Samenvatting
Samenvatting Antwoorden H11 Astrofysica Systematische Natuurkunde
In dit document vind u alle antwoorden van alle paragrafen van hoofdstuk 11: Astrofysica, uit het boek Systematische Natuurkunde voor vwo 6.
[Meer zien]Voorbeeld 3 van de 17 pagina's
Voorbeeld 3 van de 17 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Gekoppeld boek
Titel boek:
Auteur(s):
- Uitgave:
- ISBN:
- Druk:
Voorbeeld van de inhoud
VWO 6 Hoofdstuk 11 Uitwerkingenwx nauwkeurige waarde voor de omlooptijd van de aarde om de zon in BINAS tabel 31.
s=v∙t
t = 1 jaar = 365,256 d = 365,256 ´ 24 ´ 60 ´ 60 = 3,15581184·107 s1
v = c = 2,99792458·108 m/s (BINAS tabel 7A)
s = 2,99792458·108 ´ 3,15581184·107 = 9,46088588·1015 m
Afgerond: t = 9,461·1015 m
b Het aantal jaar dat het licht erover doet, komt overeen met de afstand uitgedrukt in lichtjaren.
lichtjaar
Het licht doet er dus afgerond 87,0 miljoen jaar over om vanaf Sirius de aarde te bereiken.
c Voor de golflengte van het stralingsmaximum geldt de wet van Wien: .
Volgens BINAS tabel 32B geldt voor de temperatuur van de zon: Tzon = 5,78·103 K
Hieruit volgt dat TSirius groter is dan Tzon. Omdat kw een constante is, is λmax,Sirius kleiner dan
λmax,zon.
Dus ligt de piek in het stralingsspectrum bij een lagere golflengte, dus links van die van de zon.
d De lichtkracht is het totale vermogen dat uitgezonden wordt door een ster in alle richtingen en
is dus gelijk aan Pbron. Een ster heeft een bolvormig oppervlak. Voor de oppervlakte van een
bol met straal R geldt . Combineren met de wet van Stefan-Boltzmann levert:
e De relatieve lichtkracht is dus
(Dit betekent dus dat de lichtkracht van Sirius 25 keer groter dan die van de zon.)
Opgave 2
a Uit de Planck-krommen blijkt dat bij 3000 K veel rood licht aanwezig is en relatief weinig blauw
licht. Niet alle kleuren zijn in gelijke mate aanwezig, daarom geeft de gloeilamp geen wit licht.
b De temperatuur van de halogeenlamp bereken je met de wet van Wien.
lmax = 906 nm = 906·10−9 m
kw = 2,8977721∙10−3 m K
T = 3198,4 K
Het kwarts van de halogeenlamp moet dus tegen een hogere temperatuur bestand zijn.
c Uit figuur 11.5 blijkt dat het grootste gedeelte van het uitgezonden spectrum niet behoort tot
zichtbaar licht.
d De temperatuur van de gloeidraad in een halogeenlamp is groter dan die in een gloeilamp.
Dus de golflengte van het stralingsmaximum verschuift naar links richting het zichtbare
gedeelte. Een groter gedeelte van het spectrum valt in het gebied van zichtbaar licht.
Het rendement van de halogeenlamp is dus hoger.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 17
,VWO 6 Hoofdstuk 11 Uitwerkingen
e Zie figuur 11.1.
Figuur 11.1
Toelichting
Volgens de wet van Stefan-Boltzmann is het uitgezonden vermogen recht evenredig met het
uitzendend oppervlak. Wanneer het oppervlak twee keer zo klein is, dan is de intensiteit van
de uitgezonden straling dus ook twee keer zo klein. Dit betekent dat de oppervlakte onder de
Planck-kromme twee keer zo klein is. De golflengte van het stralingsmaximum blijft op
dezelfde plaats omdat de temperatuur gelijk blijft. In figuur 11.1 is de lijn voor een tweemaal zo
klein oppervlak geschetst: voor elke golflengte is het maximum gehalveerd.
