Vraag 11Deuterium
Uitwerkbijlage
Print de uitwerkbijlageDeze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.
Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bekijk in figuur 3 welk deel van het diagram bij de D-alfa lijn hoort, want daar staat het signaal.
- Bepaal aan de hand van de golflengte van D-alfa, die je in de tekst vindt, waar de lijn op de horizontale as ligt.
- Kijk waar de grafiek begint en eindigt rond die lijn, en bedenk welke grenzen het golflengte-interval moet hebben.
- Teken de oppervlakte in de uitwerkbijlage, begrensd door de grafiek, de horizontale as en de juiste verticale grenzen.
Hier verliezen leerlingen punten
- Neem niet de hele piek van H-alfa mee, want je moet alleen het gebied rond D-alfa hebben.
- Vergeet niet dat de oppervlakte onder de grafiek loopt tot de nulas, en niet alleen tot de top van de piek.
- Let op dat je de grenzen van het interval echt op de golflengteas aflezen en niet op de intensiteitsas.
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 klein deel van alle waterstof in het heelal heeft naast een proton ook 2 nog een neutron in de kern. Dit isotoop H wordt deuterium genoemd, 1 vaak kortweg aangeduid als D . Sterrenkundigen denken dat al het deuterium in het heelal vlak na de oerknal is gevormd. Sindsdien is de hoeveelheid deuterium in het heelal afgenomen door kernfusie in sterren. Bij deze reactie fuseert een deuteriumkern met een proton tot een nieuw, zwaarder deeltje.
Sterrenkundigen willen graag weten hoe snel de hoeveelheid deuterium in het heelal afneemt. In gaswolken waar nog nooit een ster is ontstaan is de verhouding tussen de hoeveelheden D en H sinds de oerknal niet veranderd. Sterrenkundigen willen daarom de verhouding D/H in zulke gaswolken vergelijken met de verhouding D/H op andere plaatsen in het heelal. Een veelgebruikte manier om de verhouding van het aantal atomen deuterium en waterstof in een gaswolk te bepalen is door te kijken naar het emissiespectrum van zo’n wolk. Wanneer een waterstof- of deuteriumatoom terugvalt van de 2 e naar de 1 e aangeslagen toestand, zendt het zichtbaar licht uit. Deze spectraallijn wordt bij waterstof aangeduid met H en bij deuterium met D . De verhouding tussen de α α intensiteiten van D en H is dus een maat voor de verhouding D/H in de α α wolk. De energieniveaus van waterstof en deuterium zijn gegeven door: k E =− n 2 n Hierin is − E het energieniveau van de toestand n in eV n − k een constante, die voor waterstof gelijk is aan 13,606 eV en voor deuterium gelijk is aan 13,609 eV − n de toestand
De Orionnevel is een grote wolk van figuur 1 gloeiend gas in het sterrenbeeld Orion. Zie figuur 1. Het emissiespectrum van deze gaswolk is nauwkeurig onderzocht. De waargenomen golflengte van D in de Orionnevel is 656,14 nm . α
In figuur 2 staat een deel van het waargenomen spectrum van de Orionevel afgebeeld. De golflengte van D is iets kleiner dan de golflengte α van H . De totale intensiteit van H is vele malen groter dan de totale α α intensiteit van D , waardoor D niet zichtbaar is in deze figuur. In figuur 3 α α staat het spectrum nogmaals afgebeeld, maar is op de verticale as alleen het onderste deel van het diagram weergegeven. Hierop is D wel α zichtbaar. figuur 2 figuur 3 Uit de figuren 2 en 3 kunnen de wetenschappers de totale intensiteit bepalen voor H en D . De intensiteit in een bepaald golflengte-interval is α α gelijk aan de oppervlakte onder de grafiek tussen de grenzen van dit interval. Figuur 3 staat vergroot op de uitwerkbijlage.
Geef in de figuur op de uitwerkbijlage de oppervlakte aan die bepaald moet worden om de totale intensiteit van D te bepalen. α