SAMENVATTING NATUURKUNDE HOOFDSTUK 11
§11.1: Straling van sterren
Astronomie doet nauwkeurig en systematisch waarnemingen in het heelal.
Astrofysica zoekt met modellen natuurkundige verklaringen voor deze
waarnemingen en leidt je de eigenschappen van de sterren af. Het
geocentrische wereldbeeld is dat de aarde het centrum van het heelal
is. Je ziet alleen objecten die lichtsterk genoeg zijn om met je oog waar
te nemen en je kunt alleen objecten onderscheiden die onder een
grotere hoek aan de hemel staan dan het scheidend vermogen van
je oog. Het scheidend vermogen is de kleinste hoek waaronder je twee
punten op afstand van elkaar kunt onderscheiden. Een telescoop kan
met een grote lens meer licht verzamelen dan het oog, zodat je
lichtzwakkere objecten aan de hemel kunt waarnemen. De grote lens
(het objectief) verzamelt veel licht op de kleine lens (het oculair) en
daarmee in het oog dat zich direct achter het oculair bevindt.
Lichtbundels van twee hemellichamen bevinden zich onder de hoek
aan de hemel en komen onder een grotere hoek uit het oculair. De verhouding /
is de hoekvergroting. Bij een groot ontvangend oppervlak en een sterke
hoekvergroting kun je ver verwijderende en relatief kleine hemelobjecten
waarnemen. Er geldt / = fbbj / focu waarin fbbj en focu de brandpuntafstanden van het
objectief en het oculair zijn. Op aarde staan optische (en infrarood-)telescopen en
radiotelescopen. In andere golflengtegebieden kun je alleen vanaf een plek buiten
de atmosfeer waarnemingen verrichten. Het optische venster is het gebied met
zichtbaar licht en infrarood. Het radiovenster is het gebied met radiogolven van
ongeveer 10-2 tot 101 m. Radiotelescopen registreren elektromagnetische golven
tussen 1 cm en 10 m vanuit het heelal. Met golven van 21,1 cm is de Melkweg in
kaart gebracht. Door signalen van veel schotels op grote afstand van elkaar te
combineren kun je een groot scheidend vermogen bereiken. Ruimtetelescopen
maken door de afwezigheid van atmosferische storingen zeer scherpe opnamen van
het heelal, ook in golflengtegebieden buiten de twee doorlaatvensters van de
aardse atmosfeer.
§11.2: Samenstelling van sterren
Bepaalde golflengtes komen in het kleurenspectrum voor, maar alle
tussenliggende niet. Uit de quantummechanica blijkt dat grootheden soms slechts
specifieke waarden kunnen hebben (= discreet), terwijl in de klassieke
natuurkunde alle waarden mogelijk zijn (= concreet). Het krentenbolmodel en
het rutherfordmodel beschrijven de bouw van een atoom, maar kunnen de
discrete spectra van atomen niet verklaren. Bij het krentenbolmodel beschouw je
een atoom als een homogene bol van positieve lading, waarin negatieve ladingen
aanwezig zijn. Bij het rutherfordmodel bestaat het atoom uit een kleine, zware,
positief geladen kern, waaromheen kleine, lichte, negatief geladen elektronen
bewegen. Als lading versnelt, zendt ze een antenne straling uit. In atoom zou
energieverlies van de elektronen er zo toe leiden dat het snelheid verliest en op de
positieve kern zou storten. Bohr formuleerde drie uitgangspunten voor de bouw
van een atoom, die het discrete gedrag verklaren. Atomen kunnen slechts in
bepaalde stabiele toestanden voorkomen (= stationaire toestanden). Bij elke
toestand hoort een bepaalde waarde van de inwendige energie van het atoom en
door absorptie of emissie van een foton kan het atoom overgaan van de ene naar
de andere toestand.
Voor de uitgangspunten zelf had hij geen verklaringen. Als je energie van een
elektron op grote afstand van de kern gelijkstelt aan 0, zijn deze energieën negatief
(= bindings-energie). Je moet er energie aan toevoeren om een niet-gebonden,
stilstaand elektron te krijgen met E = 0. Een elektron in de kleinste baan is het
§11.1: Straling van sterren
Astronomie doet nauwkeurig en systematisch waarnemingen in het heelal.
