Interview
Uitwerkingen h18 natuurkunde astrofysica
- Vak
- Natuurkunde
- Niveau
- VWO / Gymnasium
Interview van 8 pagina's voor het vak Natuurkunde aan de VWO / Gymnasium (Uitwerkingen)
[Meer zien]Voorbeeld 2 van de 8 pagina's
Voorbeeld 2 van de 8 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Voorbeeld van de inhoud
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
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper BioBites. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €6,19. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 62890 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen