Samenvatting ANW VWO 6 Gebruik op eigen risico!

Samenvatting ANW VWO 6
Gebruik op eigen risico!
Hoofdstuk 1
§ 1: Ontwikkelingen van het denken over leven
- Tot de Renaissance (13e-16e eeuw) geschriften bestuderen van de oude Grieken
- Decartes ( eind 16e-midden 17e eeuw ) - deductie = rationalisme - Natuurverschijnselen
afleiden van een aantal goed geformuleerde regels, net als bij de wiskunde.
- Pascal ( 17e eeuw ) - inductie = empirisme - Natuurverschijnselen benaderen vanuit
waarnemingen en experimenten, en daaruit tot wetmatigheden komen.
- Erwin Schrödinger ( sowieso midden 20e eeuw )- Levende wezens onderscheiden zich van
doden doordat zij streven naar chaos.
§ 2: Kenmerken en variaties
Kenmerk = eigenschap die iedereen uit een bepaalde groep heeft, andere groepen hebben
die eigenschap niet.
Variatie = verschil tussen groepsgenoten
5 Algemene kenmerken voor levende wezens:
1. Levende wezens zijn in staat een constant inwendig milieu te handhaven m.b.v een
speciaal regelsysteem - negatieve feedback.
Hypothalamus = gebiedje in de hersenen dat info met norm vergelijkt.
Homeostase = zelfregulatie in de cellen
2. Levende wezens wisselen stoffen en energie uit met hun omgeving.
Heterotroof = Eet organische stoffen
Autrotroof = Maken zelf organische stoffen
Dissimilatie = Verbranding
Assimilatie = Opbouwen van stoffen
3. Levende wezens zijn in staat om zich voort te planten met behulp van een bepaalde
blauwdruk, jongen vertonen een door die blauwdruk vastgelegde groei en ontwikkeling
Functies celdeling:
- Vervanging afgestorven cellen
- Groei van een eencellig stadium tot een ( meer of minder groot ) meercellig organisme
- Voortplanting
4. Levende wezens zijn gevoelig voor allerlei signalen van binnen en van buiten uit, en zijn in
staat om hierop te reageren, vaak door uitwendig zichtbaar gedrag
Prikkel = Invloed uit de natuur van buitenaf
Gedrag = Uitwendig zichtbaar gedrag op een prikkel
Zintuigcellen = cellen waar organismen iets mee waar kunnen nemen, bijvoorbeeld die van
de ogen
5. Levende wezens gaan na verloop van tijd doodt, door ouderdom, honger of infectieziekten
§ 3: Bijzondere kenmerken, vreemde wezens
eind 19e eeuw - verschillende micro organismen verantwoordelijk voor alllerlei besmettelijke
ziektes
1930 - elektronenmicroscoop, virussen wel zichtbaar
Virussen = geen stofwisseling, hebben geen stofwisseling en kunnen bij planten, dieren,
schimmels en bacteriën ziektes veroorzaken.
Bij voortplanting hebben ze een gastheercel nodig.
Prionen = Eiwitachtige deeltjes die infectieus kunnen zijn - proteinaceous infectious particles.
In de hersenen bevind zich een gezonde variant.
Prionen vermenigvuldigen zich door een normaal eiwit over te nemen.
Bacteriofaag = Virus dat bacteriën aantast.
1
§ 4: DNA, de erfelijke blauwdruk
- Eiwitmolecuul bestaat uit 20 verschillende aminozuren
- DNA = Desoxyribo Nucleic Acid bestaat uit 4 verschillende nucleotiden/stikstofbasen
Adenine -Thymine en Cytosine –Guanine, suiker en fosfaat.
- RNA = Ribo Nucleic Acid, Thymine verandert in Uracil
- Transcriptie = Gegevens ‘gekopieerd’ van het DNA
- Translatie = Code die op het RNA staat veranderen in eiwit.
Natuurwetenschappelijke werkwijze
Natuur
↓
Waarnemingen
↓
Vragen
↓
Hypothese
↓
Experiment
↓
Resultaten
↓
Conclusie
James Watson en Francis Crick ontdekken opbouw DNA heeft mogelijkheden tot exacte
kopie 1953
Hoofdstuk 2: Mens en gezondheid
§ 1: Ziekte en genezing van alle tijden
Gezondheid is een toestand van sociaal en geestelijk welbevinden, en niet alleen de
afwezigheid van ziekten. World Health Organisation
Vroeger: Medicijnmannen/-vrouwen, sjamanen, priesters = ‘specialisten’ medicijnen
Maagdenpalm -Vincristine
Zuil van Hammurabi in Babylon - rechten en plichten van artsen
3000 jaar voor Chr. - Indiërs bij operaties hygiënische maatregelen
Susruta- samitha- verzameling medische voorschriften
Ziekten vooral in de 3e wereldlanden
- Marmus = Algeheel tekort aan voedsel
- Kwasjiorkor = Tekort aan eiwitten
Ziekten vooral in de westerse landen
- Kanker = cellen delen zich zonder dat ze een taak op zich nemen
- Levercirrose = begint met nieuwvorming bindweefsel, later gaat dit verschrompelen en
gaan de cellen ten gronde, dan wordt de lever verhard
- Leverkanker = ongeremde groei levercellen
§ 2: Bestrijding van ziekten
- Semmelweis + Lister (19e eeuw)- Veel vrouwen en andere mensen die in het ziekenhuis
behandeld werden overlijden, samen belang van hygiëne aantonen.
2
- Koch + Pasteur (19e eeuw)- Veel ziekten veroorzaakt door bacteriën en andere microorganismen.
- Edward Jenner = dokter met eigen plattelandspraktijk, bekend doordat hij op 14-5-1796 de
8 jarige James Phipps inentte met koeienpokken.
Vaccinatie = inenten met een verzwakte ziekteverwekker, de afweerstoffen hiervoor werken
ook tegen sterkere ziekteverwekkers.
In Nederland vaccinatie tegen DKTP = difterie, klinkhoest, tetanus, polio & BMR = bof,
mazelen, rode hond
6 Fasen wanneer iemand weet dat hij/zij gaat sterven:
1. Ontkenning
2. protest
3. poging tot onderhandelen
4. valse hoop
5. diepe neerslachtigheid
6. berusting
§ 3: Medicijnen en medische apparatuur
In 19e eeuw - Farmaceutische industrie ontstaat
Tot die industrie bestond het grootste gedeelte van de geneesmiddelen uit
planten(extracten).
Door opkomst scheikunde - plantendelen isoleren als morfine, kinine, papaverine
In de Oudheid hielden Artsen zich bezig met (plantaardige)medicijnen, en (minder
geschoolde) chirurgijnen voerden operaties uit, verzorgden aderlatingen en brandden
ontstekingen uit.
13e eeuw - In Italië eerste keer sectie op een dood lichaam (ter demonstratie)
W.K. Röntgen ontdekt X-stralen 1895
§ 4: Erfelijk ziekten, keuzes in de gezondheidszorg
Erfelijke ziekte = ziekten waarbij sprake is van een afwijking in de chromosomen.
Mendel is de ontdekker van de erfelijkheidswetten in 1865.
- Hemofilie = geslachtsgebonden en recessief, bloedstollingstoornis, alleen bij mannen ( ligt
op één X-chromosoom.
- Vele vormen van doofheid = dominant overervend
- Bepaalde vormen van kleurenblind = geslachtsgebonden en recessief overervend
- Ziekte van Steinert = dominante aandoening van het spier en zenuwstelsel ( m.n.
gezichtsspieren )
Recessief = onderdrukt
Dominant = overheersend
HUGO –project = Human Genome Organization project: groot team van onderzoekers brengt
de samenstelling van het genoom ( = complete DNA ) in beeld, 21-6-2006 genoom in grote
lijnen beschreven.
Genetic Screening = variaties in de genen opsporen.
Genderkliniek = kliniek waar het geslacht van een nieuw mensenkind wordt bepaalt
In Vitro Fertilisatie = reageerbuisbevruchting
Kunstmatige Inseminatie = bevruchting van een eicel met sperma in een spuitje
Vlokkentest en vruchtwaterpunctie = technieken om voor de geboorte te onderzoeken of het
embryo geen afwijking heeft.
1956 - Precieze genenbeeld van de mens
1959 - SvD wordt ontdekt, chromosomenpaar 21 heeft 3 chromosomen
1978 - 1e kind reageerbuisbevruchting
3
Hoofdstuk 3:Evolutie van het leven
§ 1: Biodiversiteit, ook in de tijd
Biodiversiteit = verscheidenheid aan soorten
Tot nu toe ongeveer 4 miljoen planten en diersoorten beschreven.
Aarde 3,5 miljard jaar
Tot 1,4 miljoen jaar bacteriën rijk alleen
0,6 jaar geleden eerste meercelligen
600 miljoen jaar geleden eerst gepantserde dieren
Tot 400 miljoen geleden speelde het meeste zich in de zee af
Taxonomie = ordening van soorten
Carl Ingemarssen von Linné (18e eeuw) - Binaire Nomencultuur = Het idee om een soort een
dubbele naam te geven: naam van het geslacht + soortaanduiding, allebei in Latijn.
Leer van fixisme = Leer dat soorten onveranderlijk zijn
§ 2:Evolutie-ideeën
Er zijn verschillende verklaringen voor de biodiversiteit.
-Anaximander (5e eeuw voor Chr.)- Griekse filosoof met evolutietheorie: Het leven is
ontstaan in water, in de vorm van vissen, sommigen vestigden zich op het land en verloren
hun schubben.
- Kerk in de Westerse samenleving ( creationisme )- een groep mensen die de bijbel als
letterlijke weergave van de gebeurtenissen op aarde beschouwen.
- Darwin (midden-einde 19e eeuw) - Bepaalde erfelijke varianten hebben meer kans om in
de strijd om te overleven en nageslacht te krijgen.
Darwin ging er van uit dat de verschillen tussen soortgenoten op z’n minst voor een deel
erfelijk waren en doorgegeven moesten worden aan nakomelingen, daardoor veranderen
langzaam maar zeker de eigenschappen binnen een soort.
- Lamarck (18e-19e eeuw) - Geloofde in het geleidelijke veranderen van soorten, later werd
dit ontkracht omdat dingen die tijdens het leven gebeuren niet kunnen worden doorgegeven
- Lyell (eind 18e-19e eeuw) - Had de theorie om met behulp van bezinken de oudheid van
stukjes aarde uit gevonden.
- Copernicus (15e-16e eeuw)- Beschreef een wereldbeeld waarbij de zon in het midden
stond, het verhaal van de kerk dat de aarde het middelste punt was, werd dus ontkracht.
Charles Darwin leefde van 1819 tot 1882 - Had tijdens een wereldreis overal in de natuur de
struggle of life = er worden meer jongen geboren dan er konden opgroeien. Dat bracht hem
op het idee dat er sprake is van natuurlijke selectie = tussen individuen van één soort
bestaan erfelijke verschillen. Bepaalde erfelijke varianten hebben meer kans om de strijd in
het bestaan te overleven, ze zijn beter aangepast aan de leefomstandigheden waarmee ze
te maken krijgen: Survival of the fitest ( wil niet zeggen dat ze ook het sterkste zijn ).
Op de Galapagos eilanden had hij verschillende soorten vinken gezien.
Endemische soorten = soorten die alleen op bepaalde plaatsen voorkomen
Het is een theorie en geen bewijs, we waren er niet bij. Het doet geen uitspraak over het doel
en de zin van het bestaan.
§ 3: Evolutie in de praktijk.
Neodarwinisme = combinaties van Darwins ideeën en de nieuwe vondsten.
Creationisme = de leer die er van uitgaat dat leven zoals wij dat kennen, door God
geschapen is.
Sociaal Darwinisme = het toepassen van de theorie van Darwin op de situatie van mensen in
de maatschappij.
Altruïsme = onbaatzuchtige zelfopoffering ten gunste van anderen.
Eugenetica = verbetering van de menselijke populatie.
Antropologie = wetenschap van de mens.
4
§ 4: De evolutie van de mens
De mens is niet het doel van de evolutie.
Verschillen tussen mensen en mensapen
- mensen hebben een rechtsopgaande beweging bij het voortbewegen
- bijzondere vorm van taalgebruik
- mensen bezitten een cultuur en maken + gebruiken van werktuigen.
Hoofdstuk 4:
§ 1: ‘De bewegende aarde’
Mobilisme: (continentale drift, horizontale beweging)
1910 - Alfred Wegner ( = Duitse geoloog, en meteoloog ) werd getroffen door de
merkwaardige gelijkvormigheid van de kustlijnen aan beide zijden van de Atlantische
oceaan.
Geologen - Canada heeft het zelfde plooigebergte als West-Europa.
Paleontologen ( = bestuderen fossielen ) en biologen - sterke verwantschappen tussen de
fauna’s van Noord-Amerika <-> Europa, en Zuid-Amerika <-> Afrika.
Paleoklimatologen ( = bestuderen vroegere klimaten ) - klimaat van Europa was verschoven
van tropisch naar gematigd klimaat, en dat van Spitsbergen van subtropisch naar
poolklimaat, en dat van Zuid-Afrika van een pool naar een subtropisch klimaat.
Men was ervan overtuigd dat de continenten vastlagen, men verklaarde de veranderingen
die optraden als volgt: de aarde koelde af, waardoor ze ineen kromp waardoor er
veranderingen op de aardoppervlakte optraden.
Maar met behulp van radioactiviteit was men erachter gekomen dat de aarde helemaal niet
zo snel afkoelde dan men dacht. Door de radioactiviteit die van nature in gesteenten van de
aarde voorkwam, komt warmte namelijk vrij.
Fixisme: (de continenten blijven op hun plaats)
Verificatie = je aanvaart een theorie wanneer deze bevestigd wordt. Deze methode levert
echter problemen op want in de theorie blijkt het onmogelijk om de waarheid van een theorie
definitief vast te stellen, want het is altijd mogelijk dat iets een tegenvoorbeeld vind.
Jaren ’30 20e eeuw - Karl Popper - Het is alleen mogelijk om de onjuistheid van een theorie
vast te stellen. De eis die Popper stelde aan zijn theorie was dat deze falsifieerbaar moest
zijn. Falsifieerbaar = één tegenbewijs en de theorie wordt verworpen.
Thomas Kuhn - Karl Popper te streng - beschreef de wetenschappelijke ontwikkelingen als
volgt: in wetenschappelijke rustige perioden gaat de wetenschap uit van een bepaald
stramien volgens welke alle onderzoeken gedaan wordt. = paradigma
Paradigma = in wetenschappelijke rustige perioden gaat de wetenschap uit van een bepaald
stramien volgens welke alle onderzoeken gedaan wordt.
