Intoductie filmpje 1 EM straling en materie: H9 2014 Intoductie filmpje 2 EM straling en materie: H9 2014 http://www.youtube.com/watch?v=zSWdZVtX T7E Het EM-spectrum Licht en Intensiteit Kwadratenwet Nina Zon en sterren 2011 Experiment 2 EM straling en materie: H9 2014 Vermogen van de zon inschatten • Gegevens: – Plamp = 300 W – afstand rlamp van hand tot lamp = 0,095 m (klasgemiddelde) – afstand rzon van aarde tot zon = 0,15 x 1012 m (Binas!!) • Aanname: de intensiteit op de hand is bij deze afstand dezelfde als die van zonlicht op aarde • Berekening: Planckkromme Nina Zon en sterren 2011 Planckkromme Nina Zon en sterren 2011 Wet van Wien De wet van Wien zegt dat de golflengte waar het stralingsspectrum van een lichaam piekt, omgekeerd evenredig is met de absolute temperatuur in Kelvin: De constante van Wien is: kw = 2,9⋅10−3 mK (meter Kelvin) Nina Zon en sterren 2011 Planckkrommen Nina Zon en sterren 2011 Oppervlak I∙104 in W∙m−2∙nm−1 Oppervlak van 1 cm2-hokje: Oppervlakte = hoogte × breedte 2∙104 ∙ 200 = 4∙106 W∙m−2 Wat betreft de eenheid: W∙m−2∙nm−1 ∙ nm = W∙m−2 λ in nm Nina Zon en sterren 2011 Opgave 6 en 7 T(K) 6500 6000 5800 5700 5500 5000 4000 Aantal 25,4 18,4 16,0 15,0 13,0 8,9 3,6 Hokjes I (Wm−2) 1 cm2-hokje = 4∙106 W∙m−2 Nina Zon en sterren 2011 Thomas Young (1773-1829, natuurkundige, egyptoloog èn arts) Er treedt interferentie op: conclusie: licht gedraagt zich als een golf * Licht als golf Elektromagnetische golven λ=v∙T c=λ∙f met f=1/T A λ • λ de golflengte in meter • c de lichtsnelheid: 2,998∙108 m/s • f de frequentie in Hz Nina Zon en sterren 2011 → Elektromagnetische golven Nina Zon en sterren 2011 Het golfkarakter van licht Nina Zon en sterren 2011 Demo interferentie Nina Zon en sterren 2011 Licht als deeltje Foto elektrisch effect Nina Zon en sterren 2011 Foto elektrisch effect • om een elektron vrij te maken uit de geleider is een bepaalde arbeid (W van work) nodig • licht is opgebouwd uit lichtkwanta ofwel fotonen. • deze fotonen kunnen niet "samenwerken" om een elektron vrij te maken • Hieruit volgt direct dat elektronen alleen kunnen worden vrijgemaakt wanneer de frequentie van het opvallende licht groot genoeg is. • Het effect is te vergelijken met een jongen die een bal op het dak probeert te schoppen. Schopt hij niet hard genoeg, dan rolt de bal weer naar beneden. Schopt hij honderd keer te zacht, dan rolt de bal honderd keer weer terug. Het lukt pas als hij in een keer hard genoeg schopt. Foto-elektrisch effect remspanning Foto-elektrisch effect Foto-elektrisch effect u constante van Planck (helling van de grafiek) - - as-afsnede: -Wu uittreeenergie Spectrum Nina Zon en sterren 2011 Soorten spectra Nina Zon en sterren 2011 Spectrum van de zon Nina Zon en sterren 2011 Spectra van elementen Waterstof Helium Nina Zon en sterren 2011 Betelgeuze en Rigel Nina Zon en sterren 2011 Classificatie van sterspectra Nina Zon en sterren 2011 Atoommodel van Thomson 1902: Thomson de ontdekker van het elektron dacht dat de elektronen verdeeld zaten in het atoom als krenten in een krentenbol EM straling en materie: H9 2014 Rutherford experiment • Rutherford 1909; schiet alfa deeltjes door goud folie. Zijn conclusie; er is een kleine nucleus. • Deze is positief geladen want het alfa deeltje is ook + geladen. Het model van Rutherford Nina Zon en sterren 2011 Energieschema EM straling en materie: H9 2014 Lymanreeks Nina Zon en sterren 2011 Het waterstofatoom Nina Zon en sterren 2011 Balmerreeks Met B een constante met de waarde: 364,56 nm Naam Golflengte (nm) Kleur H-α H-β H-γ H-δ H-ε H-ζ H-η 656.3 486.1 434.1 410.2 397.0 388.9 383.5 364.6 Rood Cyaan Blauw Violet (UV) (UV) Nina Zon en sterren 2011 (UV) (UV) Waterstofspectrum Toenemende golflengte 3→2 4→2 5→2 6→2 7→2 8→2 9→2 H-α H-β H-γ H-δ H-ε H-ζ H-η Golflengte (nm) 656.3 486.1 434.1 410.2 397.0 388.9 383.5 364.6 Kleur Rood Cyaan Blauw Violet (UV) (UV) (UV) (UV) Overgang Naam Nina Zon en sterren 2011 →2 Waterstofspectrum 3→2 4→2 5→2 6→2 7→2 8→2 9→2 H-α H-β H-γ H-δ H-ε H-ζ H-η Golflengte (nm) 656.3 486.1 434.1 410.2 397.0 388.9 383.5 364.6 Kleur Rood Cyaan Blauw Violet (UV) (UV) (UV) (UV) Overgang Naam en Licht: v = c Nina Zon en sterren 2011 →2 Rydberg Met RH = 1,0974∙107 m−1 Nina Zon en sterren 2011 Afleiding van het Bohrmodel Les 7 • Afleiding van de energieniveau’s volgens Bohr • Koppeling aan zichtbare spectrum • Huiswerk bespreken • Werk: §2.2 afronden maak 78 t/m 84 Nina Zon en sterren 2011 Afleiding van het Bohrmodel − FMPZ = FE + Nina Zon en sterren 2011 Afleiding van het Bohrmodel − FMPZ = FE + Nina Zon en sterren 2011 Quantisatie Nina Zon en sterren 2011 Quantisatie Nina Zon en sterren 2011 Afleiding van het Bohrmodel De Broglie golflengte toepassen Nina Zon en sterren 2011 Afleiding van het Bohrmodel De energie wordt gegeven door de kinetische energie en de potentiele energie in het elektrische veld Nina Zon en sterren 2011 Afleiding van het Bohrmodel zodat Met C = 13,606 eV Nina Zon en sterren 2011 Energie van fotonen Absorptie van een foton vindt alleen plaats als de energie van een foton precies past bij een bijbehorende energieovergang Nina Zon en sterren 2011 Atoomodel Nina Zon en sterren 2011 Spectra van elementen Waterstof Helium Nina Zon en sterren 2011 Doppler effect • http://www.youtube.com/watch?v=a3RfULw7 aAY Roodverschuiving Symbolen: ∆λ is de verandering in golflengte in nm. λ is de oorspronkelijke golflengte in nm. v is de snelheid van de bron, c is de lichtsnelheid en z is de Doppler verschuivingsfactor. Roodverschuiving ( z > 0 ); de bron beweegt van ons af. Blauwverschuiving ( z < 0 ); de bron beweegt naar ons toe. Geen verschuiving ( z = 0 ); geen onderlinge snelheid Nina Zon en sterren 2011 Dopplereffect lichtsnelheid λ Dopplereffect lichtsnelheid λ λ* snelheid bron Opgave 97 In het Lab Waarneming Opgave 97 Opgave 97 c De spectraallijnen zijn verschoven naar langere golflengte: → van ons af: roodverschuiving Spectrale classificatie van sterren Nina Zon en sterren 2011 Spectraaltypen klasse temperatuur kenmerken W 30 000 - 60 000 K Wolf-Rayet ster, geen He-absorptielijnen, wel C of N O 30 000 - 50 000 K absorptielijnen van geïoniseerd Helium B 10 500 - 28 000 K absorptielijnen van neutraal Helium A 7500 - 10 000 K sterke absorptielijnen van Waterstof F 6100 - 7400 K G 5000 - 6050 K De zon is van type G2 K 3550 - 4900 K veel absorptielijnen, ook van CH en CN moleculen M 2500 - 3500 K absorptiebanden van TiO, "rode dwergen" R als G en K absorptiebanden van moleculaire koolstof N sterke absorptie van C en koolstofverbindingen S als M absorptiebanden van zirkoonoxide L koeler dan M variatie in absorptiespectra, "bruine dwergen" http://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_classification Nina Zon en sterren 2011 Hertzsprung Russell diagram met spectrale classificatie Nina Zon en sterren 2011 Levensloop van de zon Orionnevel (M42) De zon (Now) Helixnevel (NGC 7293) op 700 lj, diameter 2 lj Hertzsprung Russell diagram Ster Schillenmodel Nina Zon en sterren 2011 Wolf Rayet ster Kosmologie • Diameter melkweg; 1021m = 100.000ly Sterrenstelsel Cluster Hubble 1929 • Verband tussen afstand en snelheid van sterrenstelsels v H0 d H 0 70 km / s Mpc 1Mpc 3,11022 m 3Mly • Het is de ruimte zelf die expandeert Schaalfactor Wat veroorzaakt de uitzetting? • Aanwezige materie; zorgt juist voor “krimp” • Het heelal zal een keer weer inkrimpen? • Big Crunch Cosmic Microwave background 1eV ~300.000y ~3000K Fotonen raken los van het “plasma” Licht kan nu reizen en het heelal wordt doorzichtig Bovendien worden de kernen niet meer geioniseerd, stabiele atomen (kern+e-) Cosmic Microwave background 1meV Iedere dag kunnen we het eerste licht nog waarnemen. Dit was het elektromagnetisme tijdperk
© Copyright 2024 ExpyDoc
