11.3 Snelheid van sterren en 11.4 Temperatuur van sterren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

H11 Astrofysica

11.3 Snelheid van sterren

Deze les...

- Herhaling par 11.2 + een oefenopgave

- Je leert dat sterren een tangentiële en radiale snelheid hebben en hoe die zich tot elkaar verhouden.

- Kun je de parallaxmethode toepassen.

- Je leert het dopplereffect kennen

- En kun je uitleggen waarom er rood- en blauwverschuiving heerst in het spectrum

Herhaling: Elektromagnetische straling

c=λf

E​f​​=hf

h = 6,62607·10^-34 Js (BINAS T7)

Herhaling: De Zon in het elektromagnetisch spectrum

E​foton​​=hf

E​foton​​=ΔE

c=λf

=∣E​m​​−E​n​​∣

Herhaling: Bereken hoe groot de golflengte is van de straling die een waterstofatoom uitzendt als het overgaat van de 3e naar de 1e aangeslagen toestand.
(uitwerken op papier, het eindantwoord hieronder in zetten).

Uitwerking 

E₂ = - 13,6 / 2² = -3,4 eV          E4 = - 13,6 / 4² = -0,85 eV

^{Ef = E2 - E4              - 3,4 eV - - 0,85 eV = - 2,85 eV  (min = energie die komt vrij)}

2,85 eV = 4,57 x 10^-19 J 

Ef = (h x c) / λ       ->        λ = h x c) / Ef         

(6,626 x 10^-34 x 2,998 x 10⁸) / 4,57 x 10^-19 = 4,35 x 10^-7= 435 nm  

05:52

Hoe kun je nu de parallax hoek bepalen?

06:34

Wat is de hoek in graden?

06:57

Bereken zelf de afstand in lichtjaren

Stelling van Pythagoras 

Om de vster hier te bepalen, heb je de stelling van Pythagoras nodig 

Bereken met behulp van BINAS de totale snelheid van ster Barnard

Dopplerformule:

​λ​​Δλ​​=​c​​v​r​​​​

De lijn van 410 nm is het gevolg van absorptie door water. Deze lijn is weergegeven in drie situaties, van de zon en van 2 sterrenstelsels. 

Huiswerk

Maak de volgende opdrachten:

- lees §11.3

- maken opdracht 21 tm 24, 26 en 27  

H11 Astrofysica

11.4 Temperatuur van sterren

Deze les...

- kun je temperatuur van sterren bepalen met de wet van Wien

- kun je Vermogen van sterren bepalen met de wet van  Boltzman

- Kun je de intensiteit van sterren bepalen met de kwadraten wet

Warmtestraling (uitstralen)

Warmtestraling(of opnemen?)

Stralingsbalans

(Wet van Stefan-Boltzmann)

Formule overnemen:

Een gloeilamp van 50 W heeft een draad wolfraam met een dikte van 20 um (micrometer) en een lengte van 1,2m. Wat is de temperatuur van de draad?

Ik heb 5 kubussen die ik tot dezelfde temperatuur verwarm. Welke zend de meeste warmte straling uit? Rangschil van hoogst (5) naar laagst (1).

1

2

3

4

5

Kleur afhankelijkheid van straling.

Dus een zwart object absorbeert en emiteert meer straling dan een wit object.

En een dof object absorbeert  en emiteert meer dan een glanzend object.

Zwarte straler

Een zwarte straler is een object dat
alleen maar straling uitzend en geen
straling reflecteert.

Een zwarte straler zend de maximale
temperatuurstraling straling uit. 

De Planck-krommen

Simulatie Planck-krommen

De Planck-krommen

Simulatie Planck-krommen

λ​max​​=​T​​k​w​​​​

waarin:

λ_max = golflengte bij maximale

             intensiteit (m)

k_w     = constante van Wien 

             (2,8978·10^-3 m·K)

T        = temperatuur (K)

(Deze formule wordt de Wet van Wien genoemd)

De Planck krommen

BINAS Tabel 22

In BINAS Tabel 32B staat de temperatuur van de Zon beschreven, namelijk T = 5,78·10³ K.

Bij welke golflengte zien we de Zon voornamelijk?

λ​max​​=​T​​k​w​​​​=​5,78⋅10​3​​​​2,8978⋅10​−3​​​​

De Planck krommen

BINAS Tabel 22

In BINAS Tabel 32B staat de temperatuur van de Zon beschreven, namelijk T = 5,78·10³ K.

Bij welke golflengte zien we de Zon voornamelijk?

λ​max​​=​T​​k​w​​​​=​5,78⋅10​3​​​​2,8978⋅10​−3​​​​

=5,01⋅10​−7​​ m

De Planck krommen

BINAS Tabel 22

In BINAS Tabel 32B staat de temperatuur van de Zon beschreven, namelijk T = 5,78·10³ K.

Bij welke golflengte zien we de Zon voornamelijk?

λ​max​​=​T​​k​w​​​​=​5,78⋅10​3​​​​2,8978⋅10​−3​​​​

=5,01⋅10​−7​​ m

=501 nm

Wet van Wien

Bereken de maximale golflengte van een gloeilamp met een temperatuur van 2,5 x 10^3 K

Leg nu uit waarom het rendement van een gloeilamp maar 5% is.

Kwadratenwet

De hoeveelheid straling neemt kwadratisch af met de afstand. 

Kwadratenwet

de Zon

Je vindt gegevens van de zon op meerdere plekken in de BINAS:

32 B - samen met andere sterren
32 C - tabel van alleen de zon

Let op dat voor het stralingsvermogen P = σ A T⁴ de effectieve temperatuur nodig is, deze staat in tabel 32B.

Kwadratenwet: 

Oefeopgave

De zon (r = 0,696*10⁹ m) bevindt zich gemiddeld op een afstand van 1,496∙10¹¹ m van de aarde. De

stralingsintensiteit die de aarde ontvangt (op de atmosfeer), de zogenaamde

zonneconstante, bedraagt 1,4∙10³ W/m². 

Bereken de oppervlaktetemperatuur van de zon.

P =  3,9∙10²⁶ W

Huiswerk par 11.4

 Temperatuur van sterren

m opdr 30 tm 35, 37

(34d hoeft niet)