In het paradigma van het fixisme gaat ervan uit dat de aarde zich alleen verticaal beweegt.
Bergen ontstaan volgens fixisten doordat de aarde ten gevolge van afkoeling
ineenschrompelt.
Op een gegeven moment ontstaat een crisis in het paradigma omdat teveel feiten niet in de
bestaande theorieën passen.
Zodra er een nieuw paradigma komt, vindt er een wetenschappelijke revolutie plaats. Dit
gebeurde met de opkomst van het mobilisme.
Irme Lakatos (= filosoof) - beschrijft wetenschap in researchprogramma’s = complexe en
uitgebreide onderzoeksmodellen. Het oude paradigma wordt daarbij verworpen bij een nieuw
en beter alternatief.
Het nieuwe programma moet wel aan een aantal voorwaarden voldoen:
5
- Zijn theorieën verklaren alles wat de vorige ook verklaarden
- Nieuwe onverwachte feiten kunnen voorspeld worden.
- Minstens een deel van de feiten wordt ook door wetenschappelijk onderzoek bevestigd.
Bij Lakatos is het mogelijk dat oude en nieuwe theorieën naast elkaar bestaan.
Pa als de fundamenten van de oude theorie door feiten worden tegengesproken, wordt
overgestapt op een ander researchprogramma.
1968 - Mobilisme wordt algemeen aanvaard.
Schollentektoniek:
1968 - Schollentektoniek wordt ontdekt.
Schollentektoniek = de aardkorst is vast, hieronder bevind zich de aardmantel met veel
minder vast gesteente. Daarin vind veel convectiestroming plaats doordat de onderkant van
de aardmantel warm is en naar boven toe afkoelt. Doordat het warme deel stijgt en het
koudere deel daalt, vindt er stroming plaats. Op deze stromingen drijft de aardkorst mee.
Het aardoppervlak is te verdelen in zes grote platen/schollen:
- Amerika
- Eurazië
- Afrika
- India
- De Grote Oceaan
- Antarctica
Er zijn drie soorten grenzen tussen schollen:
- Oceanische ruggen = hierbij ontstaat nieuwe aardkorst door vulkanische activiteit.
- Troggen = hierbij verdwijnt er aardkorst doordat een schol onder een andere schuift.
- Transformbreuken = deze doorbreken dikwijls de assen van de oceaanruggen, hierbij
schuiven schollen horizontaal langs elkaar.
§ 2: ‘Onze dampkring, een beschermende mantel’
4,6 miljard jaar geleden - aarde ontstaan - veel vulkanische activiteit, er was nog geen
dampkring waardoor de temperatuur nog niet stabiel was, er waren nog geen zeeën of
oceanen. Er vonden wel chemische reacties plaats en vulkanen stootten enorme
hoeveelheden gas uit.
3,5 miljard jaar geleden - 1e leven op de aarde:
- de aardkorst was afgekoeld en gestold
- er waren oceanen door de gecondenseerde waterdamp van vulkanen
- er was een dampkring ontstaan die bestond uit:
• stikstof
• waterdamp
• koolstofmono-oxide
• koolstofdioxide
• waterstof
• ammoniak
• methaan
• waterstofsulfide
Het eerste leven ontwikkelde zich in het water omdat daar een redelijk constant milieu was
zodat de organismen goed beschermd waren.
2,3 miljard jaar geleden - organismen produceren voor het eerst zuurstof (afvalproduct).
Cyanobacteriën hadden en mechanisme ontwikkeld (fotosynthese) waarmee ze zonneenergie konden vastleggen en daarbij ontstond zuurstof.
De dampkring:
- houdt de warmte vast doordat bepaalde gassen de warmtestraling van de aarde
reflecteren, met de broeikasgassen spelen daarbij een rol. Broeikasgassen = stikstofoxiden,
methaan, waterdamp en koolstofdioxide.
6
- de belangrijkste elementen zijn:
• stikstof
• zuurstof
• koolstofdioxide
• methaan
• stikstofoxide
• waterstof
- beschermt ons tegen inslagen van meteorieten. ( brokstukken worden door de buitenste
laag van de atmosfeer afgeremd ).
- maakt schadelijke straling van de zon onschadelijk: de ozonlaag filtert UV-straling en zet
deze om in warmte.
Biosfeer = laag waarin leven voorkomt = onderste gedeelte van de dampkring en bovenste
gedeelte van het aardoppervlakte. = organismen en niet-levende factoren als gassen, water
en stenen.
De atmosfeer is in miljarden jaren flink verandert.
Deze veranderingen gaan langzaam, er zijn lange perioden van stabiliteit waarin de
atmosfeer nauwelijks verandert.
Deze stabiliteit blijft in stand doordat er evenwicht bestaat tussen de stoffen die vanuit de
aarde in de atmosfeer komen en die de atmosfeer weer afgeeft aan bijvoorbeeld oceanen.
Die stoffen bevonden zich in een kringloop. Een belangrijke kringloop is de waterkringloop,
aan deze kringloop is de energiekringloop gekoppeld. Ruim de helft van de zonnestraling die
het aardoppervlak bereikt, wordt gebruikt voor het verdampen van water uit de oceanen. Zo
kan de zonne-energie over grote afstanden getransporteerd worden: denk aan lucht- en
waterstromen van warm naar koud en van koud naar warm.
Je hebt ook nog de zuurstofkringloop (denk aan fotosynthese) en de koolstofkringloop.
Koolstofkringloop: de koolstofatomen komen door middel van fotosynthese vanuit
koolstofdioxide terecht in suikermoleculen. Vanuit suikermoleculen kunnen de
koolstofatomen worden ingebouwd in eiwitten om na afbraak weer terecht in koolstofdioxide.
Koolstofdioxide kan ook oplossen in oceanen, dat kan weer gebruikt worden door zeedieren
om samen met calcium kalkskeletten en schelpen te maken. Wanneer de dieren sterven
komen de skeletten in de bodemslik terecht, na verloop van tijd ontstaat hoge druk, hierdoor
gaan de kalskeletten over in kalksteen. Deze kalksteen kan weer oplossen in
koolzuurhoudend water en de koolstofatomen kunnen opnieuw in koolstofdioxide terecht
komen.
Alle kringlopen beïnvloeden elkaar en vormen samen een complex geheel binnen de
biosfeer.
Organismen bestaan voor een belangrijk deel uit koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof.
§ 3: ‘Klimaatveranderingen’
Geologen hebben de geschiedenis van de aarde in een tijdschaal ingedeeld.
1900 - de eerste officiële geologische tijdschaal.
Men kon toen nog niet exact de ouderdom van de aarde bereken, vandaar dat men een
relatieve tijdschaal opstelde op basis van aardlagen, hierbij gebruikte men 4 uitgangspunten:
1. Wet van superpositie = gesteenten zijn in de loop van de tijd ontstaan waarbij het onderste
deel eerst gevormd zijn, en het bovenste deel het laatst.
2. Fossielen die in opeenvolgende gesteentelagen voorkomen zijn versteende levensvormen
die elkaar opgevolgd zijn.
3. Processen die nu het aardoppervlakte vormen, waren vroeger op de zelfde manier
werkzaam, huidige sedimentatie en vulkanisme geven dus informatie over d
aardgeschiedenis.
4. Voor afzettingen van kilometers dikke sedimentatie pakketen is onvoorstelbaar veel tijd
nodig. Elke laag stelt dus een korte of lange periode voor naar de dikte van de laag.
Carboon = periode waarin veel steenkool is afgezet. Hieruit blijkt dat er toen veel
7
plantengroei was en dat het klimaat tropisch was.
Het Krijt kenmerkt zich kenmerkt zich door mariene ( =zee ) afzettingen. Krijt bestaat
namelijk uit kalk, en dat is het voornaamste bestanddeel van schelpen. Zo kan men aan de
hand van aardlagen zien of het in een bepaalde periode heet, koud, vochtig of droog is
geweest.
Pleistoceen - glaciale en interglacialen.
James Hutton ( = Schots ) - grondlegger van wetenschappelijke geologie - sprak als eerste
over extreem koude perioden, zijn ideeën werden genegeerd.
Louis Agassiz ( = Zwitsers ) - 1937 - eerste keer ‘ijstijd’ gebruikt. In 1840 publiceerde hij hier
iets over en werd daarom uitgelachen, uiteindelijk toch serieus genomen omdat de
geologische verschijnselen het optreden van een ijstijd konden verklaren.
Afgelopen 2,5 miljoen jaar - zeven grote ijstijden geweest, afgewisseld door interglacialen.
Mogelijke oorzaken daarvan zijn:
• Een verminderde intensiteit van de zonnestralen
• De schommelingen van de aardas
• De wisselende baan van de aarde om de zon
• De manier waarop de aarde om haar eigen as draait
10 000 jaar geleden eindigde de laatste ijstijd. Het Nederlandse landschap is vrijwel geheel
in het Pleistoceen en het Holoceen gevormd, alleen in Zuid-Limburg en de Achterhoek zijn
nog oudere lagen te vinden. Het landijs dat zich toto ver over het noordelijk halfrond
uitstrekte liet U-vormige dalen en zwerfkeien achter.
In Nederland is een gletsjergordel te vinden:
Texel – Wieringen – Gaatserland – Steenwijk – Hoogveen – Coevoorden. Deze
gletsjergordel is te zien als stuwwallen die bestaan uit keileem (= grondsoort die bestaat uit
opdrukkend landijs) - ontstaan in Saalien (= 150 000 jaar geleden, Noord-Nederland was
bedekt met ijs)
Midden-Nederland - ook stuwwallen bijv. Utrechtse Heuvelrug en stuwwallen bij Nijmegen.
Deze stuwwallen bestaan uit zandafzettingen, zijn ontstaan door het ijs maar zijn geen
gletsjerafzettingen. Het landeis heeft ook zwerfkeien meegenomen.
Tijdens de ijstijden - zeespiegel daalde zo’n 150 meter.
700-1300 na Chr. - erg warme periode
1500-1700 - ‘kleine’ ijstijd.
Neanderthalers = mensachtige die 100 000 jaar geleden voorkwam op de aarde. Deze mens
kende vuur en leefde in grotten. Zijn bouw was aangepast aan de kou, zijn schedel was
bijvoorbeeld erg stevig en hij had een compact postuur.
30 000 jaar geleden - Neanderthaler uitgestorven, moderne mens ten tonele.
§ 4: ‘Aarde, een bijzondere planeet’
Zonnestelsel:
• Zon
• 9 planeten: Reuzenplaneten en Aardse planeten
• Talloze planetoïden
• Kometen
• Meteoroïden
Reuzenplaneten - vaste kern en uitgestrekte, koude atmosfeer.
Aardse planeren - staan dichter bij de zon.
Mercurius - op één na kleinste aardse planeet, en staat het dichtst bij de zon, deze planeet
heeft geen dampkring dus is bezaaid met inslagkraters, net als de maan want deze heeft ook
geen dampkring. Venus en Mars lijken het meeste op de aarde.
Venus:
Lijkt op de aarde vanwege:
• De grootte
• De vorm van haar baan
• De samenstelling
8
• De massa
En juist niet vanwege:
• Het is er erg heet, voor een klein deel komt dat omdat ze dichter bij de zon staat. Het komt
vooral door haar verstikkende, kurkdroge dampkring. De dampkring heeft een hogere
dichtheid waardoor de luchtdruk op het oppervlakte 9 maal zo groot is als op aarde.
• Er valt voortdurend regen van zwavelzuur.
• Het waait er continu.
• Men denkt dat het oppervlakte van Venus is gevormd door inslagen, vulkaanuitbarstingen,
en tektonische bewegingen. Deze ontwikkelingen hebben waarschijnlijk plaatsgevonden
voordat de huidige dampkring er was. Sommige wetenschappers denken dat er ooit
vloeibaar water was op Venus.
Mars:
• Mars is een rode planeet met poolkappen, deze poolkappen bestaan uit een mengsel van
bevroren koolstofdioxide en ijs.
• De baan om de zon van Mars is meer excentrisch dan die van de aarde, hierdoor zijn er
grote verschillen in de lengte van de seizoenen.
• De lucht op mars is erg ijl, de luchtdruk aan de oppervlakte bedraagt slecht 0,7 % van die
van de aarde.
• Er zijn geen oceanen dus treden er aan het gehele planeetoppervlak flinke
temperatuurwisselingen plaats.
• Krachtige winden veroorzaken stofstormen van ijzeroxide die de hemel rood kleuren,
• Het oppervlakte van Mars is een kale vlakte met veel inslagkraters.
• Et is mogelijk dat Mars vroeger een ander dampkring heeft gehad en dat er toen wel
stromend water was.
• Er is nauwelijks vulkanische activiteit waardoor de koolstof in gesteenten blijft opgeslagen.
Waarom is de aarde nou zo geschikt?
- Er heerst een gematigd klimaat met een gemiddelde temperatuur van 15 ºC, de warmte
wordt vastgehouden door de CO2 in de atmosfeer. Ook heerst er een evenwicht van
koolstofdioxide tussen de aardkorst en de dampkring. Bij vulkanische activiteit komt CO2 vrij.
Verwering en biologische processen verwijderen CO2 weer uit de dampkring.
Eind jaren ’60 - James Lovelock ( = Britse atmosfeerdeskundige ) - stelt Gaia hypothese op.
Gaia gedachte = manier van denken waarbij de aarde wordt gezien als een groot
zelfregulerend geheel, een superorganisme. Activiteiten van de biosfeer houd verband met
de processen van de geologie, klimatologie, en natuurkunde, Verstoringen in evenwicht
worden door de Gaia zelf opgevangen. Het leven zelf houdt de aarde leefbaar.
Hoofdstuk 5:
§ 1: ‘Verstoring van een evenwicht’
40 000 jaar geleden - de moderne mens leefde als jager en verzamelaar, ze leefden zoals de
hedendaagse nomadenvolkeren (bijv. bosjesmannen).
De jagers en verzamelaars wisten goed wat er te eten was of als medicijn te gebruiken was,
en wat niet. Ze gebruikten de natuur, maar brachten haar geen schade toe doordat er weinig
mensen waren en de jagers steeds verder trokken naar een andere plek waardoor de natuur
zich op de gebruikte plek weer kon herstellen.
Toch zijn door de jagers en verzamelaars een aantal dier- en plantensoorten verdwenen
zoals de mammoet, de reuzebizon, en de hollebeer.
De eerste boeren hadden ook een nauwe band met de natuur. De werktuigen waren in
eerste instantie van steen. Wilde planten werden als onkruid van de akkers gehaald, op de
akkers verbouwden boeren producten als tarwe, gerst en peulvruchten.
Later zijn de boeren van stenen naar bronzen werktuigen overgegaan.
Rond 700 voor Chr. - brons werd vervangen door het sterke ijzer. Hierdoor konden ploegen
gemaakt worden die door ossen konden worden voortgetrokken.
Doordat de akkerbouw en veeteelt zorgden voor een constante beschikbaarheid van
9
voedsel, nam de bevolking toe.
5000 jaar voor Chr. - In Afrika, Zuid-Amerika, en Azië ontwikkelden zich al steden waarin
gespecialiseerde handwerkslieden zich vestigden. Eeuwenlang bleef de economie
gebaseerd op landbouw en huisnijverheid, de producten van de handwerklieden voorzagen
in de behoeften van de boeren.
Stedelingen hadden naast voedsel ook hout en turf nodig, hiervoor worden bomen gekapt en
stierven veel wilde soorten planten en dieren uit. Door ontbossing verdween de bovenste
laag van de vruchtbare bodem. Overbegrazing veranderde vruchtbare graslanden in kale
woestijnen. Doordat er meer beroepen ontstonden nam de vraag naar metalen toe, hierdoor
kwamen er mijnen en werden grootte oppervlakten land en water aangetast.
1776 - James Wattt ontwierp de stoommachine - doordoor ontwikkelingen in
stroomversnelling - Industriële revolutie.
16e/17e eeuw - wetenschappers werden ook geïnteresseerd in hoe de natuur in elkaar
steekt, daardoor werd de natuur iets dat door ieder mens werd gebruikt.
Deze natuuropvatting zorgde voor een hele nieuwe wetenschappelijke methode. Om toto
kennis te komen zijn systematische experimenten nodig.
Francis Bacon - ‘Onderwerp de natuur door haar te gehoorzamen’ - je moet de natuurwetten
leren kennen, zo krijg je meer macht over de natuur.
Door industriële revolutie - veel energie gebruikt in de vorm van steenkool (= fossiele planten
uit het Carboon) en later aardolie en aardgas.
Er kwamen steeds betere machines ( bijv. dorsmachine ) gestookt op kolen of olie. De
invoering van kunstmest, betere teeltechnieken, en andere transportmogelijkheden zorgden
voor meer voedsel per hectare. Een gedeelte van de plattelandsbevolking trok daarom weg
om in kolenmijnen of fabrieken te gaan werken.
In mijnen:
• Vuil, lawaaierig, gevaarlijk werk
• Lange dagen voor een laag loon
• Kleine kinderen moesten vaak meewerken
Arbeiders woonden in krappe donkere huizen.
Door de trek van de plattelandsbevolking groeiden de steden enorm. Door het stoken van
steenkool bedekten as en roet de huizen en bomen, soms werd de rook zo dik dat de zon
verduisterd werd. Bovendien kregen de mensen ook longaandoeningen.
§ 2: ‘Keerzijde van de vooruitgang’
de technologie in de geïndustrialiseerde landen ging verder, meer en meer nam zij een
centrale plaats in in de Westerse maatschappij. De ontdekkingen van de grote voorraden
fossiele brandstoffen versterkten het gevoel onafhankelijk te zijn van de natuur. 20e eeuw
18311 - Michael Faraday ontdekt elektriciteit: door een magneet op en neer te bewegen in
een spoel , blijkt in de spoel elektriciteit te ontstaan.
1875 - elektrische booglampen in Parijs.
1879 - eerste gloeilamp - Thomas Alva Edison.
1876 - Alexander Graham Bell vind de telefoon uit.
1978 - Edison vind de grammofoon uit waarmee hij eerder opgenomen geluid kan oproepen.
Begin 20e eeuw - het dagelijks leven is ingrijpend verandert: steeds meer mensen gaan in
de handel en industrie werken, huishoudelijk werk wordt gemakkelijker, er vind
schaalvergroting plaats door gebruik van kunstmest, verbetering van gewassen en
mechanisatie.
20e eeuw - bevolking gegroeid:
• tussen 1500 – 1700 - trage groei - ongeveer 0.3 %
• na 1650 - groei nam steeds meer toe
• rond 1825 - ongeveer 1 miljard mensen op aarde
• 1925 - ongeveer 2 miljard mensen op aarde
• 1960 - ongeveer 3 miljard mensen op aarde
• 1975 - ongeveer 4 miljard mensen op aarde
10
• Nu - meer dan 6 miljard mensen op aarde
Thomas Robert Malthus - hield zich in de 18e eeuw bezig met de groei van de Engelse
bevolking. Hij had uitgerekend dat de bevolking sinds 1750 elke 25 jaar verdubbeld was.
De voedselproductie kon dat volgens hem niet meer bijhouden, hongersnood en
voedseloorlogen zouden hiervan het gevolg zijn.
1974 - wereldvoedselconferentie.
Begin 21e eeuw - naar schatting nog zo’n 800 miljoen mensen chronisch ondervoed, toch
wordt er wel voldoende voedsel geproduceerd, maar het wordt ongelijk verdeelt, de
Westerse volkeren consumeren de helft van het voedsel.
Tot in ’90 van de 20e eeuw - men verwerkte in koolkasten, spuitbussen,
schoonmaakmiddelen en verdelgingsmiddelen Cfk’s.
Cfk’s = breken ozon af, en tasten daarmee de ozonlaag aan, ozon neemt een deel van de
energierijke UV-straling op, hierdoor heeft deze minder kans het leven op aarde te schaden.
Ozon zit op twee verschillende plaatsen:
1. Dichtbij de aarde
2. In een zeer dunne laag op ongeveer 17 tot 26 km hoogte.
Wanneer de ozonlaag (de bovenste laag) wordt aangetast biedt zij geen bescherming meer.
Zwavel en stikstofdioxiden - voornamelijk auto’s, energiecentrales, industrie - ontstaan door
verbranding van olie en steenkolen. Als deze stoffen zich vermengen met water, ontstaat er
achtereenvolgens zwavelzuur en salpeterzuur.
Deze stoffen verzuren rivieren, de zure neerslag verzuurt ook de bodem, vernietigd
naaldbossen, en tast metalen en stenen voorwerpen aan.
Ook ammoniak ( = een stikstofverbinding uit dierlijke mest ) levert een grote bijlage aan zure
regen.
Met name in het Zuidoosten van Nederland is een sterke verzuring van het grond- en
bodemwater. De landbouw in Nederland is verantwoordelijk voor verreweg de grootste
uitstoot van ammoniak.
§ 3: ‘De emancipatie van het milieu’
Tot de 17e eeuw - de natuur werd ervaren als een levend organisch geheel.
De mensen leefden volgens het ritme van de seizoenen, in kosmische verbondenheid met
de aarde.
De mensen hadden respect voor de natuur omdat deze de mensen voedde en tegelijkertijd
ook bedreigend kon zijn.
Renaissance - 14e eeuw in Italië begonnen - er werden allerlei instrumenten als de
microscoop uitgevonden.
René Decartes ( = Franse filosoof ) - wordt in het algemeen gezien als grondlegger van de
moderne filosofie. Hij probeerde een geografisch geordend filosofisch systeem op te bouwen
waarmee hij de nieuwe vragen methodisch kon aanpakken. - trok systematisch alles in twijfel
waar hij niet absoluut zeker van was, op deze manier probeerde hij iets te vinden waarover
geen twijfel kon bestaan. Dat zou het uitgangspunt worden waarop een methodische
wetenschap gebaseerd kon worden.
Decartes kwam er achter dat hij er alleen zeker van kon zijn dat hij dacht, alle waarnemingen
kunnen immers gezichtsbedrog zijn. - ‘Ik denk dus ik besta’.
Zijn methodische twijfel is de oorzaak van de tweedelingen met aan de ene kant het denken,
de ziel, en aan de andere kant de materie, het lichaam. = dualisme.
Aangezien de mens alleen een ziel geeft, kan de natuur als machine behandelt en beheerst
worden.
18e eeuw - Verlichting = filosofen stellen de rede, het verstand centraal. Wanneer de kennis
toeneemt, maakt de mensheid een grote stap voorruit: kennismeerdering is de motor naar de
vooruitgang naar een betere wereld.
Deze gedachte was een enorme stimulans voor modern wetenschappelijk onderzoek:
11
technische uitvindingen volgden elkaar in hoog tempo op.
Jean Jacques Rousseau ( = filosoof ) - mensen raken verder en verder verwijderd van de
natuur, dat is verval van de maatschappij. Hij beschouwt het streven naar vooruitgang als
vervreemding van zichzelf. Door de beschaving is de mens decadent geworden.
Decadent = verfijnd, maar met tekenen van verval. Om dit tegen teg aan moet ej terugkeren
in jezelf, en luisteren naar de stem van de natuur.
Begin 20e eeuw - eerste geluiden om de natuur te beschermen.
1899 - Nederlandse Vereeniging tot Bescherming van Vogels opgericht
1905 - Natuurmonumenten opgericht.
Beide verenigingen willen mensen bewust maken van de uitbuiting van de natuur en deze
wettelijk beschermen.
Jaren ’60 - natuur kreeg op grote schaal aandacht.
1961 - WNF opgericht
1971 - Milieudefensie en Greenpeace opgericht.
1972 - club van Rome publiceert ‘De grenzen aan de groei’ = rapport waarin voorspellingen
werden gedaan over de toekomst. - op basis van computerberekeningen voor verschillende
variabelen waren op wereldschaal mogelijke toekomstbeelden geschetst.
De variabelen die gebruikt werden:
• Bevolkingsgroei
• Voedselproductie
• Industrialisatie
• Uitputting van natuurlijke grondstoffen
• Milieuvervuiling
Volgens het rapport zouden binnen 100 jaar de grenzen van de groei bereikt zijn. Door
bijstelling van de groei naar beneden, kan er ecologische en economische stabiliteit
ontstaan.
Door dat rapport werd de wereld opeens milieubewust.
§ 4: ‘Strijdende hypothesen’
Door ‘de grenzen aan de groei’ probeerde men vooral in ontwikkelingslanden de
geboortegroei te beperken.
Milieumaatregelen hebben ook vaak grote economische consequenties.
Volgens het rapport was er in 1972 nog genoeg olie voor 20 jaar en genoeg gas voor 22 jaar,
inmiddels zijn er al nieuwe gas en olievoorraden ontdekt.
Er zijn sinds 1972 meer dan 25 vervolgrapporten geweest waarin de Club van Rome haar
verwachtingen bijstelde.
1992 - ‘De grenzen voorbij’ gepubliceerd, hierin staat dat er nog genoeg gas is tot 2050, en
genoeg olie tot 2031.
Rond 1900 - Svante Arrhenius ( = Zweedse chemicus ) - koolstofdioxide en waterdamp zijn
verantwoordelijk voor het vasthouden van zonnewarmte. Deze moleculen van deze gassen
zijn in staat om warmtestraling van de aarde op te nemen en deze weer terug te stralen.
hij beschreef dat door menselijk handelen grote hoeveelheid CO2 in de lucht kwam.
Eind jaren ’50 - men begin met het meten van CO2 in de atmosfeer.
Begin 20e eeuw - temperatuur ruim een halve graad gestegen, en de hoeveelheid CO2 is
gestegen, een toename die zonder het toedoen van de mens niet te verklaren is.
Sinds de industriële revolutie is het energieverbruik sterk toegenomen, hierdoor wordt meer
CO2 geproduceerd, deze komt in de atmosfeer terecht. Door ontbossing zijn er minde
planten die CO2 absorberen.
Mogelijke gevolgen van het broeikaseffect:
• In Nederland zachtere en nattere winters + hetere en drogere winters, hierdoor zullen vaker
overstromingen plaatsvinden.
• In de ontwikkelingslanden zullen gevolgen verstrekkend zijn doordat zij de hoge kosten van
de gevolgen niet kunnen betalen.
12
• In sommige landen meer droogte.
• In sommige landen extremere heette.
• Hele oogsten mislukken en eilanden in de Grote en Indische Oceaan zullen volledig onder
de zeespiegel verdwijnen.
In gematigde streken zullen de gevolgen vooral positief zijn
• CO2 bevordert de plantengroei
• Het klimaat wordt subtropisch
1997 - er werd een protocol door de industrie landen in Kyoto gesloten, daarin stond dat voor
2010 de CO2 uitstoot 5% onder het niveau van 1990 moet liggen.
De koolstofdioxide beperkt worden door minder energie te gebruiken en door duurzame
energie in te zetten. Het is technisch mogelijk om CO2 uit het rookgas van fabrieken en
energiecentrales te halen, dat kan bijvoorbeeld in troggen onder in de diepzee of onder de
grond worden opgeborgen.
Door wetenschappers wordt er wel veel getwijfeld over de feiten van het versterkte
broeikaseffect.
Hoofdstuk 6:
§ 1: ‘Omstreden oplossingen voor milieuproblemen’
Sinds de industriële revolutie is er in de landbouw en in de veeteelt veel verandert.
1950 - Begin groene revolutie in West-Europa.
• Uitgestrekte landbouwgronden werden beplant met één gewas
• De gewassen werden verbeterd door kruising en selectie (plantenveredeling)
• Om plagen deze zogenaamde monoculturen tegen te gaan werden insecticiden en
pesticiden gebruikt.
• Onkruid werd verdelgt met herbiciden.
• Er werd veel kunstmest gebruikt.
Door dichter beplanten en vaker oogsten, werd de opbrengst aanzienlijk hoger.
Na 1970 - Begin tweede groene revolutie in Azie, en Midden- en Zuid-Amerika.
• Er werden betere rijstsoorten geplant.
• Er werden gewassen ingevoerd die speciaal gekweekt waren voor groei in tropische en
subtropische gebieden.
• De opbrengst was 5× zo groot.
De wereldbevolking bleef groeien, dus er was een grotere opbrengst vereist, door
plantenveredeling en de ontwikkelingen in de biochemie op het gebied van biotechnologie.
Bij bereiding van kaas, bier, wijn, yoghurt, zuurkoolen brood worden micro-organismen
gebruikt.
2e helft 19e eeuw - fabrieken waar micro-organismen werden gekweekt.
Klassieke biotechnologie = Bacteriën en schimmels (gisten) produceren alcohol en
koolzuurgas.