Opgave 3
a De netto uitgezonden straling is gelijk aan het uitgezonden vermogen min het opgenomen
vermogen. Voor beide geldt de wet van Stefan-Boltzmann. Het oppervlak is gelijk voor het
uitzenden en opnemen van straling.
b De hoeveelheid energie die Douwe uitzendt, bereken je met het netto uitgezonden vermogen
en de tijd.
Het netto uitgezonden vermogen bereken je met de gegeven formule.
σ = 5,670373∙10−8 W m−2 K−4
A = 1,8 m2
T = 32 °C = 32 + 273 = 305 K
Tomgeving = 20 °C = 20 + 273 = 293 K
E=P∙t
t = 1 dag = 24 ´ 60 ´ 60 = 8,64∙104 s
E = 1,3101∙102 ´ 8,64∙104 = 1,1319·107 J
Afgerond: 1,1∙107 J
c Het uitgezonden vermogen zorgt ervoor dat het tentdoek (uiteindelijk) een hogere temperatuur
heeft dan de buitenlucht. Dus Tomgeving is in een tent groter dan in de buitenlucht. Alle andere
factoren zijn hetzelfde. Lisa heeft dus gelijk.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 17
, VWO 6 Hoofdstuk 11 Uitwerkingen
Opgave 4
a De effectieve temperatuur van een zonnevlek bereken je uit de effectieve temperatuur van de
zon.
Tvlek = Teffectief,zon − DT
Teffectief = 5,78·103 K (Zie BINAS tabel 32B)
DT = 1250 °C = 1250 K
Tvlek = 5,78·103 − 1250
Tvlek = 4530 K
Afgerond: Tvlek = 4,53·103 K
b De kleur leid je af met behulp van de wet van Wien.
kw is een constante.
Tvlek is kleiner dan Tomgeving.
lmax,vlek is groter dan lmax,omgeving.
Hoe groter de golflengte des te roder is de kleur. Zie BINAS tabel 19A.
De kleur van het licht van de zonnevlek is dus roder dan het licht uit de directe omgeving.
c Het temperatuurverschil zorgt voor een kleine verschuiving van de Planck-kromme. Dus het
kleurverschil is niet groot. Met het blote oog zie je al het zonlicht afkomstig van de zon als
geheel. De zonnevlekken vormen maar een klein gedeelte van de zon. Daarom zijn de
zonnevlekken niet met het blote oog zichtbaar.
d Dat de intensiteit van een zonnevlek ongeveer drie keer kleiner is dan die van een ‘normaal’
stukje oppervlak van de zon, bereken je met de verhouding van deze twee intensiteiten.
De verhouding van de twee intensiteiten bereken je met de wet van Stefan-Boltzmann.
De intensiteit van een zonnevlek is dus keer kleiner dan van een normaal stukje
van de zon. Dit is dus ongeveer drie keer kleiner.
Opgave 5
a Volgens de wet van Wien en de Planck-krommen hoort de hoogste temperatuur bij
ultravioletstraling en blauw licht. Dit wordt met name vanuit de linkerbovenhoek van het
sterrenstelsel uitgezonden en vanuit het centrum.
b De omtrek O van een cirkel is gelijk aan met daarin de diameter uitgedrukt in meter.
O = 2,4·103 ´ 9,461·1015 = 7,1·1019 m.
c De effectieve temperatuur van de clusters nieuwe sterren bereken je met de wet van Wien. De
golflengte van het stralingsmaximum volgt uit de kleur van de clusters.
Uit BINAS tabel 19A volgt dat ultravioletstraling begint bij een golflengte van 390 nm.
lmax = 390 nm = 390·10−9 m
kw = 2,8977721∙10−3 m K
T = 7,430∙103 K
Afgerond: 7,43∙103 K
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 17
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 elviraschinkel. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,39. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 52510 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen