Hoofdstuk 9: beeld van hemel en aarde

1. Handboek thema 1: kosmografie Hoofdstuk 9: beeld van hemel en aarde 9.1. Waarnemen van hemel en aarde Vertrekken we even van wat we zien Horizon (en windrichtingen) Zenit Door de aardrotatie ontstaan schijnbare bewegingen van de zon. (=Dagboog en nachtboog + figuur). 9.2. Eigenschappen van de aardrotatie

2. De aarde draait voortdurend om een denkbeeldige as: … • Deze loopt door het middelpunt van de aarde, loodrecht op het ……en snijdt de aardoppervlakte in de ……… en ………… • 1 asomwenteling duurt …………………. • Ieder punt op de evenaar ( 40 000km lang) heeft een baansnelheid van ………… Aan de polen bedraagt de snelheid ………………. • Gent ligt ongeveer op ………..°NB. Deze parallelcirkel is ongeveer 25173km lang. Wij draaien dus met een snelheid van ………. • De aarde roteert van ……….naar ……

3. 9.3. gevolgen van de aardrotatie 9.3.1. Dagelijkse beweging van de zon Overdag zien we de zon bewegen op de hemelkoepel. Ze beweegt dagelijks van …….…… naar ………… Dit is echter een schijnbare beweging. In werkelijkheid is het ….…………… ’s Middags bereikt de zon haar hoogste stand of culminatiestand. Ze staat dan (voor ons in België) in het …………………… De hoogte van het middelpunt van de zon boven de horizon op het middaguur noemt men de culminatiehoogte. Deze wordt uitgedrukt in ……………………

4. 9.3.2. Beweging van de sterrenhemel Je krijgt de indruk dat alle sterren in 24 uur tijd een cirkelvormige beweging uitvoeren rond een centraal punt: de ……………………………

5. Veronderstel dat een ster op slechts 1 lichtjaar (= 94608*108km) van de poolster staat. Deze ster zou dan rond de poolster draaien aan …………………………….km/u …………………………….km/s Dit is onmogelijk omdat …………………………………………………………………… Het verschijnsel kan dus alleen verklaard worden door de aardrotatie en is dus een schijnbare beweging. Nu kunnen we verklaren waarom de poolster zelf geen cirkelvormige beweging maakt: ………………………………………………………………………

6. 9.3.3. Afplatting van de aarde 9.3.4. Afbuiging van de winden 9.3.5. Tijdmeting zonnetijd Fig Oefening: In Lokeren ( 51°6’ NB, 4°OL) is het 12 uur zonnetijd. Hoeveel bedraagt de zonnetijd op dit ogenblik in Genk (50°58’NB, 5°30’OL)

7. zone-tijd : zonnetijd is niet gemakkelijk in de praktijk aangezien iedere meridiaan een andere zonnetijd heeft. Om dit probleem op te lossen heeft men internationaal de zone-tijd ingevoerd. De aarde is ingedeeld in …………….. tijdzones, elk ………….° breed. Alle plaatsen binnen dezelfde tijdzone hebben dezelfde zone-tijd. De eerste tijdzone werd internationaal zo gekozen dat de nulmeridiaan of de …………er midden in valt. conventionele tijd De in het burgerlijk leven werkelijk gebruikte tijd noemt men de conventionele tijd. In België hanteert men de …………………tijd. Deze wijkt af van de theoretische zone-tijd: ……………………………… Samen met andere West-Europese landen doen we dat zo omdat ………………………….. ’s Zomers voeren de meeste West-Europese landen dan nog het …………………………… in. De klokken worden dan ……

8. Oefeningen: in je atlas vind je een overzichtskaart van de uurzones 1.Wat is het tijdsverschil tussen Teheran (Iran) en Sydney (Australië)? 2.Het is 18.30u in Brussel op 10 februari, hoe laat plus welke datum is het in Bangkok (Thailand?) 3.Het is 5.15u, zomertijd, in Brussel op 25 augustus. Hoe laat en welke datum is het in New Delhi (India, geen zomertijd!)? 4.Ik vertrek op 17 oktober om 14.45u in Los Angeles (USA). Ik ben 14.30 uren onderweg. Hoe laat plus welke datum kom ik aan in Caïro (Egypte)? 5.Ik vertrek op 17 april op 12.30u in Melbourne (Australië). Ik kom in Rome (Italië) aan op 17 april om 15.10u. Hoe lang duurde mijn (vlieg)reis?