Inzicht in de werking van enzymen leidden er tot dat producten langer houdbaar werden.
1944 - Oswald Avery - ontdekt DNA
1953 - James Watson en Francis Crick ontdekken de structuur van het DNA
Genetische modificatie = men kweekt organismen met de gewenste eigenschappen.
Kunstmatige inseminatie = techniek om dieren betere nakomelingen te laten krijgen.
Door de technieken zijn er minder bestrijdingsmiddelen nodig doordat de gewassen sterker
zijn.
Er zijn ook principiële bezwaren tegen het veranderen van DNA.
Door deze verbeteringen werd het milieu meer aangetast: door bijvoorbeeld
bestrijdingsmiddelen, ammoniak door mestoverschotten, en energiebronnen begonnen op te
raken. Voor verschillende verontreinigende stoffen is een maximale uitstoot norm
vastgesteld.
13
Om deze wetgevingen te ontlopen lozen bedrijven schadelijk afval vaker in derde
wereldlanden waar de wetgeving soepeler is.
§ 2: ‘Mondiale duurzaamheid’
Augustus 2002 - Grote VN-top georganiseerd in Johannesburg over de duurzame
ontwikkeling (armoede en milieu stonden centraal). De verwachtingen waren niet zo hoog
want sinds 1992 is er niet veel meer verandert. De VS ( = grootste vervuiler ) ligt erg dwars.
Het grootste probleem is de WTO, door alle handelsverdragen komt het milieu steeds op de
tweede plaats.
Westerse landen - hardhout voor meubels, kozijnen, deuren, de 3e wereldlanden verdienen
hierdoor geld. Op de lange termijn heeft dit negatieve effecten, bijvoorbeeld in 1988 - 13
miljoen hectare regenwoud ging op in vuur om plaats te maken voor landbouw.
Gevolgen van ontbossing:
• Versterkt broeikaseffect, doordat er minder planten zijn die CO2 absorberen.
• De malariamug krijgt meer kans zich te verspreiden.
• Bodemerosie neemt alarmerende vormen aan.
• Inheemse stammen worden verdreven.
• De biodiversiteit neemt af.
• Er gaat een hoop kennis verloren, inclusief medische kennis.
Eeuwen geleden begon Europa met uitbreiden van grondgebied, eerst in Amerika, en
vervolgens in Afrika en Azië. De Westerse wereld ( = Europa en Amerika ) werd rijk en
machtig. De rest van de wereld (m.u.v. de oliestaten) werden afhankelijk van de Westerse
wereld. Grond in derdewereldlanden werd geëxploiteerd door d Westerse landen.
In Nederland zelf werd de grond gebruikt voor veeteelt en hoogwaardige
landbouwproducten, door de invoering van veevoer kampt Nederland met enorme
mestoverschotten.
De derde wereldlanden leveren;
• Veevoer
• Koffie en thee
• Cacao
• Tropische vruchten aan Westerse landen
Alles wordt in monoculturen verbouwd, met alle gevolgen van dien. Daardoor hebben ze
minder grond over voor het verbouwen van hun eigen voedsel.Met het verdiende geld kopen
ze goederen uit Westerse landen. De 3e Wereldlanden zijn daarom een belangrijke
afzetplaats voor het Westen.
De Westerse wereld houdt zich vast aan het ontwikkelingsmodel: ze houdt de economische
groei op peil, verbruikt veel energie en legt wegen en vliegvelden aan.
Tegelijkertijd wil ze dat de ontwikkelingslanden zuinig zijn op het milieu. Omdat er in
Nederlands strenge regels zijn omtrent milieuvervuiling, worden milieugevaarlijke fabrieken
steeds vaker naar ontwikkelingslanden geplaatst. Als er iets misgaat, zijn de gevolgen
verschrikkelijk:
1984 - 30 ton methylisocyanaatgas ontsnapt uit een voorraadtank in Bhopal (India), en kwam
terecht in een sloppenwijk waar 200 000 mensen woonden., ongeveer 70.000-100.000
doden en 20.000 zwaar gehandicapten.
De Westerse Wereld is afhankelijk van delfstoffen, grondstoffen en dergelijke van de
ontwikkelingslanden.
In ontwikkelingslanden wordt er vaak bij bijvoorbeeld het maken van toeristen wel rekening
gehouden met de natuur, maar niet met de leefwijze van de bevolking.
§ 3: ‘Kan de consumptiemaatschappij blijven bestaan?’
20e eeuw - besef gegroeid dat de vooruitgang ook negatieve effecten kan hebben.
Tijdens de Verlichting dacht men dat alles via de wetenschap op te lossen was; de welvaart
14
zou groeien en er zouden geen problemen zijn die onoplosbaar waren.
Fabrieken hebben tegenwoordig een schoorsteen met een filter om de uitstoot van
schadelijke stoffen zoveel mogelijk te beperken, er zijn nieuwe manieren ontwikkeld om
spuitbussen te produceren (dus zonder Cfk’s), en er zijn auto’s met katalysator ontwikkeld.
Eind 19e eeuw - eerste auto verscheen.
Jaren ’60 vorige eeuw - katalysator uitgevonden zodat het aantal uitgestoten vervuilende
stoffen beperkt werd. Steeds meer mensen gebruiken een auto en wegen slibben dicht.
Als oplossing werd de zogenaamde ‘schone auto’ ontwikkeld = elektrische auto die ‘geen
gassen uitstoot’. Er zit echter een addertje onder het gras: de elektriciteitscentrales die nodig
zijn voor deze auto, worden gestookt met aardgas, kolen of aardolie, hierbij komen ook
vervuilende stoffen vrij. Zelfs wanneer de auto minder milieubelastend is, blijft zij
milieuvervuilend. De techniek levert op deze manier geen duurzame oplossing voor de
milieuproblemen die de auto veroorzaakt.
Varkens - de pest
Koeien - BSE, als mensen het besmette zenuwweefsel eten, kunnen ze de
hersenaantastende en dodelijke ziekte ‘Creutzfeld-Jakob’ krijgen.
Kippen - besmet met dioxine
Hoefdieren - mond- en klauwzeer (MKZ)
Men dode de dieren allemaal maar omdat het moeilijk te onderzoeken is of een dier besmet
is of niet, dit duidde op veel protesten, boeren zagen hun inkomen dalen, en veel mensen
vonden het ruimen van de dieren nutteloos.
1997 - varkenspest, veel protest omdat dit geen gevaar is voor de volksgezondheid, maar
wel heel besmettelijk is onder varkens, er werden 650.000 varkens gedood en er mocht geen
transport meer plaatsvinden waardoor de stallen overvol raakten: 8 miljoen varkens gedood
omdat de boeren geen plaats meer hadden.
2001 - MKZ-crisis
Door overmatige consumptie van vlees moeten er meer dieren gefokt worden, dat kan het
beste in een bio-industrie. Juist in dat soort bedrijving is de besmetting het grootst, dieren
leven onder erbarmelijke omstandigheden en worden als afval opgeruimd, het dier is
verworden tot een product.
Milieufilosofie = ontstaan op reactie van alle milieuproblemen, deze zijn ervan overtuigd dat
de milieucrisis wordt veroorzaakt door de economisch-technologische cultuur van de
Westerse landen. Allen door een radicale omslag in ons denken kan een crisis afgewend
worden: de aarde is geen onuitputtelijke bron, en men moet zich daar naar gedragen.
Zij willen dat de moderne Westerse leefstijl verandert, en ze willen niet dat de technologische
ontwikkelingen worden stilgezet.
§ 4:Duurzaamheid in de toekomst’
2 September 2002 - Laatste dag van de conferentie in Johannesburg - Slotverklaring
ondertekend. Er waren geen nieuwe afspraken gemaakt, de oude zijn met moeite overeind
gebleven. Het valt niet mee om tot een duurzame ontwikkeling te komen, maar toch is er
vooruitgang geboekt.
Duurzaam gebruik van energie:
Energiebronnen als aardolie, gas een kolen zijn energiebronnen die op kunnen raken.
Daarom schakelt men steeds meer over op duurzame energie = energie die opgewekt is uit
bronnen die niet op kunnen raken, dus zon, wind, stromend water en nieuwe biomassa.
Ook de inwendige hitte van de aarde is te gebruiken als alternatieve energiebron.
Groene energie = energie die opgewekt wordt uit duurzame energiebronnen. De uitstoot van
CO2 wordt daardoor aanzienlijk verminderd.
Nieuwe biomassa is een recente energiebron. Er wordt brandstof verbouwd op akkers (denk
aan alcohol die door vergisting uit suikerriet is verkregen).
1990 - In Brazilië is 6% van de landbouwgronden gebruikt om 12 miljoen liter alcohol te
verkrijgen.
Frankrijk - plan om 700.000 hectare met koolzaad voor biodiesel te gebruiken.
15
Engeland - men onderzoekt of algen die te kweken zijn in rioolwater verbrand kunnen
worden om elektriciteit te leveren.
Gewassen als graan, voederbieten en maïs kunnen na bewerking ook brandstoffen leveren.
Bomen, struiken en olifantgras kunnen direct gebruikt worden als brandstof.
Deze natuurproducten kunnen worden aangeduid met de term biobrandstof.
Duurzaamheid op grote schaal:
Bij de landen die zich nu ontwikkelen wil men eerder gemaakte fouten voorkomen, hier is
veel geld voor nodig.
Men heeft een aantal doelen opgesteld om mondiale duurzaamheid te bereiken:
• De schulden van ontwikkelingslanden moeten worden kwijtgescholden.
• De ontwikkelingshulp moet verhoogd worden
• De WTO-regels moeten gunstiger worden voor ontwikkelingslanden. Er zijn bindende
regels nodig voor multinationals met betrekking tot het milieu, de mensenrechten, en sociaal
terrein. Burgers en organisaties moeten bedrijven aansprakelijk kunnen stellen voor de
problemen die ze veroorzaken.
• De duurzaamheidverdragen moeten niet ondergeschikt zijn aan handelsverdragen.
Het vastleggen van deze doelstellingen is helaas niet gelukt.
De introductie van nieuwe technologieën in ontwikkelingslanden heeft niet altijd een gunstig
effect.
Door het kapitalisme is er veel roofbouw gepleegd. Het dogma ( = leerstuk ) van het
kapitalisme is inmiddels wijd verbreed over de aarde. Duurzame ontwikkeling houdt in
werken aan twee kanten: armoede en rijkdom verminderen.
16
Hoofdstuk 7:
Paragraaf 1:
10 / 15 miljard jaar geleden - de aarde is uit een oerknal ontstaan.
Sindsdien breidt het heelal zich uit en koelt het daarbij af.
In de 7e eeuw voor Christus vond men al dat een verklaring logisch en rationeel moest zijn.
Filosofen in oude Griekenland - alles is onderworpen aan wetmatige ordeningen.
6e eeuw voor Chr. - Ionische filosofen zochten naar archè ( = het grondbeginsel dat aan alle
Zijn ten grondslag lag:
- Thales - het water
- Anaximandros - het apeiron ( = een oneindig iets )
- Heraclitus - het oervuur
- Anaximenes - de lucht
dat gezien moest worden als adem en ziel
Allen zochten zij naar één grondbeginsel: het oerbeginsel van alles
Empedocles - Griekse filosoof in de 5e eeuw voor Christus - Hij liet het oerbeginsel varen en
nam de elementen water, vuur, lucht en aarde aan als oerstoffen. Vuur stelt het warmedroge voor, water het koude-vochtige, lucht het warm-vochtige en aarde het koude-droge.
Elementleer ( algemeen aanvaard ):Verbranden is uiteenvallen van materie in vier
elementen:
- aarde (as)
- vuur
- water
- lucht (rook)
Democritus - atomen zijn de bouwstoffen van de wereld. Atomen zijn volgens hem
ondeelbare deeltjes die alle uit dezelfde stof bestaan, deze zijn altijd in beweging volgens de
algemene natuurwet.
Atomen verschillen alleen in:
- grootte
- massa
- vorm
Alles wat bestond, ontstond door samenvoeging van atomen, vergaan betekend uiteenvallen
van atomen.
Elementen zijn datgene waarin andere stoffen kunnen worden opgesplitst, maar die zelf niet
op te splitsen zijn.
Met elementen zijn de dragers van de fundamentele eigenschappen koud, warm, vochtig en
droog.
Renaissance - 16e eeuw, model van Democritus begon te wankelen.
Alchemie = een willekeurige opeenvolging van verwarming en afkoeling van ingewikkelde
elementen.
Metallurgie = het maken en bewerken van metalen ( o.a. goud, zilver, lood, koper, kwik,
zwavel ). Aan de metalen werden zouten toegevoegd. Het doel waar iedere alchemist naar
streefde was transmutatie.
Transmutatie in West-Europa - was vooral het omzetten van lood en zink in goud
Transmutatie in filosofische denkwijze - meer de betekenis van ziek - gezond / jong - oud
Steen der wijzen van een alchemist - (klomp goud) en materiaal dat zieken weer gezond kon
maken en oudere mensen weer jeugdig.
De westerse alchemie is beïnvloed door:
- Arabische
- Griekse
- Chinese zienswijzen
Harran (Syrië) - centrum van de Arabische alchemie
Aboe-Bakr al-Raz - (9e/10e eeuw) - meestinvloedrijke alchemist - arts uit Bagdad, tijdens de
17
Moorse bezetting van Spanje kwamen zijn geschriften in Europa terecht.
10e eeuw - alcohol is levenswater (aqua vitae) omdat het onsterfelijkheid kon geven. Dit
werd bereid door de destillatie van een vergiste suikeroplossing.
Uit destillatie is en immense farmaceutische industrie ontstaan. Ook voor de aardolieindustrie is destillatie belangrijk.
Paragraaf 2:
Tijdgenoot van Aristoteles - beschreef het verdwijnen van stoffen: mens kan, uitgaande van
verschillende stoffen, totaal andere stoffen krijgen zonder dat de eerste stoffen een spoor
achterlaten.
Elixer = sterk geconcentreerde oplossing waaraan bovennatuurlijke krachten worden
toegeschreven.
Paracelsus - 15e/16e eeuw - grondlegger van de iatrochemie (medische chemie)
Zijn filosofie ging tegen de gangbare geneeskunde in.
- Volgens gewone geneeskunde: viersappentheorie
Bloed, slijm, gele gal, zwarte gal zijn de vier sappen, als hiertussen evenwicht is, is het
lichaam gezond.
