in nm en let op significantie!

Uitwerking golflengte zon

De wet van Wien luidt (BINAS tabel 35-E1)

λ_max T = k_w

Invullen van k_w = 2,8977721·10^-3 mK (BINAS tabel 7) en T = 5780 K geeft

λ_max = k_w / T = 2,8977721·10^-3 / 5780 = 5,013447·10^-7 m

Afgerond op vier cijfers is dit 501,3 nm.

De temperatuur van gaswolken onder invloed van gravitatiekracht van zware objecten in het heelal kan zó hoog oplopen dat er röntgenstraling uitgezonden wordt. Bereken de temperatuur van een gaswolk die röntgenstraling met λmax = 5,0 nm uitzendt. Geef je antwoord in hele Kelvin, je hoeft geen rekening te houden met significantie, dus gebruik geen macht van 10! Je hoeft de eenheid niet te vermelden.

Uitwerking temperatuur gaswolk

T = kW / λmax = 2,8977721·10^-3 / 5,0·10^-9 = 579554 K

Afgerond op twee cijfers is dit 5,8·10⁵ K.

De ster Betelgeuze is een rode reuzenster in het sterrenbeeld Orion die in de winter goed met het blote oog zichtbaar is. De temperatuur van Betelgeuze is 3,6·10^3 K en de straal 4,9·10^11 m. Bereken de lichtkracht van Betelgeuze in Watt. Je hoeft de eenheid niet te vermelden. Noteer de macht van 10 als E: 10 tot de macht 20 is dan E20.

Uitwerking stralingsvermogen Betelgeuze

We berekenen eerst het oppervlak van Betelgeuze

A = 4π·r² = 4π·(4,9·10¹¹)² = 3,0172·10²⁴ m²

Vervolgens rekenen we met de wet van Stefan-Boltzmann het uitgestraalde vermogen uit: P_Betelgeuze = 5,670373·10^-8 · 3,0172·10²⁴ · (3,6·10³)⁴ = 2,8736·10³¹ W

Afgerond is dit 2,9·10³¹ W.

Een ster met een lichtkracht van 5,6·10^26 W waarvan de intensiteit van het opgevangen
licht op aarde 1,7·10^-9 Wm-2
is. Bepaal de afstand tot deze ster in meter. Houdt rekening met significantie en noteer de macht als E.

Uitwerking afstandbepaling tot ster

I = P_bron / 4πr²

Hieruit volgt voor de afstand r

r² = P_bron / I·4π

r = √ [P_bron / I·4π]

Invullen van P_bron=5,6·10²⁶ W en I = 1,7·10^-9 Wm^-2 geeft

r = √ [5,6·10²⁶ / 1,7·10^-9 4π] = 1,6191·10¹⁷ m.

Afgerond is dit 1,6·10¹⁷m.

Bereken met de formule voor de Dopplerverschuiving de radiale snelheid van een ster met een temperatuur van T = 4500 K en een verschoven Planckkromme met een maximale golflengte van 645,0 nm. Geef je antwoord in m/s (eenheid hoef je niet te vermelden) en geef de macht van 10 weer als E. Geef je antwoord in 2 significante cijfers.

Uitwerking radiale snelheid ster

De λmax van een ster met een temperatuur van 4500 K kunnen we uitrekenen met de wet van Wien: λ_max·T = k_w dus λmax = k_w / T

Invullen van k_w = 2,8977721·10^-3 mK (BINAS tabel 7) en T = 4500 K geeft λ_max· =2,8977721·10^-3/ 4500 = 6,43949·10^-7 m

Dit is 643,949 nm. De golflengte is 645,0 - 643,949 = 1,051 nm naar het rood opgeschoven. We vinden dan voor de radiale snelheid

v = 1,051·10^-9 / 643,949·10^-9 · 2,99792458·10⁸ ms-1

v = 489296 ms-1

Afgerond een snelheid van 4,9·10⁵ ms-1 van ons af.

Huiswerk (af voor 14-3)

Van hoofdstuk 15

Basis: 83, 84, 85, 91, 94, 99, 101 en 3 examensommen

Gevorderden: 84, 85, 94, 99, 101 en 2 examensommen

Expert: 85, 99, 101 en 1 examensom