Hoofdstuk 11 Astrofysica
11.1 Straling van sterren
Astro…
Astronomie; doet nauwkeurige en systematische waarnemingen in het heelal.
Astrofysica; zoekt met modellen natuurkundige verklaringen voor deze waarnemingen.
Een belangrijk uitgangspunt bij de modelvorming is dat de fysische wetten die op aarde gelden in het
hele heelal gelden.
Optische waarneming:
Als je naar de hemel kijkt, zijn de waarnemingen beperkt;
1. Je doet alleen waarnemingen in het zichtbare gebied met golflengtes tussen 380 en 760 nm.
2. Je ziet alleen objecten die lichtsterk genoeg zijn om met je oog waar te nemen.
3. Je kunt alleen objecten onderscheiden die onder een grotere hoek aan de hemel staan dan het
scheidend vermogen van je oog.
Scheidend vermogen; de kleinste hoek waaronder je twee punten op afstand van elkaar kunt
onderscheiden.
Jansen en Lipperhey vonden de telescoop uit.
Telescoop;
1. Is nog steeds beperkt tot waarnemingen in het zichtbare gebied.
2. Kan met een grote lens meer licht verzamelen dan het oog.
3. Heeft een groter scheidend vermogen.
Telescopen verzamelen meer licht van een ver verwijderd object dan het blote oog.
Bovendien zorgen ze door hoekvergroting voor een beter scheidend vermogen.
1 graad = 60 boogminuten = 3600 boogseconden
Het scheidend vermogen van je oog is van de orde van één boogminuut.
Optische ontdekkingen:
Bij een groot ontvangend oppervlak en een sterke hoekvergroting kun je ver verwijderde en relatief
kleine hemelobjecten waarnemen.
Buiten het zichtbare gebied:
Er zijn twee golflengtegebieden waarin we aan het aardoppervlak kosmische waarnemingen kunnen
doen;
Het gebied met zichtbaar licht en infrarood; het optische venster
Het gebied met radiogolven van ongeveer 10 -2 tot 101 m; het radiovenster
In andere golflengtegebieden kun je alleen vanaf een plek buiten de atmosfeer waarnemingen
verrichten.
Radioastronomie:
Het scheidend vermogen van een telescoop is evenredig met de golflengte.
Radiotelescopen registreren elektromagnetische golven tussen 1 cm en 10 m vanuit het heelal.
Door signalen van veel schotels op grote afstand van elkaar te combineren kun je een groot
scheidend vermogen bereiken.
, Ruimtetelescopen:
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
Discreet en continu:
Uit de quantummechanica blijkt dat grootheden soms slechts specifieke waarden kunnen hebben
(discreet), terwijl in de klassieke natuurkunde alle waarden mogelijk zijn (continu).
Atoommodellen:
Krentenbolmodel; een atoom wordt beschouwt als een homogene bol van positieve lading, waarin
negatieve ladingen aanwezig zijn.
Rutherfordmodel; het atoom bestaat uit een kleine, zware, positief geladen kern, waaromheen
kleine, lichte, negatief geladen elektronen bewegen.
Het krentenbolmodel en het rutherfordmodel beschrijven de bouw van een atoom, maar kunnen de
discrete spectra van atomen niet verklaren.
Atoommodel van Bohr:
1. Atomen kunnen slechts in bepaalde stabiele toestanden voorkomen; de stationaire toestanden.
2. Bij elke toestand hoort een bepaalde waarde van de inwendige energie van het atoom.
3. Door absorptie of emissie van een foton kan het atoom overgaan van de ene naar de andere
toestand.
Bij elke baan hoort een specifieke energie van het elektron.
Het negatieve elektron zit gebonden aan de positieve kern.
Een elektron in de kleinste baan is het sterkst gebonden en heeft dus de meeste energie nodig om los
te komen; de energie is het sterkst negatief.
Hoe hoger de baan, hoe gemakkelijker het elektron loskomt en hoe minder negatief de energie is.
Energieniveauschema’s:
Grondtoestand; de toestand met de laagste energie.
Daarna volgen toestanden met hogere energieën; eerste aangeslagen toestand, tweede aangeslagen
toestand etc.
Het atoom is het meest stabiel in de grondtoestand.
Geef je het atoom in de grondtoestand meer
energie dan de ionisatie-energie, dan houdt het
elektron de rest over als kinetische energie.
