Astrofysica

• Natuurkunde
• Voortgezet speciaal onderwijs

Wat weet je nog van H18?

H18 herhaling 

• De bouw en evolutie van sterren (het universum?)
  
• Sterren te ver
  
• Licht uit sterren opvangen, bestuderen en analyseren
  
• De samenstelling van de sterren
  >> absorptiespectrum
• hun beweging >> HET DOPPLEREFFECT
  
• Temperatuur >> Lichtsterkte (kwadratenwet)
• De levensloop van de sterren>> brandstof
• sterren classificeren  (Hertzsprung-Russeldiagram)

overzicht

• licht foton  (energie, frequentie, golflengte en snelheid)
• spectrum van de sterren >> emissie en absorptie spectrum: spectraallijnen 
• Roodverschuiving en blauwverschuiving dopplereffect 
• het verband tussen uitgezonden               en de temperatuur( Wien)
• Lichtsterkte, temperatuur en de grootte van de ster
• de afstand tot de ster >> kwadraten wet
• levensduur van de ster >> Kernfusie van waterstofatomen, massadefect
• aflezen uit het Hertzsprung-Russeldiagram

λ​max​​

Bereken de golflengte van een foton van 700 eV

Bereken de energie van de fotonen die zijn opgenomen in het rode gebied (656 nm) van het absorptiespectrum van waterstof.

I. Bij het terugvallen van een energieniveau wordt een foton uitgezonden.
II. Wanneer een bundel straling door een koud gas gaat, ontstaat er een absorptiespectrum

1. Zowel I en II zijn waar.
2. I. is waar II. is niet waar
3. I. is niet waar II. is waar
4. Beiden zijn niet waar.

1. emissiespectrum
2. absorptiespectrum
3. continuspectrum

Door het dopplereffect neemt de waargenomen golflengte voor een bewegende golfbron toe. Wanneer de ster van ons af beweegt spreken we over...

1. Blauw verschuiving
2. Infrarood
3. Rood verschuiving
4. Ioniserende straling

Snelheid van de bron

De snelheid van de bron kun je berekenen door middel van het dopplereffect. 

v=​λ​​Δλ​​⋅c

De meeste straling van de zon bevat golflengten in het zichtbare deel van het spectrum, met een maximum bij geel licht (ca. 550 nm). Bepaal de temperatuur van de zon.

Twee sterren met hetzelfde stralingsvermogen hebben dezelfde oppervlak.

1. Waar
2. Niet waar

Twee sterren met hetzelfde stralingsvermogen geven op aarde dezelfde stralingsintensiteit

1. Waar
2. Niet waar

stralingsvermogen van Sirius

 De straal en de intensiteit van de ster zijn bekend

     met behulp van                             volgt: 

B.

    Dus het stralingsvermogen van Sirius is 29 keer zo groot als          het stralingsvermogen van de zon. 

A=4π⋅r​2​​=4π⋅(8,1⋅10​16​​)​2​​=8,2⋅10​34​​m​2​​

P=I⋅A

P=1,33⋅10​−7​​⋅8,2⋅10​34​​=1,1⋅10​28​​W

P​sirius​​/P​zon​​=1,1⋅10​28​​/3,847⋅10​26​​=29

De zon verwarmt het aardoppervlak. Wat is het gemiddeld stralingsvermogen dat vanuit de zon op het aardoppervlak terecht komt?
Lzon=3,85x10^26 W en tabel 32

1. 10 W/m²
2. 1.000 W/m²
3. 100.000 W/m²
4. 10.000.000 W/m²

Hertzsprung-Russeldiagram

Het verband tussen de afstand en intensiteit van een ster is …

1. kwadratisch
2. omgekeerd kwadratisch
3. evenredig

Voor een bron die zich van ons af beweegt wordt de … van de uitgezonden straling groter.

1. golflengte
2. frequentie
3. snelheid

De massa van alle planeten en planetoïden bij elkaar opgeteld is … dan de massa van de zon.

1. ongeveer gelijk
2. veel kleiner
3. veel groter

Hiernaast staan Planckkrommen van drie voorwerpen. Zet ze in volgorde van laagste naar hoogste temperatuur.

1. ABC
2. BCA
3. CAB
4. CBA

Hoe lang doet het licht erover om van de zon naar de aarde te komen?

1. 8 seconden
2. 8 minuten
3. 8 uur
4. 8 lichtjaar

Hoe groot is de gravitatie op de maan?

1. 10.5
2. 3,6
3. 1,6
4. 9,8

Het terugvallen van een elektron naar een lagere toestand heet...

1. absorptie
2. emissie

oefening 

Voor het vermogen dat een ster uitstraalt in de vorm van stralingsenergie geldt:

Hierin is:

•  c een constante;
  
•  r de straal van de ster in m;
  
•  T de temperatuur van de ster in K.
  

Uit waarnemingen blijkt dat er voor de meeste sterren ook een verband bestaat tussen het vermogen Pster dat de ster uitstraalt en de massa Mster van de ster.

Ten opzichte van de zon geldt de volgende relatie:

Als de massa van een ster groter is dan 10 maal de massa van de zon, zal de ster aan het eind van haar leven ontploffen als een zogenaamde supernova.

 Ga door middel van een berekening na of Betelgeuze zal ontploffen als een supernova.

P=cr​2​​T​4​​

​P​zon​​​​P​ster​​​​=(​M​zon​​​​M​ster​​​​)​​2​​7​​​​

Samengevat:

Elk lichtbron heeft zijn eigen spectrum.

Het spectrum van de zon bestaat
uit alle zichtbare spectraalkleuren.

Het spectrum van een lamp die maar één kleur licht uitzendt
bestaat uit die ene kleur. Bijvoorbeeld het spectrum van
een  natriumlamp bevat alleen de spectraalkleur geel.

Je kunt deze kleuren zien met een zogenaamde

zakspectroscoop.

Materiaal bepalen

• Als er kleuren ontbreken in het spectrum van een ster, kun je bepalen van welke stof de ster gemaakt is. b.v. van de zon ...

Gebruik BINAS 20 en 21B/C
Hoeveel spectraallijnen liggen bij Helium er in het zichtbare licht

1. 16
2. 14
3. 15
4. 13