Examenvragen bij hoofdstuk 9: Elektromagnetische straling en materie

Je bepaalt de temperatuur van de fotosfeer uit de planckkromme in figuur 1. Dit test de verschuivingswet van Wien.

Je beredeneert hoeveel keer zo laag de temperatuur in een zonnevlek is als de uitgestraalde intensiteit 16 keer zo klein is. Dit test de wet van Stefan-Boltzmann.

Je kiest de overgang in waterstof die bij de $\text{H}_\alpha$-golflengte van $656{,}28 \text{ nm}$ hoort. Dit test fotonenergie en het energieniveauschema van waterstof.

Je tekent de ster in het Hertzsprung-Russelldiagram, met een berekening van de twee waarden op de assen. Dit test het lezen van de assen $\log T$ en $\log\frac{P}{P_{zon}}$.

Je geeft voor elk van de twee kenmerken van een hete jupiter een reden dat de transitmethode dan vaker lukt. Dit test het begrip transit.

Je geeft aan of het licht op aarde een absorptie- of een emissiespectrum van de atmosfeer van de exoplaneet laat zien. Dit test het onderscheid tussen die twee spectra.

Je kiest welk spectrum in figuur 6 (I, II, III of IV) bij de simulaties in figuur 5 hoort. Dit test de wet van Wien en het lezen van spectra.

Je bepaalt de verhouding tussen de straal van de exoplaneet en de straal van de ster uit de dip in figuur 2. Dit test dat de daling van de intensiteit gelijk is aan de verhouding van de oppervlakten.

Je leidt formule (2) voor het geabsorbeerde vermogen af uit de intensiteit van straling en het frontaal oppervlak van de planeet. Dit test $I = \frac{P}{4\pi r^2}$ en $P = IA$.

Je toont aan dat $\beta = -2$ en gebruikt $r = CT^{\beta}$ om te beredeneren of de exoplaneet in het goudlokjegebied ligt. Dit test de wet van Stefan-Boltzmann, het combineren van formules en rekenen met een macht.

Je bepaalt de kleinste golflengte van de Balmerlijnen $H_\gamma$ tot en met $H_\zeta$. Dit test het energieniveauschema van waterstof, $E_n = -\frac{13{,}6}{n^2}$ en $E_f = \frac{hc}{\lambda}$.

Je bepaalt uit figuur 4 en figuur 5 de temperatuur in de divertor. Dit test het aflezen van intensiteiten, het berekenen van een verhouding en het aflezen van de temperatuur in een tweede grafiek.

Je berekent de golflengte van de fotonen van $2{,}22 \text{ eV}$ en zegt welke kleur dat is. Dit test $E = \frac{hc}{\lambda}$ en het omrekenen van eV naar J.

Je geeft de reactievergelijking van de fusie van een deuteriumkern met een proton. Dit test het opstellen van een kernreactie met behoud van lading (atoomnummer) en nucleonen.

Je bepaalt of de Orionnevel van de aarde af of naar de aarde toe beweegt, en berekent de radiale snelheid met het juiste aantal significante cijfers. Dit test het dopplereffect van licht.

Je geeft in figuur 3 op de uitwerkbijlage aan welke oppervlakte hoort bij de totale intensiteit van $D_\alpha$. Dit test dat de intensiteit de oppervlakte onder de grafiek is.

Je bepaalt met het Hertzsprung-Russelldiagram en formule (1) of de gemarkeerde ster meer dan $12$ keer zo zwaar is als de zon en dus als zwart gat eindigt. Dit test het aflezen van een logaritmische as en het omrekenen van vermogen naar massa.

Je legt uit waarom hawkingstraling moeilijk waar te nemen is. Dit test het verband tussen massa, temperatuur en de straling van een zwarte straler.

Je laat zien dat het uitgestraalde vermogen van een zwart gat evenredig is met $M^{-2}$. Dit test het gebruik van de wet van Stefan-Boltzmann en het redeneren met evenredigheden.

Je legt uit welke van de twee $(M,t)$-grafieken in figuur 2 de massa van een zwart gat tegen de tijd goed weergeeft. Dit test dat de steilheid van een $(M,t)$-grafiek het massaverlies per seconde is.

Je laat zien dat $\frac{P}{A}$ uitgezet tegen $T^4$ theoretisch een rechte lijn door de oorsprong is, en bepaalt met de grafiek van de uitwerkbijlage de constante van Stefan-Boltzmann. Dit test de wet van Stefan-Boltzmann en het bepalen van een helling.

Je berekent de golflengte waarbij de oven bij $383^{\circ}\text{C}$ de meeste straling uitzendt, met de wet van Wien.

Je laat met de meetresultaten van figuur 5 zien of de kwadratenwet geldt: de intensiteit is dan omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand.

Je berekent de fotonenergie in eV van de waterstoflijn van $656{,}28 \text{ nm}$, laat zien dat die hoort bij de overgang tussen de eerste en de tweede aangeslagen toestand en zegt in welke richting die overgang gaat. Dit test $E_f = \frac{hc}{\lambda}$ en het energieniveauschema van waterstof.

Je legt uit waarom een ster vooral straling met frequenties boven die van zichtbaar licht moet uitzenden om de nevel te laten oplichten. Dit test fotonenergie en het aanslaan en ioniseren van waterstof.

Je legt met de planckkromme in figuur 2 uit dat de ster vooral straling met een frequentie boven die van zichtbaar licht uitzendt. Dit test het verband tussen golflengte en frequentie en het lezen van een planckkromme.

Je laat met de planckkromme in figuur 2 (bij vraag 15) zien dat de temperatuur van de ster $4 \cdot 10^4 \text{ K}$ is. Dit test de wet van Wien.

Je laat met het Hertzsprung-Russelldiagram zien dat het vermogen van de ster $2 \cdot 10^{32} \text{ W}$ is en berekent daarmee de straal van de ster. Dit test het lezen van een logaritmische schaal en de wet van Stefan-Boltzmann.

Je voert de bepaling van Eva en Isa uit en laat zien dat de totale stralingsintensiteit tussen $3 \cdot 10^{-9}$ en $4 \cdot 10^{-9} \text{ W m}^{-2}$ ligt. Dit test dat de oppervlakte onder een intensiteit-golflengtegrafiek de intensiteit is.

Je laat met een berekening zien of de ster zich op de afstand van de Adelaarsnevel kan bevinden, zodat voorwaarde 1 (een ster in de nevel) kan zijn voldaan. Dit test de intensiteit van een puntbron, $I = \frac{P}{4\pi r^2}$.