Interview
Uitwerkingen h18 natuurkunde astrofysica
- Course
- Level
Interview van 8 pagina's voor het vak Natuurkunde aan de VWO / Gymnasium (Uitwerkingen)
[Show more]
Seller
Follow
BioBites
Reviews received
Content preview
Hoofdstuk 18 AstrofysicaHoofdstuk 18
Astrofysica
Introductie Aan de rechterkant van vergelijking (1) staat dan:
1 a
(
1,988 · 1030 __________
6,6726 · 10–11 __________ 11 2
(1,511 · 10 )
+
5,972 · 1024
(1,5 · 109)2 )
R
= 6,0 · 10–3 m/s2
x Conclusie: L2 ligt inderdaad op 1,5 · 109 m ofwel
R = straal zon x = afstand aarde - 1,5 · 106 km.
r = straal aarde einde schaduwkegel
d 4 Gaia doet zijn waarnemingen met twee optische
d = afstand zon aarde telescopen en een digitale camera van 1 gigapixel.
Opzoeken in Binas:
R = 6,963 · 108 m 5 Loodrecht op de verbindingslijn zon-aarde: dan blijft
r = 6,371 · 106 m de afstand tot de aarde en de zon nagenoeg
Bekijk de bovenste driehoek(en): constant en ontvangen de zonnepanelen van Gaia
Er geldt: altijd zonlicht.
d+x
R = _____
__
r x 18.1 Het waarnemen van straling uit het
Invullen: heelal
8
1 a Er geldt: Efoton = __
hc
λ
6,963 · 10
_________ d+x
_____
= 109,3 = x Formule ombouwen: λ = ___
E
hc
6,371 · 106 foton
6,626 · 10–34 × 2,998 · 108
d + x = 109,3 · x Invullen: λ = _____________________ = 1,77 · 10–9 m
700 × 1,602 · 10–19
d = 108,3 · x
= 1,77 nm
0,1496 · 1012
d = ___________
x = _____ = 1,38 · 109
108,3 108,3 b De golflengte is 1,,77 · 10–9 = 8,5 · 108 maal zo groot.
Het einde van de schaduwkegel bevindt zich op De energie van het radiofoton is dan 8,5 · 108 keer zo
1,38 · 109 m. Het Lagrangepunt L2 zit op 1,5 · 109 m. klein.
Zie figuur 18.2.
b Omdat de zonnepanelen van Gaia zonlicht nodig 2 a De minimale energie is 1,0 · 10 –13 J.
hebben. 10 röntgenfotonen hebben een energie van
10 × 70 keV = 700 · 103 eV = 1,121 · 10 –13 J.
2 In de vergelijking kun je links en rechts de massa van De minimale belichtingstijd is dan:
Gaia (m) wegstrepen. 1,0 · 10–13
_________
=0,89 seconde.
1,121 · 10–13
3 v2
_____
d+x (
Mzon
= G _______
(d + x)2
Maarde
+ _____
x2 ) (1) b De oppervlakte van de spiegel is
πr2 = π22 = 12,57 m2
2πrzon _________
2π (d + x)
v = ______ = (2) De spiegel vangt per seconde 125,7 fotonen met
T T een energie van 125,7 × __
hc
=
λ
T = 365 × 24 × 3600 s
125,7 × 6,626 · 10 × 2,998 · 10
–34
___________________________
8
d = 0,1496 · 1012 m –9 = 4,994 · 10–17 J
500 · 10
x = 1,5 · 109 m
De minimale belichtingstijd is dan:
G = 6,674 · 10 –11 Nm2kg–2 (Binas tabel 7) 1,0 · 10–13
__________
Mzon = 1,988 · 1030 kg (Binas tabel 32C) = 2,0 · 103 seconde = 33 minuten.
4,994 · 10–17
Maarde = 5,972 · 1024 kg (Binas tabel 31)
Reken eerst de snelheid v uit met vergelijking (2): 3 De oppervlakte van twee pupillen is πr2 × 2 =
π(0,5 × 10–2)2 × 2 = 7,85 · 10–5 × 2 = 1,57 · 10–4 m2.
2π (d + x) 2π (0,1496 · 1012 + 1,5 · 109)
v = _________ = _______________________ De oppervlakte van de spiegel is πr2 = π(5)2 = 78,5 m2.
T 365 × 24 × 3600
78,5
= 3,0 · 104 m/s De spiegel vangt _____ 6
1,57 · 104 = 0,5 · 10 keer zo veel licht.
