11.3 Snelheid van sterren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Deze les

Planning:

- Korte terugblik 11.2 + PO

- Uitleg 11.3

Leerdoel:

- Parallax meting.

- Het begrijpen van het doppler effect.

- Betekenis rood en blauw verschuiving.

11.2 atomen en spectra

Oefenopdrachtje

Stel een ster verschuift over een halve hoek van 0,0025^o bereken afstand van deze ster tot de aarde in lichtjaar. Bereken daarvoor eerst hoeveel meter een lichtjaar is.

Waarom is de parallaxmethode alleen geschikt voor sterren die relatief dichtbij staan?

In het heelal is sprake van rood en blauw verschuiving van het spectrum. Hoe kan dat? Wat gebeurt er dan?

Dopplereffect, hoe zat her ook alweer?

Doppler effect

Ster beweegt naar je toe = blauw verschuiving

Ster beweegt van je af = rood verschuiving

Hoe sneller = hoe meer verschuiving

Snelheid van de bron

Door beweging van de bron observeren de waarnemers in a en b een iets andere golflengte.

v=​λ​​Δλ​​⋅c

Δλ=λ​obs​​−λ=v⋅T

Leid dit af

Snelheid van de bron

De component van de snelheid in de richting van de waarnemer kun je bepalen door middel van het dopplereffect. De vr bepaalt de mate van blauw / rood verschuiving.

Uitdijing van het heelal

Hubble constateerde: 

1.  Aan alle kanten rood verschuiving -> sterren bewegen  van ons af. (dat wil niet zeggen dat sterrenstelsels niet naar elkaar toe  kunnen bewegen!

2. Roodverschuiving neemt recht evenredig toe met de afstand -> snelheid van sterren neemt recht evenredig toe met de afstand.

- v_rad = H_0*r 

- H₀ =2,28*10^-18 

​s⋅m​​m​​=s​−1​​

Snelheid van de bron

De component van de snelheid in de richting van de waarnemer kun je bepalen door middel van het dopplereffect.

Deze les

Planning:

- Uitleg 11.4

- Werkblad.

Leerdoelen:

- 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

Hoe heter een voorwerk hoe blauwer het lijkt

Dit geldt ook voor sterren:

planckkromme

De Planck-krommen

Simulatie Planck-krommen

Hoe heter hoe verder de top naar links komt kun je dat verklaren??est kun je

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)

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

=501 nm

Wet van Wien

Hoeveel vermogen straalt een ster dus  uit?

Simulatie Planck-krommen

Gemeten intensiteit

Een ster is een bolvormig lichaam, het zendt dus in alle richtingen uit. De waargenomen intensiteit is afhankelijk van de straal en het uitgestraalde vermogen. 

Intensiteit

Intensiteit de wet van stefan Boltzmann.

Is sterk temperatuur afhankelijk.

I=σ⋅T​4​​

σ=5,671⋅10​−8​​Wm​−2​​K​−4​​

Oefening (Binas 32)

a. Bereken de intensiteit van de zon op aarde als het vermogen van de zon gelijk is aan 3,85 x10^26 W.

b. Bereken met de uitkomst van a) en de wet van Stefan-Boltzmann de oppervlaktetemperatuur van de zon.