Lees eerst de inleidende lesstof van dit hoofdstuk.Het eerste stukje: "Het zonnestelsel" en "De geboorte" Voor de verwerking van de leerstof maak je nu een paar opgaven, deels 'gewone' tekstvragen, deels webvragen. Noteer je antwoorden en uitwerkingen in een Word document. Vraag eerst aan je docent wat je moet doen.
Hoe is ons zonnestelsel opgebouwd, en welke eigenschappen hebben de zon en haar planeten?
Ons zonnestelsel is 4,5 miljard jaar geleden ongeveer op de volgende wijze ontstaan: eerst een grote gaswolk die onder invloed van de gravitatiekracht in het centrum samengedrukt werd. Dit proces duurde ongeveer 100 duizend jaar. In dat centrum vormde zich geleidelijk een ster: onze zon.
Lesstof gelezen? Maak de volgende vragen.
Webopgave 1 - Het zonnestelsel
In Binas tabel 31 en 32c staan gegevens over de planeten van ons zonnestelsel en over de zon. In die tabellen staan onder andere de afstand r van de planeten tot de zon en de straal R van de zon en de planeten.
Maak met behulp van deze gegevens een tekening op schaal van ons zonnestelsel. Kies de schaal van je tekening zodanig dat het zonnestelsel op een blad A3 past. Je kunt voor de afstand en de straal verschillende schalen kiezen, als de tekening daardoor duidelijker wordt.
Om een beter idee te krijgen over de grootte van de verschillende plaaneten moet je de volgende animatie bekijken.
De grootte van ons heelal en de inmense afstanden in ons heelal wordt duidelijk in de volgende animatie.
Om inleidende informatie te krijgen voor dit onderwerp is het college van Robert Dijkgraaf een goed college. Hij geeft een duidelijk verhaal over hoe ons zonnestelsel in elkaar zit.
1.1 Aarde, zon, maan en sterren
Aarde en zon
Hoe ziet de dagelijkse beweging van de aarde en zon eruit?
Samenvatting Doordat de aarde om haar as draait, voeren de zon, de maan en de sterren een schijnbare beweging uit. Naast de schijnbare beweging, bewegen de sterren ook ten opzichte van elkaar: hun eigenbeweging. De vorm waarin je de maan aan de hemel ziet staan noemen we de schijngestalten van de maan of de maanfasen (Dit komt in het volgende stuk aan de orde). In de sterrenkunde gebruiken we voor het opgeven van afstanden speciale eenheden als het lichtjaar (ly) en de Astronomische Eenheid (AE). Ook dit onderwerp komt op het einde van 1.1)
Lees eerst de leerstof. Het stuk "Tijdzones en datum" en "De zon". Voor de verwerking van de leestof maak je een paar webvragen. Noteer je antwoorden en uitwerkingen in een Word document.
De kortste weg is een rechte lijn (zoals we weten). Als een vliegtuig vliegt van Rome naar Kaapstad is dit zo (zie afbeelding). Als een vliegtuig daarentegen van Rome naar New York vliegt, zie je dat hij met een bocht omhoog vliegt. Verklaar dat dit toch de kortste weg is.
Figuur. Van Rome naar Kaapstad.
Figuur. Van Rome naar New York.
Webopgave 5
Welke beweging voer jij uit in één dag? Sleep het mannetje in de volgende animatie rond de aarde ( vink 'show time tickmarks' aan). Van welke kant zie je de aarde hier: onder, boven of zijaanzicht?
Webopgave 6
Leg aan de hand van deze animate uit waarom we tijdzones hebben ingevoerd op aarde.
Als je naar het westen kijkt, zie je dat het daar vroeger is. Logisch ook omdat de zon later opkomt dan bij ons. Het is in de Verenigde Staten vroeger: 7 uur aan de oostkust tot 10 uur aan de westkust. Recht ‘tegenover’ de nulmeridiaan ligt de ‘datumgrens’. Als je deze in oostelijke richting passeert, moet je de datum één dag terugdraaien! Als je deze denkbeeldige grens in westelijke richting passeert, ben je plotseling één dag verder!
Webopgave 7
1. Hieronder staat een lijstje met steden. Ook is de lokale tijd (dus in dié betreffende plaats) óf de tijd in Amsterdam (MET) gegeven.
Vul de tabel nu verder in.
plaats
lokale tijd
MET: tijd in Amsterdam
Bombay
14.00 uur
Mexico
19.00 uur
Rio de Janeiro
10.00 uur
Seoul (Korea)
10.00 uur
Kaapstad
20.00 uur
2. Helemaal spannend wordt het als je doorreist naar het oosten, naar bijvoorbeeld de Verenigde Staten. Kijk bijvoorbeeld eens naar de volgende reis: Je vertrekt vanuit Tokyo om 10.00 uur 's morgens naar San Diego (VS). De reistijd is ongeveer 12 uur. Het tijdsverschil tussen San Diego en Tokyo is 17 uur.
Vul nu de onderstaande tabel in.
plaats
lokale tijd
tijd in San Diego (VS)
Tokyo, vertrek
10.00 uur, 21 december
Tokyo, aankomst San Diego
De Fuji-eilanden liggen in de Stille Oceaan. Sommige eilanden liggen ten oosten van de datumgrens, enkele eilanden liggen ten westen van deze grens. Als je een fijne dag hebt gehad, kun je deze nóg eens beleven (maar dan anders…..) als je snel een ander eiland ten oosten reist.
Webopgave 8
Beschrijf nu zelf een reis waarin je aangeeft:
van welke plaats je vertrekt;
naar welke plaats je reist;
de vertrek- en aankomsttijden (lokaal).
De reden waarom je deze reis maakt (wat maakt deze reis zo speciaal?).
Webopgave 9
Stel je voor: je staat op de Noordpool. Je kijkt dan altijd naar het zuiden.
Leg nu eens uit hoe je draait: met de klok mee of tegen de klok in. Hoe kun je dat weten?
Webopgave 10 - Welke beweging voer jij uit in één jaar? (Selecteer 'show Labels')
Webopgave 11
Door de schuine stand van de aardas (zie bovenstaande animatie) hebben we seizoenen en midden in de zomer (rond 21 juni) gaat boven de poolcirkel de zon niet onder. Zie onderstaand filmpje. Leg dit eens uit aan je buurman.
Lees eerst de leerstof. Het stuk "De maan". Voor de verwerking van de leestof maak je een paar webvragen. Noteer je antwoorden en uitwerkingen in een Word document. Vraag eerst aan je docent wat je moet doen.
Je ziet in de loop van een maand telkens een ander deel van het oppervlak van de maan. Die verschillende vormen noemen we schijngestalten of fasen van de maan.
In de onderstaande animatie wordt getoond hoe de schijngestalten van de maan ontstaan. Je kijkt vanaf de aarde naar de maan en ziet verschillende gedeelten van de maan verlicht in het vakje rechtsboven.
Webopgave 15
Leg uit hoe het komt dat je vanaf de aarde nooit de achterkant van de maan ziet.
Kun je de achterkant van de maan wel vanuit de ruimte zien? Leg uit aan je buurman, noteer het antwoord waar je beiden tevreden mee bent.
Wij zien de maan het best als het om ons heen donker is, s'avonds of s'nachts dus. Op deze bijzondere opname zie je een straalvliegtuig dat net voor de grootste volle maan van 2009 langs vliegt:
Nu kun je met de volgende animatie naar de stand van de maan kijken bij elke fase. Je kijkt als waarnemer vanaf de aarde naar de maan en dan zie je telkens een ander gedeelte van de maan verlicht.
Webopgave 16
Download hier het werkblad bij deze animatie en vul het in. Plak daarna het werkblad in je Word document dat je telkens inlevert of print het uit voor je schrift.
Lees eerst de leerstof. Het stuk "De sterrenhemel". Voor de verwerking van de leestof maak je een paar webvragen. Noteer je antwoorden en uitwerkingen in een Word document. Vraag eerst aan je docent wat je moet doen.
Sterren lijken wel op een vast gefixeerd punt aan de hemel te staan, maar dit is in werkelijkheid niet zo. In de loop van duizenden jaren verschuiven ze van plek. Dit wordt de eigenbeweging van sterren genoemd.
Je ziet dat in de loop van 200.000 jaar het sterrenbeeld nogal van vorm verandert: van de zeven heldere sterren in het sterrenbeeld Grote Beer vertonen er vijf een beweging in dezelfde richting, terwijl de overige twee – Alkiad en Dubhe – in een andere richting bewegen. Bekijk ook de onderstaande animatie van de (eigen-)beweging van de sterren van de Grote Beer!
Bron: Malmberg
Webopgave 17 - Verschuiving
Noteer welke sterren het meeste verschuiven met behulp van deze uitgebreide sterrenkaart van de grote beer (noteer de griekse letters van de sterren in grote beer) Voor de namen van de sterren van de grote beer, zie figuur boven, of kijk op de deze site.
Leg uit waarom we een driedimensionaal sterrenbeeld toch als een bepaald patroon zien.
Leg uit op welke plek je moet gaan staan in onderstaande animatie om de Grote Beer te zien zoals wij die op aarde zien (Je kunt de projectie van de grote beer verslepen met je muis).
Lees eerst de leerstof. Het stuk "Afstandsmeting". Voor de verwerking van de leestof maak je een paar webvragen. Noteer je antwoorden en uitwerkingen in een Word document. Vraag eerst aan je docent wat je moet doen.
Afstanden in het heelal zijn heel groot. Je kunt deze afstanden in meters of km weergeven. Je krijgt dan enorme getallen. De afstand van de zon tot de aarde is bijvoorbeeld 150.106 km. En de afstand tot de dichtstbijzijnde ster (Proxima Centauri) is 40.1012 km. We drukken de afstanden daarom liever uit in andere eenheden. De afstand van de aarde tot de zon noemen we 1 astronomische eenheid, afgekort 1 AE. De afstand die licht in een jaar aflegt noemen we een lichtjaar. 1 lichtjaar is ongeveer 9,46.1015 m. De afstand van de zon tot Proxima Centauri is dan ongeveer 4 lichtjaar.
Webopgave 21
Hoe groot is een lichtminuut?
Webopgave 22
Bekijk de onderstaande animatie en schrijf de volgende afstanden op in je schrift of je Word bestand.
zon naar pluto in AE.
zon naar proxima centauri in AE en Lichtjaar.
zon naar centrum van de melkweg in AE en lichtjaar.
Samenvatting Het zonnestelsel wordt gevormd door onze zon en alle objecten in haar (gravitationele) invloedssfeer: de planeten en hun manen,planetoïden, kometen en meteoroïden. De zon straalt energie uit in de vorm van elektromagnetische straling, waaronder ultravioletstraling, licht en infraroodstraling. De intensiteit van de uitgezonden straling hangt af van de golflengte of de frequentie. Voor de zon met een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 6000 K heeft piek in het stralingsspectrum een golflengte van ongeveer 500 nm. Dit is golflengte van geel-groen licht. Het stralingsspectrum als geheel geeft de indruk van geel-wit licht.
Lees eerst de lesstof "Hoe ziet ons zonnestelsel eruit".
Het belangrijkste hemellichaam in ons zonnestelsel is de zon. De diameter van de zon is 1,4 miljoen km. Dat betekent dat als we het volume van de aarde en zon vergelijken, dat er ongeveer 1,3 miljoen aardes in de zon passen. Het oppervlak van deze zonnevlekken ligt enkele honderden kilometers lager dan dat van de rest van de zon. Bovendien is de temperatuur van de vlek lager (4000 K).
Binnen in de zon heerst een temperatuur van ongeveer 15 miljoen K, dit is genoeg om kernfusie op gang te brengen. Kernfusie levert de energie, die de zon weer uitstraalt in de vorm van o.a. zichtbaar licht, warmte (IR) en UV-straling. De zon schijnt al 4,6 miljard jaar en zal nog 5 miljard jaar door kunnen met haar brandstof.
Op de zon vinden ook regelmatig uitbarstingen plaats van zonnevlammen (in het Engels: solar flares) . Daarbij komen geweldige hoeveelheden energie vrij. Bekijk het volgende filmpje van de NASA:
- Zoek op internet het antwoord op de volgende vraag:
- Waarom kunnen zonnevlammen gevaarlijk zijn voor de aarde? (je moet minimaal twee redenen kunnen noemen.)
Stralingsspectrum
Spectrum van de zon
De zon zendt straling uit in diverse vormen; IR, UV en zichtbaar licht zijn daarvan de bekendste. De golflengte van de straling ligt tussen 300 en 3000 nm. (1 nm = 1.10-9 m). In het plaatje hiernaast zie je de verschillen in golflengte tussen rood, groen en blauw licht.
Straling met een korte golflengte heeft meer energie dan straling met een lange golflengte. Zo is ultraviolet schadelijk voor je huid, infra rood warmt je alleen maar lekker op.
De zichtbare straling van de zon kun je ontleden met bijvoorbeeld een prisma of een tralie tot een zonne-spectrum. De regenboog is daar ook een voorbeeld van. Je ziet dan dat het licht van de zon bestaat uit de bekende kleuren van de regenboog.
Verband golflengte en frequentie
Met behulp van allerlei instrumenten kunnen we verschillende vormen van e-m straling zichtbaar maken. Kijk in de volgende flash wat de mogelijkheden zijn. In het blokje boven de afbeeldingen wordt telkens de golflengte voor je uitgerekend met behulp van de frequentie en de snelheid.
Webopgave 25
Welke formule wordt hier telkens gebruikt voor de berekeningen?
Met welke snelheid wordt hier gerekend? Dat is een bekende waarde, namelijk de.......
In ons zonnestelsel bevinden zich ook kometen. Die bestaan uit ijs en stof en bewegen in een baan rond de zon. Als ze in de buurt van de zon komen smelt een deel van het ijs. De komeet krijgt zo een staart van stof en ijsdeeltjes. Maar een deel van de moleculen uit de komeet wordt afgebroken en geïoniseerd . Door de stralingsdruk van de zon ontstaat dan een ionenstaart. Een komeet krijgt bij de zon dus twee staarten zoals je ziet Kometen lichten helder op aan de nachtelijke hemel en zijn indrukwekkend om te zien.
Hoe zo'n komeet precies precies beweegt en hoe meteoren en meteorieten ontstaan zie je in de onderstaande animatie:
Webopgave 27 - Wanneer zien we op aarde een meteorenregen?
De stof- en ijsdeeltjes lijken op aarde uit de richting van een bepaald sterrenbeeld te komen. Daarom krijgt zo'n regen van vallende sterren de naam van het sterrenbeeld waaruit ze vandaan lijken te komen. Voorbeelden zijn de Perseïden en Leoniden.
Een andere naam voor vallende sterren is meteoren. Als een meteoor op aarde inslaat noemen we hem een meteoriet. Meteoren kunnen voor een groot deel uit ijzer bestaan, zoals deze Chinga-ijzermeteoriet van 700 gram.
Ontstaan van de Perseidenzwerm
Bekijk deze animatie over het ontstaan van meteoren en hun kenmerken:
Samenvatting De aardachtige planeten zijn Mercurius, Venus, Aarde en Mars. Zij bevinden zich relatief dicht bij de zon, hebben allemaal een vast oppervlak met kraters en zijn relatief klein. De aarde is uniek vanwege de aanwezigheid van vloeibaar water en een zuurstofrijke atmosfeer. De planeten Aarde en Mars hebben begeleiders in de vorm van manen. De omlooptijd van deze planeten in hun banen rond de zon neemt toe naarmate hun afstand tot de zon groter is. De scheve draaias van de planeten Aarde en Mars veroorzaakt seizoenen.
Webopgave 38 - In het filmpje zag je de landing van een ruimtevoertuig op Eros en ook de opnamen van het oppervlak.
Waarom was het niet zo moeilijk om een zachte landing te maken?
Waarom lijkt het oppervlak erg op dat van de maan?
Eros draait vrij snel om haar as, veel sneller dan de aarde. Hoe komt dat?
Webopgave 39 - Een beetje rekenen....
Op de foto van Eros zie je een afstandsbalkje (5 km). Gebruik de lengte van dat balkje om een schatting te maken van de massa (kg) van Eros. Doe net of Eros een balk is met een lengte, een breedte en een hoogte (die even groot is als de breedte).
Van het materiaal waar Eros uitbestaat weegt elke kubieke centimeter (cm3) 2,5 gram (oftewel de dichtheid is 2,5 g/cm3).