Die snelheid vul je in in vergelijking (1) en aan de Je kunt het ook berekenen met de verhoudingen
linkerkant van de vergelijking staat dan: van de beide stralen:
Aspiegel ____ 5,02
= πRs2 = _____
2
(3,0 · 10 ) 4 2 _______ R2s ___________
____________________
= 6,0 · 10–3 2 = = 5 · 105.
(0,1496 · 10 + 1,5 · 109)
12 2 · Apupil 2πRp 2 × Rp 2 × (5 · 10–3)2
, Hoofdstuk 18 Astrofysica
1,22 · λ 180 1,22 · λ 180
4 a Er geldt: S = ______ · ____
π 9 a Gebruik de formule: S = ______ · ____
π .
D D
D = 2,7 · 103 m = 2700 m
D = 10 m λ = 0,10 m
λ = 1000 · 10 –9 m Invullen:
1,22 · 0,10 ____
180
1,22 · 1000 · 10–9 ____ S = _________ −3
2700 · π = 2,6 · 10 graad
Invullen: S = ______________
10 · 180
π = 6,99 · 10
–6
Het scheidend vermogen van de WSRT is
Het scheidend vermogen van de GTC op La Palma is 2,6 · 10 –3 graad = 9,3 boogsec. (1° = 3600 boogsec.)
7,0 · 10 –6 graad. b De hele rij zorgt voor een heldere waarneming:
b 7,0 · 10 –6 × 3600 = 0,025 boogsec. meer energie die per seconde wordt opgevangen.
c c De afmeting D van de WSRT is wel groter, maar de
20 m golflengte λ die de radiotelescoop waarneemt is vele
malen groter en het scheidend vermogen S is
0,10 mm evenredig met λ/D. Zie formule.
1 boogsec.
10 a Bijvoorbeeld: Ga naar Google Earth en meet de
diameter van de aarde en de afstand tussen
0,025 boogsec. Nederland en Zuid-Afrika.
x
Met verhoudingen:
x
___ 1
_____ 20
_____
20 = 0,025 → x = 0,025 = 800 m
De afstand is 0,80 km.
5 - Nederland ligt laag. Daardoor zit er een dikkere
luchtlaag boven Nederland in vergelijking met de
luchtlaag boven het Andesgebergte in Chili.
- Het klimaat in de Andes is minder instabiel.
- De telescoop ligt boven de laag waarin wolken
worden gevormd.
- In de Andes is minder atmosferische turbulentie.
Meet de diameter van de aarde (d) in het plaatje en
6 a v = Δs/Δt. In 1 jaar neemt de straal 0,1% toe, dus meet de afstand (a) tussen Nederland en Zuid-Afrika.
Δs = 0,001 × 0,16 lichtjaar = 0,00016 × 9,46 · 1015 m Zoek de werkelijke diameter op van de aarde over de
= 1,51 · 1012 m. Verder is Δt = 365 × 24 × 3600 = polen: 12714 km.
3,15 · 107 sec. Voor de expansiesnelheid volgt: afstand Nederland-Zuid-Afrika is dan:
v = 4,8 · 104 m/s = 5 · 101 km/s. a × 12714 = 10170 km
__
b Als de expansiesnelheid altijd constant geweest is d
geldt dat de expansie t = Δs / v, met Δs = 0,16 De afstand is 1,0 · 104 km = 1,0 · 107 m.
1,22 · 0,10 ___
lichtjaar = 1,51 · 1015 m en v = 4,8 · 104 m/s. Er volgt b S = _______ 180 –7
1,0 · 107 · π = 7,0 · 10 graad
t = 3,15 · 1010 s = 1 · 103 jaar. –3
= 2,5 · 10 boogsec.
7 Er geldt: Efoton = __
hc
λ
. 11 De extra afstand die de stralen moeten afleggen
Formule ombouwen: λ = ____ hc bereken je als volgt:
Efoton
6,626 · 10–34 × 2,998 · 108
Invullen: λ = _____________________ = 1,3 · 10–17 m
9,4 · 1010 × 1,602 · 10–19
(harde gammastraling)
8 Reken eerst de golflengtes uit die horen bij de
twee gegeven frequenties:
2,998 · 108 x
λ = __c = _________ =0,86 m
f 3,50 · 108 30°
2,998 · 108
λ = _c = _________ =0,036 m 10 m
f 8,3 · 109
aanliggende x
Ja. 21 cm (0,21 m) zit tussen de beide golflengtes in. cos α = ___________ = __
10 → x = 10 cos(30°) = 8,7 m
schuine
Het tijdsverschil is de afstand gedeeld door de
lichtsnelheid want het signaal gaat met de lichtsnel-
heid:
8,7 m
tijdverschil = _____________ = 2,9 · 10–8 s
2,998 · 108 m/s
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller BioBites. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.68. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
67096 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now