Les 20.2 Sterspectra

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Lesplanning

1. Uitleg rekenen aan energie niveaus
2. Aan de slag:
   - Maken opgaven van §11.2
   - Spectra bekijken
3. Demo gasontladingsbuizen
4. Verder werken aan §11.2
5. Afsluiting: levensloop van een ster

Begrippen:

foton, grondtoestand, aangeslagen toestand, ionisatie-energie

Welke stoffen zit er in de buitenste laag van deze ster?

Waarom in de buitenste laag?

https://gz.explorelearning.com/index.cfm?method=cResource.dspView&ResourceID=558

https://gz.explorelearning.com/index.cfm?method=cResource.dspView&ResourceID=558 

Welke stoffen zitten er in de 

Bepaal welke stoffen in
de buitenste gaslagen
van deze ster voorkomen.
BiNaS tabel 20

Atoommodel van Bohr

negatieve energie

bindingsenergie die je toe moet voegen om het elektron los te krijgen van het atoom (ioniseren)

Atoommodel van Bohr

Grondtoestand, aangeslagen toestand en ionisatie-energie.

Hoe komt een elektron in een hogere energietoestand? En wat gebeurt er als een elektron naar een lagere energietoestand gaat?

foton opnemen/uitzenden

Watersof

E​n​​=​n​2​​​​−13,6​​

E is in Ev

Voorbeeldopgave

1.  Hoe groot is de ionisatie-energie van waterstof?
   
   
2. Bereken de golflengte van het foton dat vrijkomt bij de overgang van de tweede aangeslagen toestand naar de grondtoestand.

Toon aan dat de lichtblauwe lijn (λ = 4,8*10² nm) in het emissiespectrum hoort bij de overgang van de derde aangeslagen toestand naar de eerste aangeslagen toestand.

Oefenopgave

Door een LED-lamp loopt een stroomsterkte van 50 mA. Sommige elektronen die door de LED stromen zorgen voor het uitzenden van een blauw foton met een golflengte van 470 nm. Het totale vermogen van het uitgezonden blauwe licht is 0,075 W.
Bereken hoeveel procent van de elektronen een blauw foton heeft uitgezonden.

Snelle oefening

Welke denkstappen zet je?

0,05 / (1,602 * 10-19) = 3,12 * 1017 elektronen per seconde 

Ef = h * c / λ = 6,63 * 10-34 x 3 *108 / 470*10-9 = 4,23*10-19 J

0,075 /4,23*10-19 =1,8*1017 fotonen per seconde

1,8*1017 / 3,12 * 1017 = 0,57 —> 57%

Aan de slag

Eerder klaar: ga verder met §11.3 volgens de planning.

§11.2 maken en nakijken

opgave 11, (13), (14), 15, 16, 17 

en 19

Spectra bekijken

Opdracht A

Bekijk door een spectroscoop het spectrum van een aantal lichtbronnen. Let op! Kijk nooit recht in de zon.

Opdracht B

Bekijk het spectrum van de halogeenlamp (maximaal 12V!!), terwijl je de spanning over de lamp varieert van 12V tot nul.

4, 

Demo gasontladingsbuizen

Hoe werkt een gasontladingsbuis? Waarom moet de luchtdruk van het gas laag zijn? Welk gas?

Spaarlamp kwik

• Wat gebeurt er? 
  
• Hoe worden de elektronen versnelt?
• Waarom moet de luchtdruk van het gas laag zijn?

Baanbrekend experiment dat het beeld over de kleinste deeltjes atomen deed verranderen. Welk metaal je ook gebruikt het effect is hetzelfde. Blijkbaar komen er uit de metaal atomen nog kleinere deeltjes.

https://elbd.sites.uu.nl/wp-content/uploads/sites/108/2017/05/2161_66_lichtbronnenbovenbouwhavo.pdf

Aan de slag

Eerder klaar: ga verder met §11.3 volgens de planning.

§11.2 maken en nakijken

opgave 11, (13), (14), 15, 16, 17 en 19

Tot 10 minuten voor het einde van de les.

4, 

Doelen behaald?

• Met het atoommodel van Bohr kan je absorptie- en emissiespectra verklaren en kan je de golflengtes en frequenties van spectraallijnen bepalen. 
• Met het absorptiespectrum van een ster kan je een uitspraak doen over de samenstelling van de buitenste laag van een ster.

Begrippen:

fraunhoferlijn, roodverschuiving en blauwverschuiving

1. grote gaswolk van lage temperatuur
2. gravitatiekracht --> samentrekken --> toename temperatuur en stralingsvermogen
3. Afkoelen -> rode reus
4. sterren met een grote massa blazen zichzelf op tot een neutronenster of zwart gat.

Supernova

https://wibnet.nl/heelal/sterren/supernova-wat-is-een-supernova

Supernova

https://scientias.nl/astronomen-ontdekken-de-helderste-supernova-ooit/