Samenvatting De reuzenplaneten zijn Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Deze gasreuzen verschillen sterk van de aardachtige planeten. Ze bevinden zich verder van de zon, zijn behoorlijk groter van formaat en hebben geen vast oppervlak. Ze bestaan uit gas dat door de grote zwaartekracht van deze planeten voor een groot deel is samengeperst tot vast en vloeibaar materiaal. Aan het gasvormige oppervlak woeden zware stormen. Elk van de vier gasreuzen heeft manen en een ringenstelsel. Het ringenstelsel van Saturnus is het duidelijkst te zien. De omlooptijd van deze planeten in hun banen rond de zon neemt toe naarmate hun afstand tot de zon groter is.
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
De grootste vier planeten (ook wel de reuzenplaneten genoemd) zijn heel verschillend van de binnenplaneten. De reuzenplaneten bestaan voor een groot deel uit gassen. Hieronder zie je ze in de juiste volgorde: Jupiter beweegt het dichtst bij de zon, Neptunus het verst.<span id="id28" activityidevice"="">
Misschien heb je bij dit overzicht van de planeten gedacht: ‘Het waren er toch negen?’ Waar is Pluto? Pluto heeft in augustus 2006 de naam 'planeet' verloren, door een aanscherping van de definitie van het begrip planeet. Pluto bevindt zich wel in een baan om de zon, heeft wel voldoende massa om door zijn eigen zwaartekracht in een bolvorm te zijn geperst, maar heeft zijn omgeving niet schoongeveegd van andere objecten. Dit is een voorwaarde om 'planeet' genoemd te worden. Pluto heeft de naam planeet dus verloren en wordt nu als een ‘ijsachtig hemellichaam’ aangeduid.
Webopgave 47 - Eventjes opzoeken... (4)
Zoek op internet naar het antwoord op de vraag of Pluto manen heeft en, zo ja, hoeveel.
Waarom noemen we de beweging van de zon ‘schijnbaar’?
Webopgave 49
In onderstaande figuur zie je dat de zon op 21 juni in de stad Loppa niet ondergaat.
In de figuur hieronder zie je een schets van de aarde op die dag met daarop de positie van Loppa.
Leg met behulp van de figuur hierboven uit dat de zon op 21 juni in Loppa niet ondergaat.
Maak een schets van de aarde met daarop de positie van Loppa een half jaar later. Dus: op 21 december. Aanwijzing – Bedenk bij het maken van de schets dat de stand van de draaias van de aarde in de loop van een jaar niet verandert.
Is de zon vanuit Loppa op 21 december te zien? Leg uit waarom wel of niet.
Webopgave 50
Afstanden in het heelal worden vaak in lichtjaren gemeten. Voor afstanden binnen het zonnestelsel rekenen we in lichtminuten of zelfs lichtseconden.
Laat met een berekening zien dat het licht van de zon er ongeveer 8 minuten over doet om de aarde te bereiken.
Gebruik Binas voor de benodigde gegevens.
De afstand zon-aarde is dus 8 lichtminuut. Bereken op dezelfde manier de afstanden aarde-maan, zon-Jupiter en zon-Pluto. Kies daarbij de eenheid die het meest toepasselijk is: lichtseconde, lichtminuut, lichtuur, lichtdag of lichtjaar.
Webopgave 51
Wat verstaan we onder de eigenbeweging van sterren?
Maanfasen
Hier zie je de maanfasen in een tekening en in een filmpje.
Soms wordt de zon of de maan verduisterd, terwijl ze eigenlijk normaal had moeten schijnen. Een zonsverduistering ontstaat als de zon, de maan en de aarde op één lijn staan, zoals onderstaande figuur.
In de figuur zijn twee gebieden aangegeven: de kernschaduw en de bijschaduw.
a.Vanuit welk van deze twee gebieden op aarde is de zon helemaal niet te zien? En hoe zie je de zon vanuit het andere gebied?
Bekijk een videofragment van een zogenaamde ringvormige zonsverduistering.
Leg uit waardoor er op aarde zo weinig inslagkraters te zien zijn in vergelijking met de andere planeten in het zonnestelsel. Gebruik zo nodig internet: http://nl.wikipedia.org/wiki/Inslagkrater
Webopgave 59 - Planeten
De planeten van ons zonnestelsel zijn in twee groepen te verdelen: de aardachtige planeten en de reuzenplaneten.
Welke planeten zijn de aardachtige planeten? Waarom noemen we ze zo?
Welke planeten zijn de reuzenplaneten? Waarom noemen we ze zo?
Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen deze twee groepen planeten?
Practicum en groepsopgaven
Practicum
Webopgave 60 - Een radarkaart maken
De planeet Venus is door een aantal ruimtesondes bezocht. De laatste was de ruimtesonde Magellan, die van 1990 tot 1994 in een baan rond Venus draaide en meer dan 98 % van het oppervlak van Venus in kaart heeft gebracht. Dat deed hij door in een vast patroon van meetpunten de afstand tussen de sonde zelf en het Venusoppervlak te meten met behulp van radargolven.
In dit experiment gaan we de opnametechniek van de ruimtesonde nabootsen. Niet met radar, maar met ijzerdraadjes.
Doel van het experiment: ervaring opdoen met het in kaart brengen van een golvend landschap dat niet zichtbaar is.
Benodigdheden:
een schoenendoos, boetseerklei, millimeterpapier en een stukje ijzerdraad.
Uitvoering
Maak met de boetseerklei een mooi golvend landschap in de schoenendoos en plak de doos dicht met millimeterpapier.
Prik op een aantal plaatsen het ijzerdraad door het millimeterpapier en meet hoe diep het landschap onder het millimeterpapier ligt.
Noteer je meetresultaten zo overzichtelijk mogelijk: steeds de plaats op het millimeterpapier en de diepte van het kleioppervlak.
Uitwerking
Noteer de gemeten diepte per prikpunt op een nieuw blad millimeterpapier, steeds op dezelfde plaats als waar je geprikt hebt.
Teken een aantal hoogtelijnen.
Komt jouw resultaat overeen met de werkelijkheid?
Waar zitten afwijkingen?
Groepsopdrachten
Webopgave 61 - Kalenders
Ga naar de kalendersite. Kies een kalender en geef antwoord op de volgende vragen.
Op de bewegingen van welke hemellichamen is jouw kalender gebaseerd?
Hoe bepalen de kalendermakers op welke datum bepaalde feesten (zoals Ramadan, Pasen, Loofhuttenfeest) vallen?
Webopgave 62 - Hemelobjecten
Maak een ‘portret’ van een object uit het zonnestelsel. Daarbij kun je denken aan de zon, één van de planeten, de maan of manen van een planeet, de ringen van een planeet, de planetoïdengordel, een komeet, meteoroïden enzovoort.
Zo’n portret bestaat uit ongeveer vijf foto’s met bij elke foto een bijschrift. De bijschriften moeten duidelijk aangeven wat er op de foto te zien is en wat daaraan bijzonder is.
Gebruik bij deze opdracht bijvoorbeeld de website van Astronomical Picture of the Day of de volgende sites waar je goed kunt zoeken: http://hubblesite.org/gallery/ en http://chandra.harvard.edu/photo/category.html
H2 Zes reuzen in 2000 jaar
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
Hoe is ons huidige beeld van het zonnestelsel tot stand gekomen?
De zes reuzen die het huidige beeld van het zonnestelsel hebben ontwikkeld zijn: Aristarchos van Samos, Claudius Ptolemaeus, Nicolas Copernicus, Tycho Brahe, Johannes Kepler en Galileo Galilei.
Van geocentrisch naar heliocentrisch wereldbeeld
In de figuur hierbovenis het geocentrisch wereldbeeld weergeven. In dat wereldbeeld staat de aarde in het centrum. Buiten de aarde draaien de hemellichamen die
vastzitten aan kristallen schillen. De maan draait het dichtst om de aarde heen, daarna volgen Mercurius, Venus, de zon, Mars, Jupiter en Saturnus. Deze hemellichamen zijn perfect rond en glad en bewegen in perfecte cirkels. De buitenrand wordt gevormd door een schil waarin zich de sterren bevinden. Dit geocentrisch wereldbeeld heeft eeuwenlang stand gehouden. Nicolaus Copernicus was de eerste die het geocentrische wereldbeeld ter discussie stelde en met een alternatief kwam: het heliocentrisch wereldbeeld, met de zon in het centrum en de planeten – waaronder de aarde – die daarom heen bewegen.
Wat zijn de sterke en de zwakke punten van het geocentrisch wereldbeeld?
Wat zijn de sterke en de zwakke punten van het heliocentrisch wereldbeeld?
2.1 Sterrenkunde in het oude Griekenland
Sterrenkunde in het oude Griekenland
Samenvatting
Het geocentrisch wereldbeeld gaat uit van een stelsel met de aarde als middelpunt voor de beschrijving van hemelverschijnselen. Het heliocentrisch wereldbeeld gaat uit van een zonnestelsel met de zon in het middelpunt.
Hoe keken de Grieken uit de Oudheid tegen de hemel aan?
Rond 400 tot 200 jaar voor christus kwamen in Griekenland de wetenschappen tot ontwikkeling. De meeste sterrenkundigen hielden zich toen bezig met het precies waarnemen van de positie van hemellichamen. Men vermoedde toen al dat de aarde een bol was.
Bekijk de onderstaande animatie waarin de griekse geleerde Erathostenes de omtrek van de aarde meet met behulp van schaduw. Klik met je rechtermuisknop op de afbeelding en kies voor de optie play of klik op de pijlen bovenin de afbeelding.
In die tijd was de gangbare gedachte, dat de zon om de aarde draaide. Met andere woorden, de aarde staat in het midden en de andere planeten en de zon draaien om de aarde heen. Dit noemen we het geocentrische model. Toch was er zelfs in die tijd al iemand die het bij het juiste eind had. Aristarchos van Samos had als zienswijze dat de wereld bestaat uit een stelsel waarbij de aarde rond de zon draait. Dit wordt het heliocentrische model genoemd. Helios is grieks voor zon.
Webopgave 65
Welke van de onderstaande plaatjes staat voor een heliocentrisch model en welk plaatje hoort bij een geocentrisch model? (bron: wikipedia)
Hoewel het heliocentrische model het juiste is hadden de oude grieken toch een aantal (schijnbare) aanwijzingen voor het geocentrische model.
Webopgave 66
Welke waren dat?
Sterparallax
Deze schijnbare beweging van de sterren wordt de sterparallax genoemd.
Als we met een telescoop naar een ster kijken en dat een half jaar later weer doen, dan lijkt de ster een heel klein beetje verschoven, dit verschijnsel wordt parallax genoemd.
Webopgave 67
Afstand berekenen met parallax
Zie onderstaande schets. De hoek p bij de ster, Thijstar, is 0,12 graad.
1 Au is een astronomische eenheid ofwel de afstand van de aarde tot de zon. Zie BINAS.
Hoe groot is het grondvlak van deze driehoek (1 AU=) in km?
Bereken hiermee de afstand tot de ster Thijstar.
Ptolemaeus
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
Een sterke voorstander van het geocentrische wereldbeeld is de astronoom Ptolemaeus. Deze astronoom ging uit van de perfecte beweging volgens de filosoof Plato; de cirkelbeweging.
Om deze lusbeweging en de varierende afstand van de hemellichamen te verklaren bedacht Ptolemaeus de epicykels. Dat zijn cirkels op cirkels, de planeten zouden naast hun cirkelbeweging om de aarde ook nog een tweede cirkelbeweging uitvoeren.
In het bovenstaande plaatje zie je epicykels bewegen. Het blauwe bolletje is de aarde en het rode bolletje is Mars. Snap je dat Mars een lusbeweging aan de hemel maakt?
Het stelsel van Ptolemaeus kon de hemelverschijnselen redelijk goed verklaren, beschrijven en voorspellen. Toch kwamen er in de loop van de tijd meer en meer problemen met dit stelsel. Toch hield men aan dit stelsel vast vanwege bijbelse gronden. Kritiek op het geocentrische wereldbeeld stond gelijk aan kritiek op de bijbel.
Verklaring van de lusbeweging van Mars
In de onderstaande animatie zie je hoe de lusbeweging van Mars verklaart wordt in het heliocentrische model.
Samenvatting
De wetenschappelijke revolutie betekent een omwenteling in het denken over de natuur om ons heen. Ideeën worden niet meer aanvaard op grond van het geloof in een autoriteit (de kerk), maar worden pas geaccepteerd na het uitvoerig beproeven van deze ideeën door waarnemingen en experimenten. Een voorbeeld is de worsteling van Johannes Kepler om het heliocentrische wereldbeeld in overeenstemming te brengen met de waarnemingen van Tycho Brahe. In deze wetenschappelijke revolutie speelde ook de techniek een belangrijke rol. Voorbeelden zijn de instrumenten waarmee Tycho Brahe de posities van sterren en planeten nauwkeurig kon bepalen, en de sterrenkijker waarmee Galileo Galilei nieuwe verschijnselen zoals de manen van Jupiter kon waarnemen.
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
Hoe kwam er verandering in het geocentrische wereldbeeld?
Het wereldbeeld van Copernicus.
In 1543 verschijnt het boek: Revolutionibus Orbium Coelestium van Copernicus, hierin stelt hij dat de zon in het midden van het heelal staat en dat de planeten om de zon draaien. Een heliocentrisch model dus.
De waarnemingen van Tycho Brahe
Tycho Brahe was een astronoom die in zijn leven zeer veel waarnemingen heeft gedaan. Hij stelde een sterrencatalogus op, die beter was dan alle voorgaande. Ook bepaalde hij zeer precies de positie van de toen bekende planeten.
De wetten van Kepler
Johannes Kepler was een assistent van Tycho Brahe. Met behulp van de waarnemingen van Brahe kwam achter zijn beroemde 3 wetten.
Zo kwam hij er achter dat de planeten ellipsen beschrijven en niet bewegen in cirkelbanen.
Galilei en de manen van Jupiter
Galilei was een van de eersten die een sterrenkijker bouwde, waarmee hij naar jupiter keek. Daar ontdekte de 4 grootste manen van Jupiter. Hij concludeerde hieruit dat als Jupiter zelfs manen had, dat het geocentrisch model fout moest zijn en dat het model, wat Copernicus voorstelde, dus juist was. Dit leidde tot heftige weerstand van de aanhangers van de theorie van Ptolemaeus. Uiteindelijk is Galilei veroordeeld tot levenslange gevangenisstraf.
Achtergrondinformatie over de genoemde wetenschappers en hun modellen. Deze links verwijzen je naar een aantal bladzijden van Wikipedia . Lees deze eerst aandachtig door voordat je de opdracht maakt.
Geef 3 argumenten van de kerk tegen het heliocentrische model
Welke sferen kennen we in het geocentrische model?
Maak een CV van een van de bovengenoemde wetenschappers.
Daarin staat: geboorte- en sterfdatum, land, beroep, belangrijke ontdekkingen, belangrijke publicaties.
Webopgave 71
Documentaire over ontwikkeling astronomie
Bekijk de hier onderstaande filmpjes (in het engels). Deze filmpjes vatten heel hoofdstuk 2 samen.Maak daarna de opdracht.
Opdracht:
Geef met behulp van de video's weer hoe precies de kennis van het heelal ontstond.
Wat/hoe was de verhouding tussen Brahe en Kepler? Waren ze vrienden?
Licht toe.
Welke gangbare ideeën over de bewegingen van planeten bleken niet waar te zijn naar aanleiding van de waarnemingen van Kepler?
2.3 Extra opgaven
Extra opgaven 2.1
Maak de volgende opgaven in je Word document.
Webopgave 72 - De omtrek van de aarde
De Griekse wetenschapper Erathostenes uit Cyrene bepaalde de omtrek van de aarde. Hij deed daarvoor de volgende aannames: de aarde heeft een bolvorm, en de zon is zo ver weg dat alle stralen evenwijdig op de aarde vallen. In deze opgave volgen we zijn redenering.
In Syene (nu Aswan in Egypte) staat de zon op 21 juni op zijn hoogste punt recht boven je hoofd, zodat de lichtstralen loodrecht invallen (zie figuur). Er is in Syene dan geen schaduw. Tegelijkertijd is in Alexandrië dan wel een schaduw te zien. Syene en Alexandrië liggen op dezelfde lengtegraad (noordzuid lijn).
De lichtstralen van de zon vallen bij Alexandrië in onder een hoek van
7,2º. Laat zien dat deze hoek 1/50 deel van een cirkel is.
Hoeveel keer de afstand Alexandrië-Syene is dan de omtrek van de aarde?
De afstand Alexandrië-Syene schatte Erathostenes aan de hand van de reistijd van kamelen op 800 km.
Hoe groot is dan volgens Erathostenes de omtrek van de aarde?
Vergelijk de waarde volgens Erathostenes met de nu bekende omtrek van de aarde.