- Volgens Paracelsus:
Hij geloofde niet in de behandeling van symptomen, maar in de behandeling van geest,
lichaam en ziel tegelijk. Het lichaam is een chemisch geheel en is gezond wanneer er
evenwicht is tussen zwavel, kwik en salmiak = tria prima
Zwavel, kwik, ijzer en arsencium bevatten geneeskrachtige eigenschappen.
Renaissance - 16e eeuw - het individu staat centraal. De mens was als het ware verlost van
het geestelijke denken van de Middeleeuwen: zoektocht naar de waarheid begon.
Vele nieuwe feiten dus nieuwe ideeën. Er werden veel wetensch. verenigingen opgericht.
Door uitwisselen ideeën wetenschap in korte tijd snel vooruit.
veel bezig met verbranding. Vuur is niet één van de vier basiselementen: de elementen
wa Boyle - 17e eeuw (engels)ren onveranderlijk en fundamenteel. Elementen zijn volgens
hem enkelvoudige stoffen die niet meer verder te ontleden zijn. Hij ontdekte dat na
verbranding een luchtrest overbleef dat niet verder te ontleden was.
17e/18e eeuw - flogistontheorie = stoffen bestaan voor een groot deel uit een licht,
onzichtbare stof: flogiston. Bij verbranding ontwijkt de flogiston uit de stof. George Ernst
Stahl
Prietsly - 18e eeuw - filosoof, theoloog, wetenschapper. Hij ontdekte in 1774 zuurstof als
deel van lucht. Verbranding met alleen zuurstof ging sneller - zuurstof bevat geen flogiston
en stikstof bevat het meeste flogiston.
Later ging men met weegschalen werken en kwam men erachter dat als metaal met zuurstof
reageert de massa stijgt, terwijl er toch flogiston uitgaat: dat kon de flogistontheorie niet
verklaren.
Antoine Laurent Lavoisier - 18e eeuw - hij verenigde in één systeem de elementopvattingen
van Boyle en de inzichten van de gassen in de lucht. - nieuwe verbrandingstheorie - (de
balans was belangrijk meetinstrument) de massatoename bij het verbranden van metaal is
precies gelijk aan de massa afname van de lucht - ‘gas’ (zuurstof) was dus belangrijk voor
verbranding. - flogistontheorie verworpen.
Paragraaf 3:
De mens maakt al heel lang ovens van klei die gevuld werden met ijzererts en houtskool,
daarna kwam de plaatselijke ‘tovenaar’ die de goden opriep een soort stofje bij het mengsel
gooide. Zo kreeg men van ijzererts ijzer.
18
Chemische reacties streden overal op: permanenten, lijmen, verbranden
Permanenten:
Keratine = eiwit in het haar, bij het groeien van het haar vormen deze verbindingen met
elkaar: daarbij ontstaan krullen of steil haar.
Neil Armstrong - man die als eerste op de maan landde met de Apollo 11.
Er volgden meer ruimtevluchten:
- Apollo 12
- Apollo 13: april 1970: maanlanding in Frau Mauro gebergte. Opeens hoorde de bemaning
een knal in zuurstoftank 2. De apollo 13 had 2 zuurstoftanks, 2 waterstoftanks en 3
brandstofcellen aan boord.
Paragraaf 4:
Wij kunnen voorwerpen zien met een grootte van 0.1 mm. Grootten van atomen moet je zien
in _ 10
10
400 jaar voor Christus - Democritus spreekt over a-tomos (= on-deelbaar)
John Dalton - 18e/19e eeuw - gaf de atoomtheorie van Democritus wetenschappelijke
inhoud - atomen verbinden zich altijd in de eenvoudigste verhouding tot moleculen,
gasvormige elementen zijn opgebouwd uit éénatomige deeltjes.
Lothar Meyer & Ivanovtsj Mendelejev - 19e & 19e/20e eeuw - hebben onafhankelijk van
elkaar een systeem bedacht om elementen logisch in te delen. Beide systemen waren
gebaseerd op de periodieke terugkeer van dezelfde chemische eigenschappen van
elementen.
Het periodiek systeem van Mendelejev was gebaseerd op experimentele gegevens.
1913 - theoretische ondersteuning van het periodieke systeem via atoommodel.
H.G.J. Mosely - 19e/20e eeuw - rangschikte in 1913 de elementen naar kernlading waardoor
het periodiek systeem een theoretische onderbouwing kreeg.
1897 - J.J. Thomson (19e/20e eeuw) - ontdekking elektron - elektronen maken deel uit van
een atoom.
Elektronen zijn negatief geladen, een atoom is in zijn geheel elektronisch neutraal dus er
moeten ook positieve elektronen zijn. - atoommodel van Thomson: de positieve lading heeft
zich als een bolvormig geheel verspreid, de negatieve elektroden zijn daarbij aanwezig als
de krenten in een krentenbol.
Ernest Rutherford - 19e/20e eeuw - leidde uit experimenten een atoommodel af waarbij het
atoom als een vrijwel leeg iets beschouwd wordt. De gehele positieve lading en vrijwel de
gehele massa is in een zeer kleine ruimte in een atoom, de kern, samengebracht. De
elektroden in de atoom bewegen zich om die kern heen.
1914 - Niels Bohr (19e/20e eeuw) vult het atoommodel van Rutherford aan: Bohr beschreef
hoe de elektronen zich rondom een kern bewegen: elk elektron heeft een bepaalde
hoeveelheid (kwantum aan) energie, rondom een atoomkern bevinden zich bepaalde banen
die de elektronen kunnen doorlopen. (Hoe verder de baan van de kern afzit, hoe makkelijker
de elektron vrij gemaakt kan worden). - belangrijk voor 1e helft 20e eeuw (theoretische
chemie).
James Chadwick - 19e/20e eeuw - bewees aanwezigheid van andere delen dan protonen in
een atoomkern (1920 al gezegd maar niet bewezen). - neutroden = ongeladen deeltjes
ontdekt.
Kwantummechanica = theorie die het nieuwe atoommodel beschrijft.
Erwin Schrödinger & Werner Heisenberg - 19e/20e & 19e eeuw - veel rekenwerk bij
kwantummechanica verricht.
19
Hoofdstuk 8:
Paragraaf 1:
Verschillende tijden:
- Steentijd à er was nog maar een beperkte materiaalkeuze. Met vuurstenen bijltjes werden
dierenhuiden doorgesneden. Pijlpunten van vuurstenen werden aan houten speren
vastgemaakt om dieren te doden.
- Bronstijd - Zuiver koper is zacht en daardoor niet geschikt om werktuigen van te maken.
Legering = mengsel van metalen - Brons = legering koper en tin. Brons werd erg belangrijk
- IJzertijd - de techniek van de bereiding van ijzer uit ijzererts komt uit China - IJzererts +
steenkool = gietijzer. Al snel werd uit gietijzer staal gemaakt, dan moest men alleen het
koolstof% omlaag brengen, dat kon men doen met behulp van de Chinese blaasgalg. Pas
2000 jaar later (19e eeuw) kwam in Europa de staalproductie op gang. Na de Middeleeuwen
leidde dit in West-Europa tot een grote economische vooruitgang.
- Stoomtijdperk
- Olietijd (nu)
In al die perioden hebben mensen gebruik gemaakt van materialen, materialen zijn altijd in
ontwikkeling. Een grote stap voorwaarts is de ontdekking van metalen geweest.
Malchiet (kopererts) + houtskool in de oven à koper
Goud is een edelmetaal met een geweldige uitstraling dat erg kostbaar is. Vroeger werd
goud door uitwassen met water in een pan of zeefbak: goud werd dan gezeefd van de altijd
aanwezige lichtere mineralen. Nu doet men het op de volgende manier:
Aluminium:
- Niet zeldzaam want het is het meest voorkomende materiaal in de aardkorst.
- Zeer onedel: reageert met erg veel stoffen en is dus nooit als zuiver metaal in de natuur te
vinden.
- Werd vroeger gemaakt door bauxiet met natrium te laten reageren, maar dat was erg duur,
sinds in de 19e eeuw elektrolyse uitgevonden is maakt men aluminium op de volgende
manier:
Paragraaf 2:
Spijkerbroeken geverfd met indigo worden bij het wassen snel vaal. Indigo = blauwe kleurstof
die geschikt is voor het verven van wol, linnen en katoen. Katoen geverfd met indigo was
een belangrijk handelsproduct van India.
17e en 18e eeuw - indigoproductie in India kreeg sterke concurrentie: in de 17e eeuw kwam
de productie in toenmalig West-Indië op gang, in de 18e eeuw kwam er in Europa een
verbod op de invoer van indigo uit India om de blauwe kleurstof op eigen markt te
beschermen.
Eind 19e eeuw - indigoproductie in India op zijn hoogtepunt, maar door de uitbreidende
katoenindustrie in Engeland en de stijgende vraag naar betere kleurstoffen veranderde dit
drastisch.
Wiliam Perking - 1856 - was bezig kinine (geneesmiddel malaria) te maken en ontdekte mauveïne (anilineblauw).
- De stof naftaleen die bij het destilleren van steenkoolteer vrijkwam bleek een grondstof voor
het maken van indigo en mauveïne te zijn.
In laboratoria werd geprobeerd om kleurstoffen synthetisch (goedkoper) na te maken en de
structuur van de kleurstof op te helderen.
1896 - BASF - goedkope kleurstof op de markt
De ontwikkelingen omtrent de kleurstof hadden positieve en negatieve effecten: in Duitsland
positief en in India negatief.
1913 - 8 grote industrieën in Duitsland produceren 140.000 ton kleurstof.
- India - 1100 ton kleurstof
20
19e eeuw - meer synthetisch bereide kleurstoffen
Alizarine = rode kleurstof uit wortels van meekrap
1868 - Bayer - lukte het om synthetische alizarine te maken uit steenkoolteer
Steenkoolteer = nevenproduct bij productie bij de bereiding van cokes uit steenkoolteer.
Steenkool werd in de mijnen gewonnen en door verhitting omgezet in cokes, daarbij wordt
steenkoolteer gevormd.
Door destillatie kunnen de bestanddelen in steenkoolteer worden gescheiden, deze
bestanddelen leverden weer veel nieuw onderzoek op.
De ontwikkeling van de vele machines voor de textielindustrie aan het begin van de
industriële revolutie was een enorme stimulans voor de ijzer- en staalindustrie.
In Engeland startte de ontwikkeling van kleurstof, maar al snel nam Duitsland die positie over
want de Engelse wetenschappers hadden geen oog voor de moderne wetenschap. Ook de
farmaceutische industrie ontwikkelde zich sterk in Duitsland.
Na de Eerste wereldoorlog had Engeland wee een inhaalsprong gemaakt. ICI en Unilever
zijn de belangrijkste bedrijven die daaruit voortgekomen.
Paragraaf 3:
Klassieke biotechnologie:
Biotechnologie = methode van produceren met behulp van (micro-) organismen. Er wordt
gebruikt gemaakt van kennis uit de biochemie, microbiologie en proceskunde. Je komt het
tegen in de genees- en voedingsmiddelenindustrie.
Biotechnologie is gestimuleerd door:
- de ontwikkeling van de microscoop, die het mogelijk maakte werkzame micro-organismen
te ontdekken
- de ontwikkelingen in de industrie, de Industriële Revolutie heeft het mogelijk gemaakt dat
ook biotechnologische processen op grote schaal uitgevoerd kunnen worden.
Aan de technische kant nam de automatisering en de gecontroleerde procesregeling sterk
toe en aan de biologische kant ontdekte men van alles omtrent genetische modificatie = de
verandering van genetische eigenschappen. - het tijdperk van de moderne technologie werd
ingeluid.
Moderne biotechnologie:
Moderne biotechnologie = gericht ontwerpen van micro-organismen en het beheersen van
processen spelen een grote rol (naast enzymen en micro-organismen).
Voorbeelden van moderne biotechnologie:
- recombinant-DNA-technologie (bijv. de stier Herman)
- celfusietechnologie
Nieuwe technieken worden alleen toegepast wanneer ze vollediger zijn of een beter product
opleveren en goedkoper zijn. Bij geneesmiddelen is dit ook zo maar dan worden er nog
andere eisen aan het product gesteld.
Bij biotechnologische processen in de consumentenindustrie gaat het vaak om
procesgestuurde fermentatieprocessen, gevolgd door een opwerking tot het uiteindelijke
product.
Fermentatie = micro-organismen worden gebruikt om stoffen anaëroob (zonder zuurstof) om
te zetten in andere stoffen. Dit kent meestal twee fasen:
- vermenigvuldiging van micro-organismen
- op grote schaal vind specifieke omzetting plaats, waarbij het product ontstaat
De gebruikte micro-organismen zijn gisten, schimmels, of bacteriën
De bioprocestechnologie is in samenspraak met de microbioloog en de geneticus
verantwoordelijk voor de keuze van procesvoering. In de klassieke biotechnologie speelt der
chemicus geen rol, in de moderne biotechnologie is hij één van de belangrijkste deelnemers
aan de samenspraak.
De ontwikkeling van een nieuw proces begint in het laboratorium met proeven in
erlenmeyers, daarbij speelt groeimogelijkheid een belangrijke rol. De volgende stappen
21
betreffen steeds schaalvergroting.
Cytokine = hormoon dat iemand niet meer aanmaakt met beenmergproblemen.
Dit kan men kunstmatig produceren door een gen te isoleren en in te brengen in het DNA
van een bacterie.
Lactoferrine = een eiwit dat gebruikt kan worden om medicijnen tegen darminfecties te
maken.
het klonen van (genetisch gemodificeerde) dieren is verboden. 1999
Vroeger kwam het vaak voor dat de oogst mislukte door een venijnige schimmelziekte,
daarom is men gaan zoeken naar een oplossing voor dit probleem.
Door genetische aanpassing kan bijvoorbeeld een maïsras ongevoelig worden gemaakt voor
allerlei ziekten. Je zou dus een ras genetisch aan kunnen passen waardoor andere rassen
verdongen worden, hierdoor neemt de verscheidenheid aan erfelijk materiaal sterk af. Als er
nog maar één superras is en er een virus komt dat alleen die ras aantast is dat het einde van
bijvoorbeeld de maïsteelt, de maïsbouw is daardoor erg kwetsbaar.
Genetische erosie = de verscheidenheid in erfelijk materiaal neemt sterk af.
Ethische aspecten spelen ook een rol in de genetische modificatie.
Paragraaf 4:
Brandstofcellen = soort batterijen, ze hebben elektroden waar een spanningsverschil tussen
kan bestaan. De stof elektrolyt is aanwezig waar geladen deeltjes doorheen kunnen. Twee
belangrijke verschillen met batterijen:
- brandstofcellen kunnen geen energie opslaan
- brandstofcellen werken op brandstof, de toegevoegde brandstof wordt op elektrochemische
wijze omgezet in elektriciteit en uitlaatgassen.