9. de datumlijn Als het 24 uur zone-tijd is, verandert de datum met 1 kalenderdag. Langs weerzijden van deze zone is het dan een andere datum. Ergens op aarde moet dus ook een grens vastgelegd worden waar deze twee data gescheiden worden van elkaar. Deze grens noemt men de datumlijn. De datumlijn werd in 1892 vastgelegd en valt grotendeels samen met de meridiaan van …………………….. Waarom heeft men deze meridiaan gekozen? ………………………………………………………………………………………………………… Bij het oversteken van de datumlijn van west naar oost wordt het 1 dag ……………………

10. Hoofdstuk 10: Waarnemen van op aarde 10.1. Plaatsbepaling op aarde 10.1.1. Poolshoogte meten Poolshoogte= … Doordat de poolster in het verlengde van de aardrotatieas gelegen is kunnen we ze gebruiken om onze plaats op aarde te bepalen. Figuur: 10.1.2. Lengteligging Lengteligging was vroeger veel moeilijker te meten aangezien dat je dit enkel kan doen via de tijdsverschillen (zie boek p 6, kader) Op oude kaarten stel je vast dat ………………………………

11. 10.1.3. GPS Nu zijn er nauwkeurigere technieken om onze locatie op aarde te bepalen. Dankzij de Amerikaanse defensie bestaat nu het GPS of…………...Basisprincipe: ………………………

12. GPS: Global Positioning System sextant

14. Altijd minstens vier boven horizon 24 satellieten 6 satellietbanen met helling 55° op evenaarsvlak telkens 60° gedraaid; 20200 km ver, periode 12 uur

15. Uitgezonden frequenties 1575 en 1227 MHz Met positie van elke satelliet Afstand tussen satelliet en ontvanger D = c.t

16. 30 40 20 Principe ?

17. Plaatsbepaling door ruimtegeodesie met GPS Geocentrisch systeem

19. Hoofdstuk 11: Op zoek naar orde in het heelal 11.1. Signalen uit de kosmos 11.1.1. Het elektromagnetisch spectrum Fig HB p8!! nagenoeg alle kennis van het heelal wordt gehaald uit de studie van straling van de hemellichamen die ons bereikt. Deze straling beweegt zich golfvormig voort met een snelheid v. v=……………………. De verzameling van alle soorten straling wordt het elektromagnetisch spectrum genoemd. In je HB p 8 is een schematische weergave te zien van dit spectrum. Enkel voorbeelden van straling en het verschil ertussen zijn: ……………………………………………………………… Op de figuur is ook te zien dat de meeste straling de oppervlakte niet bereikt. Verklaring: ……...

20. Er zijn slechts een aantal soorten straling die wel het aardoppervlakte bereiken. Welke? ………. We spreken van de elektromagnetische “vensters”. Deze straling kunnen we dus vanop de aarde bestuderen. 11.1.2. Wat leren deze stralen ons? zien wat er niet meer is: Omdat in de sterrenkunde dikwijls sprake is vangrote afstandenheeft men handigere eenheden bedacht: -         A.E.= … -         Lichtjaar (lj)= … enkele voorbeelden: de maan: 1,3 lichtseconden de zon: ………………………………………. Proxima Centauri (dichtste ster) : 4,3 lichtjaren De poolster:466 lichtjaren Andromedanevel (dichtste sterrenstelsel): 2,2 miljoen lj

22. Eigenlijk zien we wat er nu niet meer is! Verklaring:… E.M.- signatuur De …………………...en dus ook de …………………………..van de straling vertelt ons iets over de temperatuur en de (chemische) samenstelling van het object dat de straling uitzond. Elk voorwerp, ook hier op aarde, zendt E.M. stralen uit. Deze stralen zijn voor elk voorwerp anders waardoor we er heel wat eigenschappen van het voorwerp kunnen uit afleiden.

23. Het doppler-effect: Ook de bewegingsrichting van het onderzocht voorwerp kunnen we afleiden uit de opgevangen straling. Straling dat van een vlug bewegend voorwerp afkomstig is wordt namelijk uitgetrokken of samengeduwd door deze beweging. Dit verschijnsel noemt men het dopplereffect. Vergelijk met een ambulance + fig: ……………………………………………………………………

25. 11.1.3. Optische telescopen: Dit zijn telescopen die gebruikt worden om het zichtbare licht dat het oppervlak van de aarde bereikt op te vangen. We spreken over passief waarnemen omdat enkel straling wordt bestudeerd die wordt opgevangen van buitenaf. Nadelen: ……………………………… beste vestigingsplaats: ……………… voorbeeld:…………………………………… soorten optische telescopen:

28. 11.1.4. radiotelescopen: Uitzicht: ……………………………………………… Op aarde kunnen deze telescopen slechts een deel van alle radiogolven waarnemen, namelijk de golflengten tussen 1cm en 20m. Men noemt dit het ………………………………………………. Voordelen t.o.v. optische telescopen: …………………………………………………………………...