11.1 Straling van sterren
Astro…
Astronomie; doet nauwkeurige en systematische waarnemingen in het heelal.
Astrofysica; zoekt met modellen natuurkundige verklaringen voor deze waarnemingen.
Een belangrijk uitgangspunt bij de modelvorming is dat de fysische wetten die op aarde gelden in het
hele heelal gelden.
Optische waarneming:
Als je naar de hemel kijkt, zijn de waarnemingen beperkt;
1. Je doet alleen waarnemingen in het zichtbare gebied met golflengtes tussen 380 en 760 nm.
2. Je ziet alleen objecten die lichtsterk genoeg zijn om met je oog waar te nemen.
3. Je kunt alleen objecten onderscheiden die onder een grotere hoek aan de hemel staan dan het
scheidend vermogen van je oog.
Scheidend vermogen; de kleinste hoek waaronder je twee punten op afstand van elkaar kunt
onderscheiden.
Jansen en Lipperhey vonden de telescoop uit.
Telescoop;
1. Is nog steeds beperkt tot waarnemingen in het zichtbare gebied.
2. Kan met een grote lens meer licht verzamelen dan het oog.
3. Heeft een groter scheidend vermogen.
Telescopen verzamelen meer licht van een ver verwijderd object dan het blote oog.
Bovendien zorgen ze door hoekvergroting voor een beter scheidend vermogen.
1 graad = 60 boogminuten = 3600 boogseconden
Het scheidend vermogen van je oog is van de orde van één boogminuut.
Optische ontdekkingen:
Bij een groot ontvangend oppervlak en een sterke hoekvergroting kun je ver verwijderde en relatief
kleine hemelobjecten waarnemen.
Buiten het zichtbare gebied:
Er zijn twee golflengtegebieden waarin we aan het aardoppervlak kosmische waarnemingen kunnen
doen;
Het gebied met zichtbaar licht en infrarood; het optische venster
Het gebied met radiogolven van ongeveer 10 -2 tot 101 m; het radiovenster
In andere golflengtegebieden kun je alleen vanaf een plek buiten de atmosfeer waarnemingen
verrichten.
Radioastronomie:
Het scheidend vermogen van een telescoop is evenredig met de golflengte.
Radiotelescopen registreren elektromagnetische golven tussen 1 cm en 10 m vanuit het heelal.
Door signalen van veel schotels op grote afstand van elkaar te combineren kun je een groot
scheidend vermogen bereiken.
, Ruimtetelescopen:
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
Discreet en continu:
Uit de quantummechanica blijkt dat grootheden soms slechts specifieke waarden kunnen hebben
(discreet), terwijl in de klassieke natuurkunde alle waarden mogelijk zijn (continu).
Atoommodellen:
Krentenbolmodel; een atoom wordt beschouwt als een homogene bol van positieve lading, waarin
negatieve ladingen aanwezig zijn.
Rutherfordmodel; het atoom bestaat uit een kleine, zware, positief geladen kern, waaromheen
kleine, lichte, negatief geladen elektronen bewegen.
Het krentenbolmodel en het rutherfordmodel beschrijven de bouw van een atoom, maar kunnen de
discrete spectra van atomen niet verklaren.
Atoommodel van Bohr:
1. Atomen kunnen slechts in bepaalde stabiele toestanden voorkomen; de stationaire toestanden.
2. Bij elke toestand hoort een bepaalde waarde van de inwendige energie van het atoom.
3. Door absorptie of emissie van een foton kan het atoom overgaan van de ene naar de andere
toestand.
Bij elke baan hoort een specifieke energie van het elektron.
Het negatieve elektron zit gebonden aan de positieve kern.
Een elektron in de kleinste baan is het sterkst gebonden en heeft dus de meeste energie nodig om los
te komen; de energie is het sterkst negatief.
Hoe hoger de baan, hoe gemakkelijker het elektron loskomt en hoe minder negatief de energie is.
Energieniveauschema’s:
Grondtoestand; de toestand met de laagste energie.
Daarna volgen toestanden met hogere energieën; eerste aangeslagen toestand, tweede aangeslagen
toestand etc.
Het atoom is het meest stabiel in de grondtoestand.
Geef je het atoom in de grondtoestand meer
energie dan de ionisatie-energie, dan houdt het
elektron de rest over als kinetische energie.
