Licht en Intensiteit Kwadratenwet

Presentatie over: "Licht en Intensiteit Kwadratenwet"— Transcript van de presentatie:

1 Licht en Intensiteit Kwadratenwet
𝐼= 𝑃 𝑏𝑟𝑜𝑛 4∙𝜋∙ 𝑟 2 Nina Zon en sterren 2011

2 Planckkromme Nina Zon en sterren 2011

3 Planckkromme Nina Zon en sterren 2011

4 Elektromagnetische golven
Licht als golf Elektromagnetische golven λ = v ∙ T met f = 1 / T → c = λ ∙ f 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

5 Elektromagnetische golven
Nina Zon en sterren 2011

6 Foto elektrisch effect
Licht als deeltje Foto elektrisch effect Nina Zon en sterren 2011

7 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.

8 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.

9

10 Golf deeltje Nina Zon en sterren 2011

11 Het waterstofatoom Nina Zon en sterren 2011

12 Waterstofspectrum Nina Zon en sterren 2011 3→2 4→2 5→2 6→2 7→2 8→2 9→2
Toenemende golflengte Overgang 3→2 4→2 5→2 6→2 7→2 8→2 9→2 →2 Naam 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) Nina Zon en sterren 2011

13 Rydberg 1 λ = 𝑅 𝐻 ∙ 1 𝑚 2 − 1 𝑛 2 Nina Zon en sterren 2011
1 λ = 𝑅 𝐻 ∙ 1 𝑚 2 − 1 𝑛 2 Met RH = 1,0974∙107 m−1 Nina Zon en sterren 2011

14 Afleiding van het Bohrmodel
− FMPZ = FE + Nina Zon en sterren 2011

15 Afleiding van het Bohrmodel
FMPZ = FE + − 𝐹 𝑀𝑃𝑍 = 𝐹 𝐸 𝑚 𝑣 2 𝑟 =𝑘∙ 𝑞 1 ∙ 𝑞 2 𝑟 2 𝑚 𝑣 2 𝑟 =𝑘∙ 𝑒 2 𝑟 2 𝑚 𝑣 2 =𝑘∙ 𝑒 2 𝑟 Nina Zon en sterren 2011

16 Quantisatie 𝑛∙𝜆=2𝜋𝑟 ingevoerd het quantumgetal n
Nina Zon en sterren 2011

17 Quantisatie Nina Zon en sterren 2011

18 Afleiding van het Bohrmodel
𝑚 𝑣 2 =𝑘∙ 𝑒 2 𝑟 𝑒𝑛 𝑛∙𝜆=2𝜋𝑟 De Broglie golflengte toepassen 𝜆 𝑏 = ℎ 𝑝 = ℎ 𝑚𝑣 𝑧𝑜𝑑𝑎𝑡 𝑛∙ ℎ 𝑚 𝑣 𝑛 =2𝜋 𝑟 𝑛 Nina Zon en sterren 2011

19 Afleiding van het Bohrmodel
𝑟 𝑛 = 𝑛 2 ∙ ℎ 2 4 𝜋 2 𝑘𝑚 𝑒 2 De energie wordt gegeven door de kinetische energie en de potentiele energie in het elektrische veld 𝐸= 𝐸 𝑘𝑖𝑛 + 𝐸 𝐸 Nina Zon en sterren 2011

20 Afleiding van het Bohrmodel
𝐸 𝑘𝑖𝑛 =½𝑚 𝑣 2 𝐸 𝐸 =−𝑘 𝑒 2 𝑟 zodat 𝐸 𝑛 =− 4 𝜋 2 𝑘𝑚 𝑒 2 ℎ 2 ∙ 1 𝑛 2 =− 𝐶 𝑛 2 Met C = 13,606 eV Nina Zon en sterren 2011

21 Energie van fotonen 𝐸 𝑓 =ℎ𝑓= ℎ𝑐 𝜆 = 𝐸 𝑚 − 𝐸 𝑛 =𝐶∙ 1 𝑚 2 − 1 𝑛 2
𝐸 𝑓 =ℎ𝑓= ℎ𝑐 𝜆 = 𝐸 𝑚 − 𝐸 𝑛 =𝐶∙ 1 𝑚 2 − 1 𝑛 2 Absorptie van een foton vindt alleen plaats als de energie van een foton precies past bij een bijbehorende energieovergang Nina Zon en sterren 2011

22 Atoomodel Nina Zon en sterren 2011

23 Spectra van elementen Waterstof Helium Nina Zon en sterren 2011

24 Spectrum Nina Zon en sterren 2011

25 Soorten spectra Nina Zon en sterren 2011

26 Spectrum van de zon Nina Zon en sterren 2011

27 Hertzsprung Russell diagram

28

29

30 Doppler effect

31 Roodverschuiving 𝑧= 𝑣 𝑐 = ∆𝜆 𝜆 Nina Zon en sterren 2011
𝑧= 𝑣 𝑐 = ∆𝜆 𝜆 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

32

33 Spectrale classificatie van sterren
Nina Zon en sterren 2011

34 Spectraaltypen Nina Zon en sterren 2011 klasse temperatuur kenmerken
W K Wolf-Rayet ster, geen He-absorptielijnen, wel C of N O K absorptielijnen van geïoniseerd Helium B K absorptielijnen van neutraal Helium A K sterke absorptielijnen van Waterstof F K G K De zon is van type G2 K K veel absorptielijnen, ook van CH en CN moleculen M 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" Nina Zon en sterren 2011

35 Hertzsprung Russell diagram met spectrale classificatie
Nina Zon en sterren 2011

36 Levensloop van de zon Orionnevel (M42) Helixnevel (NGC 7293)
op 700 lj, diameter 2 lj De zon (Now)

37

38 Ster Schillenmodel Nina Zon en sterren 2011

39

40 Wolf Rayet ster

41

42

43

44

45 Kosmologie Diameter melkweg; 1021m = ly

46 Sterrenstelsel

47 Cluster

48 Hubble 1929 Verband tussen afstand en snelheid van sterrenstelsels

49 Het is de ruimte zelf die expandeert

50

51 Schaalfactor

52 Wat veroorzaakt de uitzetting?
Aanwezige materie; zorgt juist voor “krimp” Het heelal zal een keer weer inkrimpen? Big Crunch

53

54 Cosmic Microwave background
1eV ~ y ~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-)

55 Cosmic Microwave background 1meV
Iedere dag kunnen we het eerste licht nog waarnemen. Dit was het elektromagnetisme tijdperk

56

57