Temperatuur berekenen
Lisa stelde deze vraag op 25 maart 2025 om 15:29.Beste natuurkundigen,
Ik snap opdracht g van de volgende opdracht gewoon echt niet:
https://www.natuurkunde.nl/opdrachten/3888/heel-hete-aarde
Bedankt alvast
Reacties
Dag Lisa,
Kun je zeggen welke stap of stappen van de uitwerking van g je niet begrijpt?
Groet, Jaap
Nou eigenlijk überhaupt de eerste stap: Pin=Puit
Dag Lisa,
Gevraagd is de temperatuur T van de planeet, gemiddeld over de zijde die naar de ster toe is gekeerd. Je kunt die temperatuur berekenen met de wet van Stefan-Boltzmann
Puit is het vermogen van de straling die de planeet uitzendt aan zijn ster-zijde
A is het oppervlak van de planeet aan de ster-zijde
Om de wet van Stefan-Boltzmann toe te kunnen passen, moet je Puit weten.
We nemen aan dat de zaak in evenwicht is: dat er door de planeet evenveel straling wordt uitgezonden (Puit) als er straling wordt ontvangen (Pin). Daarom geldt Pin=Puit.
Voor het vervolg is het nuttig als je een tekening in zij-aanzicht maakt (niet op schaal):
een stip in het midden is de ster;
een grote cirkel om de ster is het oppervlak waarover de straling van de ster wordt verdeeld.
De straling van de ster gaat in alle richtingen en verdeelt zich zo over een denkbeeldige bol (=de grote cirkel) met oppervlak 4·π·r2.
Op de grote cirkel teken je een kleine cirkel, dat is de planeet.
Van de ster tot de grote cirkel is de afstand r van de ster tot de planeet, 5% van de afstand van de zon tot de aarde.
De straal van de planeet is Rp (kleine cirkel) in de uitwerking van vraag g.
Let wel: Rp is iets anders dan r.
Hoe nu verder?
Groet, Jaap
Hieronder enkele kanttekeningen bij de opgave
https://www.natuurkunde.nl/opdrachten/3888/heel-hete-aarde
De kanttekeningen zijn vermoedelijk niet relevant voor Lisa's vraag.
1. Antwoord op vraag e: in het rechter lid van de nog niet ingevulde derde wet van Kepler staat $2\cdot\pi^2$ in de noemer. Dit moet zijn $4\cdot\pi^2$.
In de uitkomst staat 2,0. Zonder tussendoor afronden is het 2,1.
2. Boven vraag f van de opgave staat
'De lichtsterkte van deze ster is 0,77 maal die van onze zon.'
Dit is onjuist. Bedoeld is niet de lichtsterkte maar de lichtkracht. Dat zijn verschillende grootheden. De lichtsterkte I (in candela) is een grootheid in het Système International. Lichtkracht is de term die astronomen gebruiken voor het vermogen P (in watt) dat door een bron wordt uitgezonden in de vorm van elektromagnetische straling. Ook in Binas wordt de term lichtsterkte overigens onjuist gebruikt (zevende editie: tabel 4, voetnoot tabel 32B, legenda tabel 33, register; ook onjuist in de zesde editie).
3. Vraag f luidt
'Bereken de intensiteit van het licht van de ster op de oppervlakte van de planeet.'
Wellicht beter: 'Bereken de intensiteit van de straling van de ster, gemiddeld over de oppervlakte van de hele planeet.' Aan de 'nachtzijde' en nabij de polen van de planeet is de intensiteit immers kleiner dan bij loodrechte inval. En behalve licht zendt de ster ook andere elektromagnetische straling uit.
dag Jaap,
ga ik doorgeven
groet, Jan
Dag Jan, bedankt.