Straling van sterren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 5,6

Welkom!

Kleur

Het zichtbaar licht is onderdeel van het complete elektromagnetische spectrum.

Kleur

De energie van de straling (en dus de kleur van het voorwerp dat het licht uitzend) is een maat voor de temperatuur van het voorwerp. 

Wet van Wien:

De golflengte die het meest voorkomt (λmax) is omgekeerd evenredig met de temperatuur.

λ​max​​=​T​​k​w​​​​

Kleur

Hoe korter de golflengte (hoe 'blauwer' het licht) des te groter is de frequentie van het licht en des te groter is de energie van het licht.

c=f•λ

oefenen

Bepaal de meest voorkomende kleur van het zonlicht.

1. Zoek de temperatuur van de zon op. (B32B)

2. Bereken de meest voorkomende golflengte (B7)

3. Bepaal de kleur van deze golflengte (B19/B20)

oefenen

Bepaal de meest voorkomende kleur van het zonlicht.

1. Zoek de temperatuur van de zon op. (B32B)

2. Bereken de meest voorkomende golflengte (B7)

3. Bepaal de kleur van deze golflengte (B19/B20)

λmax=0.0028977/5780=501 nm

groen/blauw

applet

applet zwarte straler

Lichtkracht

De hoeveelheid energie wat een voorwerp uitzend is afhankelijk van de oppervlakte temperatuur en de totale oppervlakte. 

Dit uitgezonden vermogen wordt in de sterrenkunde lichtkracht(L) genoemd. 

Lichtkracht

P (=L) uitgezonden vermogen in Watt (W)

σ is de constante van Stefan-Boltzman (5,67•10^-8 Wm-2K-4)

A is het oppervlak in vierkante meters (m2)

T is de oppervlaktetemperatuur in Kelvin (K)

P​bron​​=σ⋅A⋅T​4​​

Voorbeeld

Het uitgezonden vermogen van een gloeilamp is 60W en de temperatuur van de gloeidraad is 3500 K. 

Bereken de oppervlakte van een gloeidraad.

Voorbeeld

Het uitgezonden vermogen van een gloeilamp is 60W en de temperatuur van de gloeidraad is 3500 K. 

Bereken de oppervlakte van een gloeidraad.

P​bron​​=σ⋅A⋅T​4​​⇒A=​σ⋅T​4​​​​P​​

A=​σ⋅T​4​​​​P​​=​5,67⋅10​−8​​⋅3500​4​​​​60​​=7,05⋅10​−6​​m​2​​

kwadratenwet

Als de afstand tot een bron 2x zo GROOT wordt dan wordt de intensiteit 4x zo KLEIN.

I is de intensiteit in W/m2

r is de afstand tot de bron in m.

I=​4πr​2​​​​P​bron​​​​

Voorbeeld

De zon heeft een vermogen van 3,85•10^26 W. De aarde staat op 1,496•10^11 m.

Bereken de intensiteit van het zonlicht op aarde.

Voorbeeld

De zon heeft een vermogen van 3,85•10^26 W. De aarde staat op 1,496•10^11 m.

Bereken de intensiteit van het zonlicht op aarde.

I=​4πr​2​​​​P​​=​4π⋅(1,496⋅10​11​​)​2​​​​(3,85⋅10​26​​)​​=1,37⋅10​3​​Wm​−2​​

oefenen

Een ster heeft een diameter van 2,45*10^9 m en een oppervlakte temperatuur van 4300 K.

Bereken de intensiteit op een afstand van 8,56*10^10 m.

oefenen

Een ster heeft een diameter van 2,46*10^9 m en een oppervlakte temperatuur van 4300 K.

Bereken de intensiteit op een afstand van 8,56*10^10 m.

P=σ⋅4π⋅(1,23⋅10​9​​)​2​​⋅4300​4​​=3,68⋅10​26​​W

oefenen

Een ster heeft een diameter van 2,46*10^9 m en een oppervlakte temperatuur van 4300 K.

Bereken de intensiteit op een afstand van 8,56*10^10 m.

P=σ⋅4π⋅(1,23⋅10​9​​)​2​​⋅4300​4​​=3,68⋅10​26​​W

I=​4πr​2​​​​P​​=​4π⋅(8,56⋅10​10​​)​2​​​​(3,68⋅10​26​​)​​=4,00⋅10​3​​Wm​−2​​

notatie

het symbool voor de zon is 

Dit wordt vaak gebruikt om de relatieve lichtsterkte of relatieve massa uit te drukken in zon-lichtkracht of zon-massa.

bijv:

⊙

​L​⊙​​​​L​​of​m​​m​​​⊙​​

Wat is nog niet (helemaal) duidelijk van de afgelopen les en wil je het graag nog een keer over hebben?