30. 11.1.5. Telescopen buiten de atmosfeer (in satellieten): Men kan ook waarnemingen doen via telescopen die zich inruimtetuigen bevinden. Voordelen t.o.v. telescopen op het aardoppervlak: …………………………………………………... Voorbeeld: ……………………………………… Rond onze aardbol draaien ook voortdurend satellieten die de aarde waarnemen of een hulp zijn voor de mens. Er bestaan twee soorten satellieten: 1.Geostationaire satellieten:… 2.Polaire satellieten:… Satellieten worden om verschillende redenen gelanceerd. Voorbeeld: …………………………

31. Polaire satelliet

32. Geostationaire satelliet

33. Telecommunicatiesatelliet

34. Hoofdstuk 12: Op zoek naar orde in het heelal (HB p 8) 12.1. Resultaat van de Hubbletelescoop Aan de hand van al de beelden die de Hubbletelescoop maakte heeft men een indeling opgemaakt van het heelal. Overzicht: (zie ook HB p 14-15)

36. orionnevel

37. Paardenkopnevel= donkere nevel

38. Nevel in sterrenbeeld arend: hieruit worden nieuwe sterren gevormd!

39. andromedanevel

41. Meer beelden? http://heritage.stsci.edu/gallery/gallery_category.html Maak een reis door het heelal… Zie CD-rom bij je handboek software: Celestia

42. heelal clusters Onze lokale groep sterrenstelsels Ons melkwegstelsel Sterren (ev. met planeten) Onze zon en planeten Indeling van het heelal Bestaat uit Waarvan één Bestaat uit Waarvan één Bestaat uit Waarvan één Behoort tot Onze aarde

43. Aan de hand van onder andere de Hubble beelden heeft men drie types van sterrenstelsels kunnen onderscheiden: • elliptische sterrenstelsels • spiraalvormige sterrenstelsels (gewone of balkspiralen) • onregelmatige stelsels • Het sterrenstelsel waar onze zon deel van uitmaakt samen met meer dan 100 miljard andere sterren wordt het ………………genoemd. Het is een ………sterrenstelsel. • Waarom is het moeilijk om de juiste vorm ervan te bepalen? .………………………………………. • diameter melkwegstelsel: …. • positie van ons zonnestelsel:…. • figuur: dwarsdoorsnede melkwegstelsel

45. 12.2. Indeling en evolutie van de sterren 12.2.1. Hertzsprung-Russel-diagram • Diagram: Y-as = lichtkracht X-as = kleur en spectraalklasse • Geen willekeurige verdeling van de sterren in dit diagram. • Niet elke combinatie van lichtkracht en kleur komt voor. • 2 stroken: één ± horizontaal, de tweede gebogen van links boven naar rechts onder

47. De hoofdreeks • De schuine strook in het H-R diagram • Logisch verloop: de heetste sterren zijn ook de helderste De reuzensterren • Horizontale band, rechts boven de hoofdreeks. • Rood dus koelere sterren. Om evenveel licht te geven, moet ze dus groter zijn reuzen. De superreuzen • Stralen nog sterker dan reuzen witte dwergen • Links onder de hoofdreeks: kleine lichtkracht

48. 12.2.2 Ontstaan en evolutie van sterren • Inleiding • Bron van de straling van sterren= kernfusie H wordt omgezet in He • De zon zet per seconde 600 miljoen ton waterstof om in 596 miljoen ton helium. Het verschil in de massa, vier miljoen ton, is in energie omgezet, waarbij de beroemde formule van Albert Einstein, E = mc², geldt. Die vier miljoen ton is goed voor 3.6·1026 joule per seconde, ongeveer een miljoen maal zoveel energie als we op aarde in een heel jaar verbruiken. • Als alle waterstof is omgezet in He is de ster opgebrand. • grote sterren hebben een kortere levensduur dan kleine sterren omdat ze meer H verbruiken. (de lichtkracht is nl veel groter)

49. 4 1H -> 4He 1 He kern weegt net iets minder dan 4 H kernen bij elkaar. Dit massaverlies wordt omgezet in energie volgens E=mc2. De totale hoeveelheid energie die de zon uitstraalt is dus vrijgekomen uit het totale verlies aan massa in de kernreakties in het binnenste van de zon. (atoommassa 1H = 1.0078 u atoommassa 4He = 4.0026 u )

50. Ontstaan van een ster: • Plaatselijke verdichting in een gaswolk. Externe oorzaak vb supernova. • T° stijgt nog kernfusie; Inkrimpen stopt dan. De ster neemt een plaats in op de hoofdreeks van het H-R-diagram.