Vraag 18Adelaarsnevel
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bepaal eerst welk deel van de totale straling in het zichtbare gebied valt, en gebruik de 60% van de telescoop.
- Met de gemeten intensiteit van 400 tot 800 nm en de 60% kom je aan de straling in dat gebied.
- Gebruik de gearceerde oppervlakte van 0,2 hokje om te bepalen hoeveel intensiteit één hokje voorstelt.
- Tel de oppervlakte onder de hele grafiek bij elkaar op, en vermenigvuldig met de intensiteit per hokje.
Hier verliezen leerlingen punten
- Vergeet niet dat de telescoop maar 60% detecteert, dus de gemeten waarde is niet de volledige zichtbare straling.
- Let op de machten van tien en de eenheden W m⁻², want een kleine fout in de exponent geeft een heel ander resultaat.
- Laat de tussenstappen zien, zoals het aantal hokjes dat je telt en de factor waarmee je rekent, anders is je bepaling niet volledig.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Een interstellaire wolk is een groot figuur 1 gebied in het heelal, van vele tientallen lichtjaren in omvang, dat zeer ijl gas bevat. Dit gas bestaat voor het grootste deel uit atomair waterstof. Onder bepaalde omstandigheden kan een interstellaire wolk zelf licht uitzenden. De wolk wordt dan een emissienevel genoemd. Figuur 1 is een foto van zo’n nevel, de Adelaarsnevel. In een emissienevel wordt voortdurend waterstof geïoniseerd, waarna de protonen en elektronen weer recombineren tot atomen. Hierbij wordt zichtbaar licht uitgezonden. De lijnen van het waterstofspectrum zijn altijd terug te vinden in het spectrum van een emissienevel. Eén van de waterstoflijnen overheerst in het zichtbare spectrum, namelijk de lijn met een golflengte van 656,28 nm . Emissienevels hebben daardoor vaak een karakteristieke rode kleur.
Om van een interstellaire wolk een emissienevel te maken moet aan twee voorwaarden worden voldaan: 1 er moet een ster in de nevel aanwezig zijn, 2 deze ster moet vooral straling uitzenden met frequenties die groter zijn dan van zichtbaar licht.
Het valt Eva en Isa op dat ster HD168076 op dezelfde plek aan de hemel staat als de Adelaarsnevel. Deze ster wordt in de rest van deze opgave ‘de ster’ genoemd. Eva en Isa willen de hypothese toetsen dat de ster één van de sterren is die van de interstellaire wolk een emissienevel maakt. De planckkromme van de ster is in figuur 2 weergegeven. figuur 2
Op de uitwerkbijlage is een Hertzsprung-Russelldiagram weergegeven. Op de verticale as staat het uitgezonden vermogen ten opzichte van de zon, op een logaritmische schaal. Op de horizontale as staat de temperatuur, aflopend van links naar rechts, eveneens op een logaritmische schaal. De ster is een ster op de hoofdreeks. Eva en Isa benaderen de hoofdreeks met een lijn. Deze lijn is getekend in de figuur op de uitwerkbijlage. Ze gaan ervan uit dat hoofdreekssterren op deze lijn liggen.
Eva en Isa gebruiken een optische telescoop om de stralingsintensiteit van de ster te bepalen die op aarde wordt ontvangen. De telescoop detecteert 60% van de stralingsintensiteit in het golflengtegebied van 400 tot 800 nm. Eva en Isa meten met deze telescoop een stralingsintensiteit van − 11 − 2 4,7 · 10 W m in dit golflengtegebied. Uit hun meting bepalen ze met behulp van figuur 2 dat de totale − 9 − 2 ontvangen stralingsintensiteit op aarde van de ster 3, 4 · 1 0 W m is. Figuur 2 staat vergroot op de uitwerkbijlage. Het gebied onder de grafiek tussen 400 nm en 800 nm is gearceerd. De oppervlakte van dit gebied is gelijk aan 0,2 hokje.
Voer de bepaling van Eva en Isa uit en toon aan dat de uitkomst − 9 − 2 − 9 − 2 inderdaad tussen 3 · 1 0 W m en 4 · 1 0 W m ligt.