Hoofdstuk 11 Astrofysica
Paragraaf 11.1 Straling van sterren
Elektromagnetisch spectrum
Zichtbaar licht en uv-straling behoren tot het elektromagnetisch spectrum (19B), op aflopende
golflengte:
1. Radiogolven;
2. Infraroodstraling;
3. Zichtbaar licht;
4. Ultravioletstraling;
5. Röntgenstraling;
6. Gammastraling.
Het zichtbare licht is een klein gedeelte van het spectrum.
Alle vormen van elektromagnetische straling planten zich voort met de lichtsnelheid, v is dus c:
c=f· λ
- c = lichtsnelheid m/s 2,9979 · 108 m/s
- λ = golflente m
- f = frequentie Hz
Verschuivingswet van Wien
In een stralingsspectrum geef je de straling weer die een ster uitzendt: intensiteit – golflengte.
Plank-kromme (22): een stralingsspectrum die alleen afhangt van de temperatuur en niet van de
massa of samenstelling van het voorwerp (zoals een ster).
De wet van Wien: de golflente van het stralingsmaximum is omgekeerd evenredig met de absolute
temperatuur:
λ max = kw/T
- λmax = golflenge bij het stralingsmaximum m
- kw (7A)= constante van Wien m K 2,8977731 · 10-3 m K
- T = absolute temperatuur K
Soort ster + kleur Oppervlaktetemperatuur Golflengten
Koude = roodachtig < 4000 K >700 nm
Warme = blauwachtig 6500 K < 500 nm
Wet van Stefan-Boltzman
Uitgezonden vermogen: de hoeveelheid straling die de ster per tijdseenheid uitzendt de wet van
Stefan-Boltzmann:
Pbron= σ · A · T4
- Pbron = uitgezonde vermogen W
- σ (7A)= constante van Stefan-Boltzman W m -2 K-4 5,670373 · 10-8 W m-2 K-4
- A = uitstralend oppervlakte m2
- T = absolute temperatuur K
, Kwadratenwet
Kwadratenwet: het bestraalde oppervlak neemt toe het met kwadraat van de afstand van het
uitgezonden vermogen.
Intensiteit van de ontvangen straling: het uitgezonden vermogen per oppervlakte-eenheid.
I = Pbron/ 4 π r2
- I = intensiteit van de straling W m-2
- Pbron = uitgezonden vermogen W
- r = afstand tussen de ontvanger en de bron m
Zonneconstante (32C): de intensiteit van elektromagnetische straling die vanaf de zon de aarde
bereikt.
Eenheden in de astrofysica
De eenheden m en W zijn vaak te klein in de astrofysica, daarom gebruiken we:
1. De Astronomische Eenheid AE (5): de gemiddelde afstand van het midden van de aarde tot
het midden van de zon. 1AE = 1,495 · 1011 meter
2. Het lichtjaar (5): de afstand die het licht in één jaar aflegt.
3. Aantal zonmassa (32C): hier geef je de massa’s van de sterren mee weer.
4. Lichtkracht L (32C) = het uitgezonden vermogen.
Paragraaf 11.2 Sterren classificeren
Evolutie van sterren
Gravitatie-contractie: wanneer massa in een gaswolk samenklontert onder invloed van
gravitatiekracht waarbij energie vrijkomt. Protoster: gasbol door samenklontering van voldoende
massa (temp. Stijgt door omzetting kinetische energie).
Kernfusie (proces waarbij sterren enorme hoeveelheden energie uitstralen) vindt plaats bij een hoge
druk en temperatuur: H K.
0,3- 8 zonmassa’s rode reuzen: lage temperatuur + grote diameter. Waterstof op? Alleen maar
gravitatie-contractie witte dwerg: kleine diameter + hoge temperatuur.
> 8 zonmassa’s superreus: lage temperatuur + grote diameter. Door opbranden, snelle
gravitatiecontractie kernfusies: ontploffing waarbij ster veel energie uitzendt in korte tijd =
supernova.