Dit proces is relatief schoon ten opzichte van verbrandingsreacties in motoren en met dit
proces is in principe een hoog rendement te bereiken.
William Grove - uitvinder van de brandstofcel.
1839 - William Grove’s eerste publicatie over de brandstofcel, sindsdien ontstonden er twee
lijnen in het brandstofcelonderzoek:
- Lijn 1: Er werd geprobeerd om een brandstofcel die werkte op waterstof en zuurstof beter te
maken
- Lijn 2: Richtte zich op het direct laten oxideren van steenkool in een brandstofcel met
toevoeging van lucht.
Lijn 1 - na WOI voortgezet door Francis Bacon
1959 - Pratt & Wihitney (ontwikkelaar van de brandstofcellen voor de Apollovluchten) kopen
patenten van Francis Bacon.
Alle Apollo’s hadden brandstofcellen aan boord die voor de stroomvoorziening zorgden, zo’n
brandstofcel had een rendement van 70%.
Er bestaan vele toepassingen voor de brandstofcel, deze toepassingen kunnen we verdelen
in twee groepen:
- Stationaire toepassingen: mogelijke toepassingen liggen bij de productie van elektriciteit en
warmte voor diverse situaties. Dus een brandstofcel op vaste plaats.
- Mobiele toepassingen: een brandstofcel die makkelijk verplaatst kan worden.
Gasbedrijven zijn met name geïnteresseerd in de ontwikkeling van brandstofcellen voor
microwarmte/krachtsysteem = systemen die op zo’n kleine schaal elektriciteit en warmte
opwekken, dat ze in een woonhuis geplaatst kunnen worden.
Hiermee kan een groot deel van de warmte en elektriciteit binnenshuis worden opgewekt.
1993-1998 - een groot aantal proefmodellen in bussen, bestelauto’s en personenauto’s.
Brandstofcellen worden als veelbelovende technologie gezien en er is in de laatste decennia
al heel wat verbetert wat betreft:
22
- levensduur
- prestaties
- kosten
Toch is dat nog steeds niet voldoende geweest om te concurreren met de bestaande
technieken, dat geld niet voor de brandstofcel in de ruimtevaart.
Vanaf 2004 - DaimlerChrysler heeft auto’s met brandstofcellen in de showroom staan, deze
auto kan met een volle tank 450 km rijden en de topsnelheid is 145 km per uur. Het nieuwste
model is de New Elektric Car 5. Deze auto is technisch levensvatbaar. Nu moet alleen de
prijs nog omlaag gebracht worden zodat de klant hem ook echt kan kopen. De NECAR5 is
gebaseerd op de A-klasse van Mercedes-Benz. De brandstofcel, de elektromotor en de
brandstoftank passen in de dubbele bodem die de A-klasse al standaard heeft.
2004 - DaimlerChrysler begonnen met de serieproductie, samen met Ballard ( een Canadese
producent van brandstofcellen ) en Ford.
2020 - het drietal verwacht dat een kwart van alle nieuwe auto’s een brandstofcel aan boord
hebben.
Shell ziet waterstof als brandstof voor de toekomst. Volgens Herman Kuipers van Shell
Global Solutions is de olie nu op zijn hoogtepunt.
Februari 1999 - Icelandic Hydrogen and Fuel Cell Company in Ijsland opgericht, partners zijn
DaimlerChrysel, Ford en Ballard. Het doel is de waterstof-economie te veranderen.
2001 - proefproject met drie brandstofcel bussen gestart.
Er is juist voor IJsland gekozen omdat waterstof goedkoop moet kunnen worde2n gemaakt.
Om waterstof heb je elektriciteit nodig en in IJsland heb je goedkope elektriciteit.
Hoofdstuk 7:
Paragraaf 1:
Een van de eerste levensbehoeften is warmte. Naast de warmte in je lichaam vrijkomt van
de verbranding van voedsel is er ook nog warmte van buitenaf nodig.
Een van de belangrijkste energiebronnen is de zon, daarnaast bestaan er ook nog
energiebronnen die brandstoffen worden genoemd: dat zijn bijna allemaal stoffen die pas bij
verbranding hun opgeslagen energie vrijgeven. Daarbij wordt chemische energie omgezet in
warmte en beweging.
Benzine = één van de fracties van aardolie (bij destillatie, een aantal van die fracties kunnen
als brandstof dienen.
6000 jaar geleden woonden Summieriërs in Mesopotamië - olie en gas kwamen in de
zogenaamde sijpelplaatsen spontaan naar boven.
615 na Christus - in Japan werd al aardolie- en aardgasputten in productie genomen. Het
gas werd vervoerd door bamboebuizen naar zoutwinninginstallaties waar het diende als
brandstof om pekel mee te verdampen.
Europa in Middeleeuwen - aardolie als smeermiddel en geneesmiddel
1959 - eerste boring op Titusville in Amerika, dat leverde 3000 l olie per dag op
Ted Drake - houten boortoren waaruit men een beitel liet vallen.
2001 - ruim 11 miljard liter aardolie per dag
Verwerking van ruwe aardolie:
- Stap 1: gefractioneerde destillatie: de olie word gescheiden in een aantal fracties
- Stap 2: vacuümdestillatie (= scheidingsproces !)
- Stap 3: kraken ( = chemisch proces !): tijdens het kraakproces wordt benzine op grote
schaal bijgemaakt, grote moleculen worden dan in stukken gebroken. Hierbij ontstaan ook
stoffen die als brandstof kunnen dienen voor het maken van kunststoffen.
1890 - de energiebehoefte werd vrijwel geheel gedekt door brandhout en steenkool, aardolie
droeg maar 2% bij aan het geheel.
50 jaar later - aardolie is de belangrijkste energiebron
jaren 70 van de vorige eeuw - oliecrisis
23
VNEB & Derde Energienota - beleidsmakers beschrijven hoe duurzame energiebronnen
bijdragen aan totale energiebehoefte
Energievoorziening is een van de belangrijkste onderdelen van de wereldeconomie. Energie
vormt de basis van onze welvaart en steunt de technologische ontwikkeling op allerlei
gebieden.
Jaarlijks totaal - 400.000 PJ energie in de hele wereld verbruikt
Duurzame energiebronnen - biobrandstoffen, zonne- en windenergie, enzovoorts.
Met duurzaam wordt hernieuwbaar bedoelt, er wordt niet bedoelt dat er geen afval ontstaat,
windmolens bijvoorbeeld zorgen voor geluidsoverlast en ongezuiverde biomassa levert bij
verbranding milieuvervuiling op.
Paragraaf 2:
Kleding is gemaakt van vezels, die vezels kunnen van sterkte en structuur verschillen. Wol,
katoen, jute en zijde zijn natuurvezels die al heel lang gebruikt worden.
1892 - graaf Hilaire de Chardonnet richt een fabriek op waar kunstvezel uit cellulose
gesponnen kan worden. - grondlegger van de kunstmatige textielvezel.
Er is veel aangepast en nu heet die vezel Tencel
1930 - kunstmatige vezels worden ontdekt - polyamide (nylon), nylon kan gemakkelijk
gesmolten worden waarna er weer vezels van kunnen worden gemaakt, de vezels kunnen
erg uitgerekt worden.
1938-1939 - Du Pont in Amerika maakt de eerste nylonvezels
1940 - eerste nylons voor dames op de markt
Nu zijn er nog twee andere synthetische vezels die vak in kleding worden toegepast:
- Polyestervezels: merknamen Dacron, Trevira
- Polyacrylvezels: merknamen Acrilan, Dralon
Totale productie synthetische vezels: 60 miljoen ton per jaar.
Nomex is een voorbeeld van een speciale kunststofvezel die vaak in brandwerende kleding
wordt toegepast.
Kunststoffen horen tot het zogenaamde polymeren materialen = materialen waarvan de
moleculen bestaan uit lange ketens, ook in de natuur komen dit soort materialen voor,
bijvoorbeeld zetmeel en cellulose.
1886 - gebroeders Hyatt - polymere materiaal celluloid, gemaakt van cellulose en het is te
gebruiken als filmmateriaal.
In WOI - Duitsland maakt en gebruikt zelf rubber
Na 1930 - de ontwikkelingen van synthetische materialen kwamen in een stroomversnelling,
WOII heeft ook nog een extra impuls gegeven.
Na 1945 - Petrochemische industrie breidt zich snel uit.
Aanvankelijk was plastic bedoelt als een goedkope vervanger, maar nu hebben ze allerlei
unieke eigenschappen.
Energieterugwinning door verbranding van afval is een alternatieve manier om afval te
verwerken.
Afbreekbaar kunststof:
- Biopolymeren. Biopol is een polyester die gemaakt wordt door bacteriën op een
voedingsbodem van suiker. Deze kunnen ook weer door micro-organismen worden
afgebroken. Biopol is verhoudingsgewijs een dure kunststof
ICI (Engels bedrijf) heeft Biopol ontwikkeld.
- Synthetische polymeren. Deze kunststoffen zijn ook afbreekbaar. Ze zijn afbreekbaar door
het zonlicht, (= fotoafbreekbaar) , bioafbreekbaar, of oplosbaar zijn in water
Helaas zijn deze stoffen nog nauwelijks op de markt te vinden.
24
Paragraaf 3:
Als de grond uitgeput raakt, moet er meer bemest worden. Belangrijke stoffwen voor planten
in de bodem zijn stikstof, kalium en fosfor
POKON = kamerplantmest met stikstof, kalium en fosfor.
Loop van de 19e eeuw - de bevolkingsgroei eiste een hogere landbouwopbrengst.
De huidige intensieve veehouderij produceert zoveel mest dat het een probleem is
geworden. De intensieve veehouderij is een van de grootste vervuilers van bodem, water en
lucht. Overbemesting en verzuring zijn het gevolg.
In de 19e eeuw werden kunstmeststoffen met kalium, fosfor en stikstof aan de bodem
toegevoegd voor het verhogen van de vruchtbaarheid.
Fosfor-, kalium- en stikstofverbindingen komen in grote hoeveelheden in de natuur voor.
Natuurlijk voorkomende stikstof in de bodem beperkt zich tot chilisalpeter uit Chili. Voor 1900
was er ook nog salpeter uit India en guano = vogelpoep uit Peru, maar die bronnen zijn
allang uitgeput of niet meer rendabel.
Chilisapeter kan ook worden gebruikt om explosieven te maken. Daarom werd de export
naar Duitsland in WOI stopgezet.
Fritz Haber & Karl Bosch - ontwikkelen in Duitsland een proces om ammoniak uit waterstof
en stikstof te maken, ammoniak kan vervolgens eenvoudig worden omgezet in salpeter.
NA WOI - DSM Geleen - jaarlijks 1 miljoen ton ammoniak
Uit salpeter kan weer met toevoeging van enkele stoffen, kunstmest van gemaakt worden.
Dat er in Amerika zo veel mensen wonen van Ierse afkomst, was het gevolg van de
aardappelziekte: zo’n 250 jaar geleden werd een hele aardappeloogst verwoest door de
aardappelziekte. De ziekte veroorzaakte één van de grootste omwentelingen in de
geschiedenis.
Tegenwoordig zijn oogsten drie keer zo hoog als aan het eind van de vorige eeuw.
Gewasbescherming:
- onkruid - herbiciden
- insecten - insecticiden
- schimmels - fungiciden
- bodemaaltjes - nematiciden
- slakken - mollusciciden
- ratten en muizen - rodenticiden
Nederland - per jaar 12 miljoen kg gewassenbescherming (1% van het totaal in de wereld)
Gewassenbescherming kunnen problemen veroorzaken, bijvoorbeeld een gevaar voor de
volksgezondheid of resistentie: onkruid en insecten passen zich aan en kunnen wel tegen
gewassenbescherming.
Paragraaf 4:
In de loop van de 20e eeuw kwam er steeds meer vraag naar producten en dus steeds meer
afval. Dat afval werd in het milieu gedumpt in de vorm van rookgassen, rioolwater of vast
afval. Gevolgen waren steeds vuiler wordende rivieren, smogvorming in de grote
industriegebieden en steden, het uitsterven van roofvogels ten gevolge van pesticiden in de
landbouw.
In de 2e helft van de vorige eeuw werd duidelijk dat het lozen van afval ingrijpende gevolgen
had en dat er iets ondernomen moest worden: o.a. minder vervuilende productieprocessen.
Milieuvervuiling is niet iets van de laatste jaren: in de 17e eeuw ontstond een groot
ecologisch probleem door ontbossing in Europa. Hout was nodig voor de productie van ijzer,
omdat hout opraakte zocht men naar een vervanger: steenkool.
De chemische industrie leunt erg op de grondstoffen aardolie en aardgas. Uit die
25
grondstoffen maakte de chemische industrie in eerste instantie een zestal basisproducten.
Van die zes basischemicaliën worden duizenden nieuwe producten gemaakt. Door de
chemische industrie gemaakte afvalstoffen kunnen op een aantal manieren in het milieu
terecht komen:
- bewust: zoals bij kunstmest en gewassenbeschermingsmiddelen
- als neveneffect: zoals de uitstoot van verbrandingsgassen, de productie van afvalstoffen en
vaste afvalstoffen.
- als ongeluk, hetgeen dat vaan een ongewenste milieuramp ten gevolge heeft.
Verbranding van fossiele brandstoffen veroorzaakt vaak zure regen, smogvorming en een
versterkt broeikaseffect.
Landbouwchemicaliën, kunstmest, en mest van de bio-industrie komen in de bodem terecht.
Daarnaast treedt nog verzuring van de bodem op door de uitstoot van ammoniak. Door
uitspoeling komen nitraten in het oppervlakte- en grondwater terecht, het zelfde water dat wij
weer als drinkwater willen gebruiken.
Nu is er een milieutechnologische industrie
Door recycling kan een kringloop gesloten worden.
Voorbeelden van recycling:
- glas en blik hergebruiken
- verbranden van kunststofafval, daar komt energie bij vrij die weer gebruikt kan worden voor
het opwekken van energie, hierbij wordt geen kringloop gesloten.
Duurzame productie:
- het proces zelf duurzamer laten plaatsvinden
- de producten worden duurzamer
Door milieuwetgeving worden bedrijven steeds meer gedwongen tot duurzame productie.
Hoofdstuk 10.