Webopgave 73 - De bolvorm van de aarde
Doordat mensen de kromming van de aarde niet zomaar kunnen zien, werd lange tijd gedacht dat de aarde plat was. In de loop van de eeuwen vond men steeds meer argumenten voor het feit, dat de aarde een bol is. Hieronder staan vijf van die argumenten.
Bespreek elk argument afzonderlijk en geef aan of dit inderdaad aantoont dat de aarde niet plat is.
Een zeilschip dat uit de haven vertrekt, zakt langzaam onder de horizon. Eerst is het schip niet meer zichtbaar en de mast verdwijnt als laatste. Dat is niet zo als de aarde plat is.
In sommige landen is het dag, terwijl het op hetzelfde tijdstip in andere landen nacht is. Als de aarde plat was, dan was het in alle landen tegelijkertijd dag (of nacht).
Soms verdwijnt de maan in de schaduw van de aarde. Tijdens de maansverduistering zien we dat de schaduw van de aarde op de maanschijf gekromd is. Dus moet de aarde een bol zijn.
Ontdekkingsreizigers ontdekten dat ze rond de aarde konden varen zonder de randen te zien.
Foto’s gemaakt vanuit de ruimte laten zien dat de aarde een bol is.
Webopgave 74 - De dagelijkse beweging van de zon
Zowel het geocentrisch als het heliocentrisch wereldbeeld geven een verklaring voor de dagelijkse beweging van de zon. Welke verklaringen zijn dat?
Webopgave 75 - Heliocentrisch beeld
Hieronder staan drie argumenten tegen een aarde die in een heliocentrisch wereldbeeld rond de zon beweegt en om zijn as draait. Weerleg elk van deze argumenten.
Je voelt dat de aarde vast staat en niet door de ruimte gaat of om zijn as draait.
Als de aarde in een dag om zijn as draait, dan wil dat zeggen dat het oppervlak met hoge snelheid ronddraait. Waardoor voelen we dan geen sterke wind?
Als we een voorwerp recht omhoog gooien, dan komt het weer in je hand terug. Maar als je met grote snelheid ronddraait, dan zou het een stuk achter ons landen, want we zijn een stuk verder gegaan toen dat voorwerp in de lucht was.
Extra opgaven 2.2
Webopgave 76 - Kraters op de maan
Een van de eerste waarnemingen die Galilei met zijn telescoop deed waren de kraters op de maan. De tekeningen in onderstaande figuur zijn door Galilei gemaakt. Hij heeft de schaduwgebieden op de rand van licht en donker wat vergroot getekend.
Leg uit hoe je uit deze schaduwen kunt afleiden dat er kraters op de maan zijn.
Waarom was de ontdekking van de kraters op de maan in strijd met het geocentrisch wereldbeeld?
Webopgave 77 - De manen van Jupiter
Toen Galilei zijn telescoop op Jupiter richtte, ontdekte hij vier heel kleine lichtpuntjes. Hij besloot deze lichtpuntjes een aantal weken te observeren. In zijn logboek schreef hij onder andere de volgende waarnemingen:
De lichtpuntjes verplaatsen zich en komen na een bepaalde periode weer op dezelfde plaats terug en dat patroon herhaalt zich. […] Soms zie ik vier lichtpuntjes, het andere moment maar twee of drie. Heel vreemd… [… ] De lichtpuntjes lijken zich allemaal op één horizontale lijn te bewegen.
Wat waren dat voor lichtpuntjes die zich rond de planeet Jupiter bevonden?
Waardoor zag Galilei de ene keer vier lichtpuntjes en het andere moment maar twee of drie?
Waardoor liggen de lichtpuntjes steeds op één lijn?
Waarom was deze ontdekking in strijd met het geocentrisch wereldbeeld?
Webopgave 78 - De schijngestalten van Venus
Bij het bekijken van Venus merkte Galilei op dat deze planeet net als de maan schijngestalten had. Merkwaardig was vooral dat de grootte van Venus steeds veranderde (zie figuur 60). Naarmate de schijngestalte ‘voller’ is, wordt Venus kleiner. Galilei kan die waarnemingen maar op één manier verklaren (zie figuur).
Leg aan de hand van figuur uit waardoor het sikkeltje van Venus veel groter is dan de ‘volle’ Venus.
Kun je nu ook beredeneren of Venus dichter bij de zon staat dan de aarde, of juist verder weg? Zo ja: hoe?
Waarom was deze ontdekking in strijd met het geocentrisch wereldbeeld?
De schijngestalten en veranderende grootte van Venus worden ook uitgelegd in deze animatie: fasen van Venus
Webopgave 79 - Vlekken op de zon
Galilei deed ook waarnemingen aan de zon. Hij keek natuurlijk niet door een telescoop rechtstreeks naar de zon, maar hij gebruikte de telescoop om een projectie van de zon op een stuk papier te maken. Op die manier zag hij donkere vlekken, maar hij wist niet zeker of de vlekken op de zon zaten of dat het donkere voorwerpen of bijvoorbeeld wolken waren die tussen de aarde en de zon bewogen.
De door Galilei waargenomen donkere vlekken hebben de volgende eigenschappen:
De vlekken bewegen zich van oost naar west over de zonneschijf.
Aan de rand van de zon bewegen de vlekken langzamer dan in het midden.
De vlekken die ter hoogte van de zonne-equator liggen, bewegen in ongeveer 25 dagen eenmaal om de zon.
De vlekken hebben geen constant patroon. De vlekken verdwijnen soms of komen spontaan op.
Probeer aan de hand van de waarnemingen af te leiden dat de vlekken die Galilei zag op de zon moeten zitten.
Waarom was deze ontdekking in strijd met het geocentrisch wereldbeeld?
Webopgave 80 - Geocentrisch wereldbeeld
Welke verschijnselen in het zonnestelsel zijn in strijd met het geocentrisch wereldbeeld?
Wat zijn de sterke punten van het heliocentrisch wereldbeeld?
Vergelijk je antwoorden op deze twee vragen met je antwoorden bij orientatieopdracht 22.
Waardoor heeft het geocentrisch wereldbeeld zo lang stand gehouden?
Practicum en groepsopgaven
Webopgave 81 - Jacobsstaaf
Zoek op wat een Jacobsstaf is en bouw er zelf één.
Meet daarmee de hoek tussen verschillende sterren aan de hemel.
Bepaal ook hoeveel keer groter de maan aan de horizon is dan wanneer deze hoog aan de hemel staat.
Webopgave 82 -Telescoop
Bouw zelf een telescoop.
Benodigdheden:
twee kartonnen kokers met verschillende diameter,
een bolle lens (diameter 50 mm en brandpuntsafstand 40 cm of sterkte +2,5 D) en een plat-bolle lens (diameter 25 mm en brandpuntsafstand 5 cm of sterkte +20 D).
Het is geen probleem als je lenzen van enigszins afwijkende sterkte gebruikt.
Interessante linkjes voor het zelf maken van een telescoop:
Bevestig de bolle lens aan een uiteinde van de breedste koker.
Gebruik plakband of punaises.Let er op dat de lens recht voor de opening zit. Snij de koker af, zodat zijn lengte 30 cm is.
Bevestig de plat-bolle lens aan een uiteinde van de smalste koker, met de bolle kant naar buiten. Snij de koker af op 25 cm lengte.
Schuif de smalle koker in de brede, zodat de afstand tussen beide lenzen 45 cm is.
Dicht de opening tussen de kokers af met isolatieschuim, zodat je ze in en uit kunt schuiven om je kijker scherp te stellen.
Uitwerking
Test je telescoop door hem overdag als verrekijker te gebruiken.
Kijk nooit rechtstreeks naar de zon, ook niet door je kijker. Het zonlicht is zo fel dat je schade aan je oog kunt oplopen.
Gebruik je telescoop om waarnemingen te doen aan de sterrenhemel. Bedenk eerst een aantal interessante plekken aan de hemel om te bekijken. Gebruik daarvoor zo nodig de lijst met internetsites (zie bladzijde 8 van de module).
Webopgave 83 - Groepsopdracht
Biografie
De grondleggers van het heliocentrisch wereldbeeld waren Nicolaus Copernicus, Tycho Brahe, Johannes Kepler en Isaac Newton.
Schrijf een korte biografie van één van deze wetenschappers naar keuze. ‘Kort’ betekent: maximaal 500 woorden.
Ga in deze biografie zo mogelijk in op onder andere de volgende punten: nationaliteit, studie (wat en waar), belangrijke publicaties (boeken) en betekenis voor de ontwikkeling van de sterrenkunde.
Het arrangement Het heelal is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteurs
Duncan Sperling
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2014-08-02 12:40:28
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Webopgave 2
Klik hier voor film.
Meer weten? 
Lees eerst de leerstof. Het stuk "Tijdzones en datum" en "De zon". Voor de verwerking van de leestof maak je een paar webvragen. Noteer je antwoorden en uitwerkingen in een Word document.
Webopgave 4
Webopgave 10
Webopgave 11
Webopgave 13
Webopgave 15
Webopgave 16
Webopgave 17 - Verschuiving
Webopgave 18 
Webopgave 19
Webopgave 22
Lees eerst de lesstof "Hoe ziet ons zonnestelsel eruit".
Lees eerst de lesstof "Onze ster: de zon" en het "stralingsspectrum". Maak daarna de vragen op deze pagina.
Webopgave 24
Webopgave 25
Webopgave 27
De stof- en ijsdeeltjes lijken op aarde uit de richting van een bepaald sterrenbeeld te komen. Daarom krijgt zo'n regen van vallende sterren de naam van het sterrenbeeld 
Webopgave 28
Lees nu eerst de inleidende lesstof van par 1.3.
Webopgave 30 - 
Webopgave 31
Webopgave 32
Webopgave 33
Webopgave 34
Webopgave 36 
Webopgave 37
Webopgave 39 
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
Webopgave 41
Webopgave 42
Webopgave 43
Webopgave 44 
Webopgave 45
Meer weten?
Webopgave 48
Webopgave 49
Webopgave 51
Webopgave 54 Zonsverduistering
Webopgave 56
Webopgave 57
Webopgave 58 - Kraters
Webopgave 59 
Webopgave 60
Webopgave 61
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
Webopgave 63
Webopgave 64
Webopgave 65
Webopgave 67
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
Webopgave 68 - Lusbeweging Mars
Lees eerst de lesstof. Maak daarna de vragen op deze pagina.
De waarnemingen van Tycho Brahe
Webopgave 71
Webopgave 75
Webopgave 76
Webopgave 77 - 
Toen Galilei zijn telescoop op Jupiter richtte, ontdekte hij vier heel kleine lichtpuntjes. Hij besloot deze lichtpuntjes een aantal weken te observeren. In zijn logboek schreef hij onder andere de volgende waarnemingen:
Bij het bekijken van Venus merkte Galilei op dat deze planeet net als de maan schijngestalten had. Merkwaardig was vooral dat de grootte van Venus steeds veranderde (zie figuur 60). Naarmate de schijngestalte ‘voller’ is, wordt Venus kleiner. Galilei kan die waarnemingen maar op één manier verklaren (zie figuur).
Webopgave 79 -
Webopgave 80 -
Webopgave 81 - 
Webopgave 82 -
Webopgave 83 - 
