Vraag 23Oude horloges

In de jaren ’60 en ’70 kwamen er horloges op de markt waarin nieuwe technische ontwikkelingen werden toegepast. Eén van de ontwikkelingen was gericht op de nauwkeurigheid van de horloges. Horloges werkten tot dan toe mechanisch; de wijzers werden daarbij aangedreven door een veer. Een horlogemaker kwam in 1960 met de ‘Accutron’, het eerste elektronische horloge. Het horloge maakte gebruik van een stemvork. Zie figuren 1 en 2. De harmonische trilling van de stemvork werd gebruikt om de draaisnelheid van de wijzers te regelen. figuur 1 figuur 2

Op de uitwerkbijlage zie je een oscillogram van de stemvork. Hierin is de uitwijking uitgezet tegen de tijd. Eén hokje staat voor 1,0 ms . De mens hoort frequenties tussen 20 Hz en 20 kHz .

De NASA wilde deze techniek ook gebruiken voor klokken in de ruimtevaart. Een stemvork kun je beschouwen als een massa-veersysteem met een bepaalde veerconstante C . Voor de nauwkeurigheid van de klok is het belangrijk dat de trillingstijd van de stemvork heel constant is.

Een andere nieuwe ontwikkeling figuur 3 had te maken met de afleesbaarheid van horloges. De wijzers en getallen werden geverfd met een mengsel van promethium- 147 en zinksulfide zodat deze oplichtten in het donker. Op de wijzerplaat werd dit aangegeven met een ℗. Zie figuur 3. Promethium -147 ( Pm-147 ) is een radioactieve stof die alleen β -straling uitzendt.

De wijzers zenden ook röntgenstraling uit. Deze is niet afkomstig van het promethium -147 . De behuizing van het horloge is gemaakt van ijzer. Het ioniserend vermogen van β -straling is groter dan dat van röntgenstraling. Toch blijkt de röntgenstraling voor (de pols van) de drager van het horloge een groter risico dan de β -straling.

De röntgenstraling heeft een energie van 0,05 MeV per foton. De dikte van het ijzer aan de achterzijde van het horloge is 1,47 mm .

Omcirkel in de tabel op de uitwerkbijlage hoeveel procent van de röntgenstraling de achterkant van het horloge doorlaat. Licht je antwoord toe.