Paragraaf 1:
Eratosthenes à de directeur van een bibliotheek in Alexandrië à las dat op 21 juni in Syene
precies op het middaguur de zuilen van de tempels geen schaduwen hadden. Het zonlicht
viel op dat tijdstipt loodrecht omlaag in een waterput, zodat de zon op de boden
weerspiegelde. Op 21 juni controleerde hij dat in Alexandrië, daar was dat niet zo: de aarde
is dus rond.
De zon komt ’s morgens in het oosten op, bereikt zijn hoogste stand in het zuiden en gaat in
het westen onder, dit komt doordat de aarde om haar eigen as draait dus eigenlijk draait de
aarde van west naar oost: schijnbare beweging van de zon.
Zonnewijzer is het oudste instrument om de hoogte van de zon te bepalen: als de zon
omhoog klimt, wordt de schaduw korter, kruipt hij omlaag, wordt de schaduw langer. In de
zomer staat de zon ’s middags heel hoog en in de winter heel laag.
Al in het stenen tijdperk ontwierp men bouwwerken om de stand van de hemellichamen te
bepalen, het bekendste is Stonehenge. Stonehenge is een cirkel van stenen in Wiltshire
(Engeland). Steen A heeft gezien vanaf steen B het meest noordelijke punt op de horizon
aan waar de maan op midwinter ondergaat. Vanaf steen C gezien geeft A de richting aan
van de plaats waar de zon opkomt op midzomer (21 juni)
De maan: Vanaf het midden van de zestiende eeuw hebben astronomen het oppervlakte van
de maan in kaart gebracht met steeds betere telescopen. Het maanoppervlak bestaat bijna
geheel uit kraters, die elkaar hier en daar overlappen. De maan staat ongeveer 384.000 km
van de aarde vandaan en heft invloed op eb en vloed. Omdat de maan er even lang over
doet om rond de aarde te draaien dan de aarde om haar eigen as te draaien, zien we altijd
26
eenzelfde kant van de maan. Na opgangkomen ruimtevaart wilde men een mens op de
maan krijgen: Apolloprogramma.
16 juli 1969 à Apollo 11 gelanceerd à de Eagle lande op de maan, de twee astronauten
moesten een wetenschappelijk station opstellen om de zonnewind en maanbevingen te
meten en ze moesten maanstenen verzamelen om mee naar de aarde te nemen. Dankzij de
ruimtevaart is de wetenschappelijke kennis toegenomen.
De sterrenhemel: Sterrenbeelden zijn groepen sterren waar je iets in ziet. Alle sterren voeren
vanwege de rotatie van de aarde een schijnbare beweging uit. De Poolster is de enige ster
die niet beweegt, die staat recht boven de rotatie-as van de aarde.
Paragraaf 2:
Geocentisch model = de zon, maan, planeten, en sterren draaien allemaal in cirkelbanen om
de aarde. à uitgewerkt door Ptoleamus, dit model is tot 1500 na Christus algemeen
geaccepteerd gebleven.
Het lijkt net of Mars om de aarde draait, maar dat is niet zo. Mars voert af en toe een
lusbeweging uit: ineens gaat hij een stukje achteruit en dan weer vooruit. Ptolemaeus zei dat
dit kwam doordat Mars niet in een cirkelbaan om de aarde gaat, maar in een epicykels = als
een planneet zijn eigen baan heeft.
Een van de redenen dat dit wereldbeeld zolang heeft standgehouden was omdat als je kritiek
op het wereldbeeld had, je kritiek op de Bijbel had.
1543 à Copernicus - ‘Revolutionibus Orbium Coelestium’ : wereldbeeld waarbij de zon in het
midden staat.
Hij was bang van het oordeel van de mensen dus stelde hij de publicatie uit tot het einde van
zijn leven, het was ketterij van het ergste soort. Zijn theorie was aannemelijk omdat ze een
samenhangend systeem bood in tegenstelling tot de ad hoc benadering van Ptolemaeus.
Copernicus baseerde zijn conclusies niet alleen op wetenschappelijke metingen, zijn
metingen waren niet erg nauwkeurig, met de sterrentafels kon ook net zo goed de juistheid
van Ptolemaeus aangetoond worden, ook daarom duurde het zo lang tot zijn theorie
aanvaard werd.
Voor de Middeleeuwse mens was godsdienst belangrijk.
15e eeuw - in Italië ontstond een beweging van geleerden, kunstenaars en rijke lieden die
ontevreden waren over de verklaringen uit hun eigen tijd, later voegden edellieden en
vorsten zich bij deze beweging. Deze ontwikkeling resulteerde in de Renaissance: de
individuele mens en het leven hier op aarde stond centraal.
15e – 16e eeuw - de beweging verspreid zich over Europa.Aan het begin van de
Renaissance moest de natuurwetenschap zich nog ontwikkelen, deze ontwikkeling heet de
Wetenschappelijke Revolutie, belangrijke kenmerken:
- een nieuwe manier van observeren: observeren (waarnemen, kijken wat er gebeurt),
experimenteren (proeven doen), en redeneren (nadenken over wat er is gebeurd, conclusies
trekken uit observaties en experimenten).
- Toename van kennis: de manier van leven veranderde voor veel mensen.
Tycho Brahe - onderwierp de waarnemingen waar iedereen aan meewerkte aan een
nauwkeurig onderzoek en slaagde erin deze met het blote oog veel nauwkeuriger te doen.
Hij ontwierp een tussenstelsel waarin de planeten om de zon draaien, maar de zon met alle
27
planeten om de stilstaande aarde draaide.
Johannes Kepler - overtuigd aanhanger van Copernicus, hij stelde tot doel om met de
meetgegevens van Brahe de juistheid van Copernicus te bewijzen.
Na onderzoek kwam hij erachter dat het geen cirkels zijn maar ellipsen. Kepler had
uiteindelijk zes ellipsen nodig gehad om zijn theorie over de bouw van het heelal in
overeenstemming te brengen met de meetresultaten van Brahe. De controverse over de
denkbeelden van Copernicus was hiermee echter nog niet ten einde.
Paragraaf 3:
Bijna 70 jaar na publicatie boek Copernicus - Galilei in de ban van de ideeën van
Copernicus. Galilei heeft een grote rol gespeeld in de sterrenkunde en de moderne
natuurwetenschap, dat komt doordat hij de verrekijker opnieuw had uitgevonden en gewend
was openlijk voor zijn mening uit te gaan en indien nodsig een conflict aan te gaan.
1609 - Galilei hoorde dat Hans Lippershey een verrekijker uit had gevonden, aan de hand
van een vage beschrijving bouwde Galilei deze na. Galilei kwam er achter dat het
sterrenbeeld Orion wel meer dan tachtig sterren had en het Melkwegstelsel uit ontelbare
sterren bestond, hij zag dat de planeet schijngestalten vertoonde en hij nam Jupiter waar als
platte schijf.
1610 - bevindingen Galilei - Siderneus Nuncius
Sommigen dachten dat wat Galilei zag te wijten was aan lensfouten. De Jezuïeten maakten
het hoofd van het Jezuïetencollege duidelijk dat de waargenomen schijngestalten van Venus
het Ptolemeïsche stelsel weerlegden. Het ging nu dus om de keus tussen Copernicus of
Tycho Brahe, de Jezuïeten kozen voor Brahe.
De aanhangers van Ptolemaeus verzetten zich tegen Galilei.
Galilei beschikte over goede spreek- en schrijfvaardigheden en gebruikte deze om
tegenstanders te bespotten.
Als Galilei er in geslaagd was om de Jezuïeten aan zijn kant te krijgen was hij
wereldberoemd geweest en had hij mogen schrijven over de bewegingen van d aarde wat hij
wilde, maar Galilei moest zich de rest van zijn leven van deze ketterij ontdoen.
Negen jaar later - Dialogo - boek over Ptolemaeus en Copernicus, opgezet als een dialoog
tussen drie mannen: Salviati (verdedigd Copernicus en is de spreekbuis van Galilei),
Sagredo (de leek die bereid was zich te laten overtuigen door argumenten) en Simplicio (hij
verdedigt Ptolemaeus en gebruikt daarbij alle argumenten van de kerk)
1633 - proces tegen Galilei - levenslang huisarrest en al zijn theorieën afzweren.
Het werk van Galilei:
- fundament mechanica leggen, een belangrijk onderdeel van de natuurkunde
- instrumentarium sterrenkunde uitbreiden met de kijker
- gevecht met de kerk voeren over de interpretatie van de natuurwetenschappelijke
waarnemingen en theorieën.
Paragraaf 4:
De Copernicaanse Revolutie begon met het publiceren van het boek van Copernicus in 1543
en de aarde niet meer als middelpunt werd gezien.
Deductie = je gaat vanuit algemeen geldende stellingen conclusies strekken over bijzondere
situaties. Dit is de enige logische manier die men in de Middeleeuwen en de Oudheid
accepteerden.
Inductie = redeneren vanuit het bijzondere naar het algemene op grond van waarnemingen
(Copernicus, Kepler, Galilei).
Francis Bacon - de bestudering van een bepaald onderwerp begint met het verzamelen van
gegevens, daarna wordt er een hypothese ondersteld, dan gaat men de hypothese testen
28
d.m.v. daarop toegesneden experimenten. Als de hypothese juist blijkt te zijn krijgt deze de
status van wetenschappelijke wet.
Isaac Newton - hij las de werken van Galilei, Decartes, Kepler.
1665 - de pest brak uit en de universiteit waar Newton opzat werd gesloten, na een poosje
werd deze weer heropend en had Newton alle problemen van de toenmalige wetenschap
opgelost. De ideeën van Newton werden vrijelijk besproken door de leden van de Royal
Society.
1662 - Royal Society gaf een tijdschrift uit (Philisophical Transactions) zodat men over de
heel wereld met, met name de ideeën van Newton, kennis kon maken.
1684 - Newton publiceert zijn theorieën over beweging en gravatie in Philosophia Naturalis
Principia Mathematica.
1706 - Newton publiceert zijn ideeën over licht en kleuren in zijn boek Optica.
Philosophia Naturalis Principia Mathematica bestond in feite uit drie boeken. De eerste
wtwee wetten van Newton zijn voornamelijk gebaseerd op het werk van Galilei, hij formuleert
ze alleen scherper en beter. De derde wet, de gravatiewet, is wel helemaal van Newton.
Tot aan 1905 hebben de theorieën van Newton standgehouden.
Voltaire werd vanwege satirische publicaties in 1725 verbannen naar Engeland, daar kwam
hij in contact met het werk van Newton, de abstracte dingen van Newton vertaalde Voltaire in
vergelijkingen en beeldende verhalen.
Bij de beoefening van natuurkunde moet je volgens Newton vier regels voor ogen houden:
- Bij de bestudering van natuurverschijnselen ga je alleen uit van ware oorzaken. Je neemt
niet meer oorzaken al verklaring dan strikt nodig is, de natuur volstaat in principe met
eenvoud en heeft dus geen overvloed aan verklaringen nodig.
- Je moet dezelfde soort verschijnselen met dezelfde soort oorzaken verklaren.
- Eigenschappen van voorwerpen, waarmee men kan experimenteren moeten worden
beschouwd als universele eigenschappen van al deze voorwerpen.
- In de experimentele natuurfilosofie moet men de wetten die door inductie uit verschijnselen
gevonden zijn óf als exact waar óf als bijna exact waar beschouwen, tenminste zolang er
geen tegenbewijs gevonden is. Is dat wel het geval dan moet men de wet nauwkeuriger
formuleren of een nieuwe wet bedenken.
Hoofdstuk 11.
Paragraaf 1:
In precies één jaar draait de aarde om de zon. Voor zover we nu weten draaien er negen
planeten om de zon.
Ons zonnestelsel:
- Een grote ster van gemiddelde grote: de zon, een grote gasbol
- De planeten Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus en Uranus
- Manen: iedere planeet heeft één of meer manen die om de planeet draaien
- Kometen
- Planetoïden = kleine planeetjes die allen met de zelfde straal om de zon draaien.
- Meteoroïden
De zon:de zon is onze belangrijkste bron van elektromagnetische straling, wij ontvangen
deze voornamelijk in de vorm van licht en warmte.
De zon is verreweg het grootste hemellichaam van ons zonnestelsel,
- De zon omvangt 98% van de totale massa van ons zonnestelsel.
- De zon is een bolvormige ster die tamelijk dichtbij staat.
- Haar afstand tot de aarde bedraagt ongeveer 150 miljoen km.
- De zon heeft een straal van zo’n 700.000 km.
29
Fotosfeer = de zichtbare laag van de zon met een temperatuur van zo’n 6000 ◦C, deze laag
ziet er vlekkerig uit vanwege de grote hoeveelheden energie die daar op het oppervlakte
komen. Deze laag vertoond zonnevlekken = een deuk in het zonsoppervlak, de temperatuur
is daar aanzienlijk lager dan op de rest van de fotosfeer en licht enkele honderden km lager.
Een zonnevlek bestaat uit een centraal donker gebied (numbra) omgeven door iets lichter
gestreepte band (penumbra). Zonnevlekken ontstaan en verdwijnen volgens een cyclus die
elf jaar duurt.
Zonne-energie ontstaat in de kern van de zon, daar bedraagt de temperatuur ongeveer15
miljoen graden en de druk is er 340 miljard keer zo groot als op de aarde op zeeniveau. De
temperatuur en druk zijn zo hoog dat er kernfusiereacties op gang komen. Tijdens de
kernfusiereacties worden vier waterstofkernen samengevoegd tot één heliumkern. Bij deze
reactie wordt een kleine hoeveelheid massa omgezet in energie. Deze energie gaar door
stroming naar het oppervlakte van de zon. Aan het zonsoppervlak komt de energie vrij in de
vorm van licht en warmte. Doordat elke seconde zevenhonderd miljoen ton waterstof wordt
omgezet in helium, verdwijnt elke seconde vijf miljoen ton massa in de vorm van energie.
Boven de fotosfeer bevinden zich de chromosfeer en de corona van de zon.
Het onderste deel, tot ongeveer vijfduizend km boven het zonsoppervlak heet de
chromosfeer, daarboven heet de corona. De atmosfeer kunnen we alleen zien en
onderzoeken tijdens zonsverduistering. Dan wordt het licht van de corona niet meer
overschaduwd door het overige zonlicht.
