Download de presentatie
De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub
1
De Zon en Licht Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
Radboud Universiteit Nijmegen
2
Overzicht Licht als een electromagnetische golf De Zon van buiten.
3
Licht is een golf Licht is een transversale golf Licht draagt energie
Licht is een electromagnetische golf Licht gedraagt zich ook als deeltje….
4
Vier honderd jaar geleden..
anno Christiaan Huygens ( ) ‘Licht is een golfverschijnsel’
5
Licht is een golf De golflengte (=‘kleur’): afstand tussen pieken
De amplitude (=‘helderheid’): hoogte v/d pieken De polarisatie (=‘trilrichting’): richting v/d pieken
6
Het Principe van Huygens
Licht plant zich sferisch symmetrisch voort.
7
Verklaart veel: Breking van licht:
8
Weerkaatsing Weerkaatsing van licht:
9
De invloed van Huygens Het slingeruurwerk
De beste lenzen van zijn tijd Ontdekking van Titan
10
‘Licht bestaat uit deeltjes’
Licht: anno 1704 Sir Isaac Newton (1642 – 1727) ‘Licht bestaat uit deeltjes’
11
Newtons ‘deeltjes’-licht
Licht beweegt in rechte banen Kleuren zijn eigenschappen van de lichtdeeltjes.
12
De invloed van Newton… Calculus Theorie van de zwaartekracht
Methode van onderzoek
13
Huygens versus Newton Newton’s deeltjes theorie voerde 100 jaar
lang de boventoon tot … Thomas Young ( ) Augustin Fresnel ( )
14
De spleten van Young Interferentiepatroon aan spleten:
Conclusie: Licht is een golf
15
Polarisatie Conclusie: Licht is een golf
16
Electromagnetisme van Maxwell
Electriciteit en magnetisme zijn hetzelfde. Licht is een electromagnetische golf. James Clark Maxwell ( ) Conclusie: Golf? Ja.
17
GAME OVER!!!!!!!! Huygens – Newton: 1 - 0 ?? Of toch niet….?
Slechts twee overgebleven problemen "Beauty and clearness of theory... Overshadowed by two clouds...“ (Kelvin, 1900) De ether De zwarte straler / foto-electrisch effect…
18
Nagel 1: De Ether Voor voortplanting van golven is een
medium nodig: bijvoorbeeld water Of lucht voor geluid
19
De ether Licht plant zich voort door de ether: een
substantie die alle ruimte vulde. Is die ether te meten? Aristoteles ( v Chr.)
20
De Michelson-Morley interferometer
Albert Michelson ( ) Conclusie: Golf? Ja. Ether? Nee Edward Morley ( )
21
De Michelson-Morley interferometer
Niet bestaan van ether komt als schok. Lorentz probeert het nog te redden met de Lorentz contractie. Lorentz ( )
22
Weg met de ether! Einstein laat in Speciale Relativiteits theorie
zien dat ether helemaal niet nodig is. Licht plant zich ook in vacuum voort.
23
Nagel 2a: De zwarte straler
In klassieke theorie zou een heet object oneindig veel straling moeten gaan uitstralen bij korte golflengten.
24
Nagel 2b: Het foto electrisch effect
Sommige materialen gaan stroom geleiden als er licht op valt. Dit hangt echter af van de golflengte van het licht en het soort materiaal
25
Oeps…!!! Niet te verklaren met de golfnatuur van licht. Enter:
Max Planck (1858 – 1947) Rekent uit in 1900 dat zwarte straler mogelijk is als de emissie en absorptie van straling gekwantiseerd is.
26
De Zwarte Straler E = h ν , h = constante van Planck
27
Max Planck ‘Geen probleem als energie gekwantiseerd is’
Geboorte van de quantum-mechanica
28
Isaac lives! Albert Einstein (1905)
Emissie en absorptie is gekwantiseerd (Planck) Maar wat wordt uitgezonden is licht. Is licht gekwantiseerd? Wel als licht een deeltje is… Isaac lives!
29
Fotoelectrisch effect verklaart
Hiermee is meteen foto-electrisch effect verklaart. Foton moet genoeg energie hebben! Nobelprijs 1921
30
Zeer fundamentele gevolgen!!!
Het werkelijke begin van de quantummechanica! Als golven deeltjes zijn, zijn deeltjes dan ook golven? (de Broglie, 1923) Als fotonen gekwantiseerd zijn, is het atoom dan ook gekwantiseerd? (Bohr, 1913)
31
Het atoom-model van Bohr
Niels Bohr ( ) Electronen zitten als schillen rond kern
32
De geboorte van de astrofysica
Kwantitatieve sterrenkunde. Niet alleen het benoemen van de sterren (astronomie), maar het afleiden van de natuurkunde van sterren (astrofysica).
33
Spectra van sterren
34
Spectraallijnen: chemische samenstelling van sterren!
35
Spectrum van de Zon
36
Electromagnetisch spectrum
37
Ruimte waarnemingen
38
De Zon R = km M = 1.9 x 1030 kg
39
Wat zien we? We zien de gaslaag waar onze gezichtslijn ophoudt: de fotosfeer
40
Laag met gas van 5800 K Temperatuur neemt van binnen naar buiten af.
41
Wet van Wien Plek van piek hangt af van temperatuur: λpiek T = 3•106
42
Blauw=heet, rood=koel
43
De fotosfeer
44
Rotatie van de Zon Zon draait in 27 dagen rond
45
Zonnevlekken
46
Koelere gebieden door B-veld
47
Magneetveld op 11 jarige cyclus
48
Magneetveld vd Zon
49
Zonnevlekken → Protuberansen
50
Zonnevlekken → Protuberansen
51
Protuberansen
52
Chromosfeer en Corona Door energie van magneetveld reconnectie
wordt de buitenste atmosfeer verhit
53
Chromosfeer
54
Chromosfeer
55
Chromosfeer
56
De Corona
57
De Corona
58
De Corona
59
Zonsverduistering
Verwante presentaties