Astrofysica zoekt met modellen natuurkundige verklaringen voor deze
waarnemingen en leidt je de eigenschappen van de sterren af. Het
geocentrische wereldbeeld is dat de aarde het centrum van het heelal
is. Je ziet alleen objecten die lichtsterk genoeg zijn om met je oog waar
te nemen en je kunt alleen objecten onderscheiden die onder een
grotere hoek aan de hemel staan dan het scheidend vermogen van
je oog. Het scheidend vermogen is de kleinste hoek waaronder je twee
punten op afstand van elkaar kunt onderscheiden. Een telescoop kan
met een grote lens meer licht verzamelen dan het oog, zodat je
lichtzwakkere objecten aan de hemel kunt waarnemen. De grote lens
(het objectief) verzamelt veel licht op de kleine lens (het oculair) en
daarmee in het oog dat zich direct achter het oculair bevindt.
Lichtbundels van twee hemellichamen bevinden zich onder de hoek
aan de hemel en komen onder een grotere hoek uit het oculair. De verhouding /
is de hoekvergroting. Bij een groot ontvangend oppervlak en een sterke
hoekvergroting kun je ver verwijderende en relatief kleine hemelobjecten
waarnemen. Er geldt / = fbbj / focu waarin fbbj en focu de brandpuntafstanden van het
objectief en het oculair zijn. Op aarde staan optische (en infrarood-)telescopen en
radiotelescopen. In andere golflengtegebieden kun je alleen vanaf een plek buiten
de atmosfeer waarnemingen verrichten. Het optische venster is het gebied met
zichtbaar licht en infrarood. Het radiovenster is het gebied met radiogolven van
ongeveer 10-2 tot 101 m. Radiotelescopen registreren elektromagnetische golven
tussen 1 cm en 10 m vanuit het heelal. Met golven van 21,1 cm is de Melkweg in
kaart gebracht. Door signalen van veel schotels op grote afstand van elkaar te
combineren kun je een groot scheidend vermogen bereiken. Ruimtetelescopen
maken door de afwezigheid van atmosferische storingen zeer scherpe opnamen van
het heelal, ook in golflengtegebieden buiten de twee doorlaatvensters van de
aardse atmosfeer.
§11.2: Samenstelling van sterren
Bepaalde golflengtes komen in het kleurenspectrum voor, maar alle
tussenliggende niet. Uit de quantummechanica blijkt dat grootheden soms slechts
specifieke waarden kunnen hebben (= discreet), terwijl in de klassieke
natuurkunde alle waarden mogelijk zijn (= concreet). Het krentenbolmodel en
het rutherfordmodel beschrijven de bouw van een atoom, maar kunnen de
discrete spectra van atomen niet verklaren. Bij het krentenbolmodel beschouw je
een atoom als een homogene bol van positieve lading, waarin negatieve ladingen
aanwezig zijn. Bij het rutherfordmodel bestaat het atoom uit een kleine, zware,
positief geladen kern, waaromheen kleine, lichte, negatief geladen elektronen
bewegen. Als lading versnelt, zendt ze een antenne straling uit. In atoom zou
energieverlies van de elektronen er zo toe leiden dat het snelheid verliest en op de
positieve kern zou storten. Bohr formuleerde drie uitgangspunten voor de bouw
van een atoom, die het discrete gedrag verklaren. Atomen kunnen slechts in
bepaalde stabiele toestanden voorkomen (= stationaire toestanden). Bij elke
toestand hoort een bepaalde waarde van de inwendige energie van het atoom en
door absorptie of emissie van een foton kan het atoom overgaan van de ene naar
de andere toestand.
Voor de uitgangspunten zelf had hij geen verklaringen. Als je energie van een
elektron op grote afstand van de kern gelijkstelt aan 0, zijn deze energieën negatief
(= bindings-energie). Je moet er energie aan toevoeren om een niet-gebonden,
stilstaand elektron te krijgen met E = 0. Een elektron in de kleinste baan is het