Paragraaf 11.1 Straling van sterren
Elektromagnetisch spectrum
Zichtbaar licht en uv-straling behoren tot het elektromagnetisch spectrum (19B), op aflopende
golflengte:
1. Radiogolven;
2. Infraroodstraling;
3. Zichtbaar licht;
4. Ultravioletstraling;
5. Röntgenstraling;
6. Gammastraling.
Het zichtbare licht is een klein gedeelte van het spectrum.
Alle vormen van elektromagnetische straling planten zich voort met de lichtsnelheid, v is dus c:
c=f· λ
- c = lichtsnelheid m/s 2,9979 · 108 m/s
- λ = golflente m
- f = frequentie Hz
Verschuivingswet van Wien
In een stralingsspectrum geef je de straling weer die een ster uitzendt: intensiteit – golflengte.
Plank-kromme (22): een stralingsspectrum die alleen afhangt van de temperatuur en niet van de
massa of samenstelling van het voorwerp (zoals een ster).
De wet van Wien: de golflente van het stralingsmaximum is omgekeerd evenredig met de absolute
temperatuur:
λ max = kw/T
- λmax = golflenge bij het stralingsmaximum m
- kw (7A)= constante van Wien m K 2,8977731 · 10-3 m K
- T = absolute temperatuur K
Soort ster + kleur Oppervlaktetemperatuur Golflengten
Koude = roodachtig < 4000 K >700 nm
Warme = blauwachtig 6500 K < 500 nm
Wet van Stefan-Boltzman
Uitgezonden vermogen: de hoeveelheid straling die de ster per tijdseenheid uitzendt de wet van
Stefan-Boltzmann:
Pbron= σ · A · T4
- Pbron = uitgezonde vermogen W
- σ (7A)= constante van Stefan-Boltzman W m -2 K-4 5,670373 · 10-8 W m-2 K-4
- A = uitstralend oppervlakte m2
- T = absolute temperatuur K
, Kwadratenwet
Kwadratenwet: het bestraalde oppervlak neemt toe het met kwadraat van de afstand van het
uitgezonden vermogen.
Intensiteit van de ontvangen straling: het uitgezonden vermogen per oppervlakte-eenheid.
I = Pbron/ 4 π r2
- I = intensiteit van de straling W m-2
- Pbron = uitgezonden vermogen W
- r = afstand tussen de ontvanger en de bron m
Zonneconstante (32C): de intensiteit van elektromagnetische straling die vanaf de zon de aarde
bereikt.
Eenheden in de astrofysica
De eenheden m en W zijn vaak te klein in de astrofysica, daarom gebruiken we:
1. De Astronomische Eenheid AE (5): de gemiddelde afstand van het midden van de aarde tot
het midden van de zon. 1AE = 1,495 · 1011 meter
2. Het lichtjaar (5): de afstand die het licht in één jaar aflegt.
3. Aantal zonmassa (32C): hier geef je de massa’s van de sterren mee weer.
4. Lichtkracht L (32C) = het uitgezonden vermogen.
Paragraaf 11.2 Sterren classificeren
Evolutie van sterren
Gravitatie-contractie: wanneer massa in een gaswolk samenklontert onder invloed van
gravitatiekracht waarbij energie vrijkomt. Protoster: gasbol door samenklontering van voldoende
massa (temp. Stijgt door omzetting kinetische energie).
Kernfusie (proces waarbij sterren enorme hoeveelheden energie uitstralen) vindt plaats bij een hoge
druk en temperatuur: H K.
0,3- 8 zonmassa’s rode reuzen: lage temperatuur + grote diameter. Waterstof op? Alleen maar
gravitatie-contractie witte dwerg: kleine diameter + hoge temperatuur.
> 8 zonmassa’s superreus: lage temperatuur + grote diameter. Door opbranden, snelle
gravitatiecontractie kernfusies: ontploffing waarbij ster veel energie uitzendt in korte tijd =
supernova.