De zon schijnt nu al zo’n 4,6 miljard jaar en beschikt nog over voldoende brandstof om nog
zo’n vijf miljard jaar door te gaan. Tegen de tijd dat de waterstof opraakt, begint de zon met
een fusie van helium tot zwaardere elementen. In de periode van een paar miljoen jaar zwakt
de aarde op en wordt de aarde steeds warmer, de aarde wordt dan dor en droog. Na
bestaan van een miljard jaar als een rode reus zal ze in elkaar zakken tot een witte dwerg.
Het kan nog een triljoen jaar duren totdat deze helemaal is afgekoeld.
Ons melkwegstelsel is een discusvormige schijf, de sterren zijn in spiraalarmen
gerangschikt. De middellijn bedraagt ongeveer 100.000 lichtjaar en de grootste breedte
20.000 lichtjaar. Het melkwegstelsel roteert om haar middelpunt. De zon heeft een
omlooptijd van 225 miljoen jaar en staat op een afstand van 32.000 lichtjaar van het
middelpunt.
Voor zover bekend is, is de dichtstbijzijnde ster Proxima Centauri (4.3 lichtjaar). Het
dichtstbijzijnde melkwegstelsel is het Andromedastelsel (2 miljoen lichtjaren), het is net als
onze melkweg een spiraalstelsel maar bevat vier keer zoveel massa. Het hele heelal is vol
van zulke stelsel die zich door het heelal heen bewegen.
Paragraaf 2:
Binnenplaneten = kleinere planeten die relatief het dichtst bij de zon staan: Mercurius Venus,
Aarde en Mars.
Mercurius: lijkt veel sneller de bewegen langs de hemel dan andere planeten en is de op één
na kleinste planneet. Vanaf de aarde kunnen we geen details aan het oppervlak zien omdat
Mercurius zo klein is en dicht bij de zon staat.
Maart 1974 - Mariner 10 vloog rond Venus en stuurde foto’s van het oppervlakte naar de
aarde. We zien dat er veel inslagkraters en bergen zijn, net als bij onze maan. Overdag: 400
◦C en ’s nachts:-180 ◦C.
Venus: de morgenster of avondster want ’s morgens vlak voor zonsopkomst heldere ster in
30
het oosten en ’s avonds bij zonsondergang in het westen. Massa, dichtheid en volume lijken
het meeste op dat van de aarde. Venus heeft geen oceanen en is omgeven door een dikke
atmosfeer doe voornamelijk uit CO2 bestaat en maar heel weinig water. De wolken bestaan
uit druppeltjes zwavelzuur. De druk is 92keer zo groot als op de aarde en de temperatuur is
ongeveer 482 ◦C . Het wolkendek is zo dik dat je vanaf de aarde geen details kan zien.
Oktober - Venera 9 en 10 - oppervlakte bezaaid met bazeltachtig materiaal, met behulp van
radargolven werd bijna het hele oppervlakte in kaart gebracht.
Aarde: wordt door onbemande ruimtevaartuigen onderzocht. De aarde is groot genoeg om
een atmosfeer vast te kunnen houden. De zonnestraling vormt de belangrijkste energiebron
voor de aarde.
Maan: een natuurlijke satelliet van de aarde. De maan is een bolvormig hemellichaam met
een afstand van 384.400 tot de aarde en geeft geen atmosfeer.
De maan vertoond schijngestalten, deze zijn afhankelijk van de onderlinge stand van de zon,
aarde en maan.
Mars: gezien vanaf de zon de vierde planeet, ook wel de rode planeet genoemd want de
rotsen en het stof zijn rood. Mars is zichtbaar met het blote oog en de atmosferische druk is
erg laag (0.7 % van dat op de aarde), de atmosfeer bestaat voor het grootste deel uit C02.
Zomer 1875 - twee sondes gelanceerd op Mars, beiden bestonden uit een deel dat in een
baan om Mars zou blijven (obiter) die het oppervlakte in kaart moest brengen en een deel
dat op Mars moest landen (de lander) om te onderzoeken of er leven voorkwam op Mars.
Juli 1997 - Pathfinder land op Mars met een robot om stenen te analyseren.
Mars heeft twee kleine manen: Phobos (straal 10 km) en Deimos (straal 6 km), naar alle
waarschijnlijkheid zijn het planetoïden die ingevangen zijn door het zwaartekrachtveld van
Mars.
Paragraaf 3:
Buitenplaneten = de planeten die het verst van de zon weg staan: Jupiter, Saturnus, Uranus,
Neptunes en Pluto.
Tussen de buiten- binnenplaneten bevind zich de planetoïdenorden.
Planetoïden = kleine planeetjes die allen met de zelfde straal om de zon draaien.
De grootste planetoïde is Ceres met een diameter van 300 km, de kleinsten zijn niet groter
dan een kiezelsteen. Planetoïden vormen het materiaal dat bij de vorming van ons
zonnestelsel is overgebleven, als je alle planetoïden samenvoegt zou je een planneet met
een middellijn van minder dan 1500 km krijgen.
Jupiter: kun je met je blote oog als een heldere ster zien maar als je met een verrekijker naar
Jupiter kijkt zie je een ovaal schijfje en kijk je met een kleine telescoop zie je een
wolkenband rond de planeet bewegen.
1610 - Galilei ontdekt de vier manen: Io, Europa, Ganymedes en Callisto.
1664 - Robert Hooke nam als eerste de rode vlek weer, deze werd ook waargenomen door
Christiaan Huygens.
Amerikaanse ruimtesondes kwamen er achter dat de rode vlek een gigantische wervelstorm
is die in de atmosfeer van Jupiter voortraast. Het weer op Jupiter is dynamisch: je ziet dat
ook aan de banden die evenwijdig aan de evenaar lopen. De atmosfeer is zo diep dat deze
planeet waarschijnlijk geen vast oppervlak bezit. Men kwam er achter dat Jupiter net als
Saturnes ook een ringenstelsel bevat. Het aantal manen dat men nu kent is zestien.
Saturnus: buitenste planeet die lijkt op een bleek geel schijfje dat men in de Oudheid al kon
zien. In grootte is Saturnus de tweede planeet en heeft net als Jupiter geen vast oppervlak
maar wel een rotsachtige kern. Voor zo ver we nu weten heeft Saturnus achttien manen. De
31
ringen van Saturnus bestaan uit stukjes ijs en steen die als kleine baantjes in hun baan om
Saturnus cirkelen.
Uranus: voor het eerst gefotografeerd door Voyager 2.
1781 - William Herschel ontdekt Uranus.
Uranus heeft een diameter ban 52.00 km en de bouw lijkt veel op die van Jupiter en
Saturnus: ook Uranus heeft wolkenbanden evenwijdig met de evenaar. Omdat de atmosfeer
methaan bevat absorbeert deze rood licht zodat Uranus een blauwgroene kleur krijgt.
Herschel ontdekte twee manen bij deze planeet, nu weten we dat dit er vijftien zijn.
Neptunus: de laatste van de gasachtige planeten en is iets kleiner dan Uranus en Saturnus.
1846 - Johan Galle en Louis d’Arrest ontdekken Neptunus.
Neptunus is ook blauw door methaan in de atmosfeer. De atmosfeer is heel dynamisch, dat
zie je ook aan de grote donkere vlek, de wervelstorm met windsnelheden van 2000 km/u
:meest stormachtige planeet. Neptunes is de vierde planeet in het ringenstelsel en heeft acht
manen, Triton is de grootste.
Neptunes heeft een hele lage temperatuur: -235 ◦C, dat komt het dichtste bij het absolute
nulpunt van -273◦C.
Pluto: de verst verwijderde planeet.
1930 - Pluto ontdekt.
1978 - maan Charon ontdekt (Pluto heeft één maan)
Zelfs met een hele grote tellescoop is nauwelijks iets te zien van Pluto, als je vanaf Pluto
naar de zon kijkt zie je alleen een ster. Temperatuur 230 ◦C.
Paragraaf 4:
Kosmologie = wetenschap die het heelal in zijn totaal bestudeert. Kosmologen nemen onder
wetenschappers een bijzondere positie in want er is voor hun slechts één studieobject en dat
is het heelal waar we zelf in leven. Kosmologen gaan er van uit dat het heelal alle richtingen
en overal op dezelfde manier is opgebouwd: homogeen en isotroop. Ook gaan kosmologen
ervan uit dat natuurwetten (o.a. die van gravatie, beweging, elektriciteit en magnetisme )
altijd en overal geldig zijn.
Oerknal: Big-bang: alles is begonnen met een grote explosie. Alles was geconcentreerd in
één punt: materie, straling en energie. Uitgangspunten:
- het heelal is tien a twintig miljard jaar ontstaan en was toen oneindig klein en heet.
- Vanaf die tijd zette het heelal uit en koelde het af.
Deze theorie voorspelt niet hoeveel materie het heelal bevat en in welke vorm.
Deze theorie is alleen maar de grondslag van kosmologische modellen.
1929 - Edwin Hubble nam de uitdijing van het heelal waar: alle melkwegstelsel bewegen van
elkaar af, hoe verder ze van ons verwijderd zijn, des te groter is hun snelheid, dat wil niet
zeggen dat het melkwegstelsel zich in het midden bevind, de uitdijing ziet er vanaf elk punt
het zelfde uit. Formule v=H×d met v= de snelheid van het melkwegstelsel, d= de afstand tot
de aarde, H= donstante van Hubble.
Men neemt aan dat het heelal oorspronkelijk een soort soep was van quarks, de meeste
elementaire deeltjes die men kent. Er waren nog geen atoomkernen, zelfs nog geen
bouwstenen daarvan (protonen en neutronen). Toen het heelal afkoelde klonterden de
quarks samen om protonen en neutronen te vormen, In de eerste fase na de oerknal werden
zo waterstof, helium en lithium gevormd. Alle andere elementen werden pas miljarden jaren
later in het binnenste van sterren gevormd.
Eigenlijk kijk je altijd al terug in de tijd omdat licht een eindige snelheid heeft: je ziet de maan
32
zoals hij er een seconde geleden uit zag en de zon acht minuten geleden en
Andromedanevel 2 miljoen jaar geleden.
Kort na de oorknal was het licht opgesloten doordat het steeds tegen materie opbotste. Na
enige tijd kon het licht ontsnappen. De oerknaltheorie zegt dat het licht van deze flits van alle
kanten op ons afkomt. Het is een kosmische horizon = je kunt er niet voor en achter kijken.
Door de uitdijing van het heelal is de golflengte van het licht groter geworden dat het
microgolflengte geworden is. De ontdekking van deze straling was het definitieve bewijs voor
de oerknaltheorie.
Hoofdstuk 12.
Paragraaf 1:
Satelliet = elk voorwerp dat om de aarde draait.
- Natuurlijke satelliet: bijvoorbeeld de maan voor de aarde en de aarde voor de zon
- Niet-natuurlijke satellieten: door de ruimtevaart kunnen satellieten om planeten circuleren
en alles wat ze waarnemen registreren.
In totaal bevinden zich er zo’n 8000 satellieten in een baan om de aarde, daarvan zijn er
ongeveer 6000 werkzaam.
Satellieten zijn ontworpen voor een bepaald doel, zonnepanelen voorzien satellieten
tientallen jaren van energie.
Soorten satellieten:
- Communicatiesatellieten
- Satellieten voor plaatsbepaling op aarde: het GPS-systeem werkt via satellieten.
- Satellieten voor remote sensing: satellieten die data over het aardoppervlak of de
atmosfeer opvangen. Ze doen dat voor natuurlijke straling te detecteren of doen dat door
zelfs straling uit te zenden en het teruggekaatste signaal te vangen, dat wordt weer naar de
aarde gestuurd.
Je kunt satellieten ook indelen naar soort baan:
- Geostationair = satellieten die boven de evenaar staat op een hoogte van 35.800 km en
een omlooptijd van 24 uur hebben, ten opzichte van het aardoppervlak staan ze dus stil.
- Circumpolair = satellieten die om de aarde draaien in een baan die om de Polen draait. Ze
bevinden zich op een hoogte van zo’n 700 tot 1000 km boven de aarde en een omlooptijd
van ongeveer 1 ½ uur hebben.
Vanaf het topje van een berg wordt een voorwerp horizontaal met hoge snelheid
weggeschoten, op een bepaald ogenblik is de snelheid zo hoog dat zijn baan even groot is
als de kromming van de aarde. De snelheid is 8 km/, geven we een nog grotere snelheid
mee, dan voert het een ellipsenbaan (= de raket ontsnapt van de aantrekking van de aarde)
uit, het is zelfs mogelijk de snelheid zo snel op te voeren dat de raket ontsnapt aan de
zwaartekracht van de aarde, dat is het geval als de raket bijvoorbeeld de aarde verlaat om
naar de maan te gaan.
Paragraaf 2:
De spanning van een raket neemt alsmaar toe als punt ‘t minus zero’ nadert.
Als je de motoren van een raket ontstoken hebt, heb je geen controle meer over de raket. De
meeste satellieten worden door de Europese Ariane raket of door de Amerikaanse Space
Shuttle in de ruimte gebracht.
Hoog in de lucht is het te ijl om een vliegtuig te laten vliegen. Een raket moet daar in staat
zijn een satelliet te versnellen van 0 naar 8 km/s wil hij deze in een baan rond de aarde te
brengen. De werking van de raketmotoren kun je vergelijken met een ballon: een raketmotor
heeft een opening van onderen. De motor is via twee leidingen verbonden met de
33
brandstoftank en de zuurstoftank. Een mengsel van brandstof en zuurstof wordt in de
brandstofruimte ontstoken. Daardoor ontsnappen deze gassen met een zeer grote snelheid
en beweegt de raket omhoog.
Het grootste gedeelte van de raket bestaat uit brandstof en zuurstof, een raket kan maximaal
10 procent van zijn eigen gewicht meenemen. Wanneer de Space Shuttle in zijn baan de
juiste snelheid heeft bereikt, klapt de laadklep open en kan het werk beginnen: een
astronoom tilt dan met een robotarm de satelliet uit het laadruim.
Meertrapsraket: als de raket opstijgt laat het onderste deel van de raket het eerste leeg en
wordt afgestoten.
Elektromagnetische golven: een satelliet gebruikt niet alleen zonlicht maar ook allerlei
soorten elektromagnetische golven. Licht is een golfverschijnsel, het komt met een snelheid
van 300.00 km/s en ontstaat door de zon en sterren.
De lichtgolven waar ons oog gevoelig voor is hebben een golflengte van ongeveer twee
miljoenste meter. De voortplantingssnelheid van golven is steeds 300.00 km/s.
Satellieten maken op allerlei manieren gebruik van verschillende soorten elektromagnetische
golven, zoals zichtbaar licht, infraroodstraling en radargolven. Sommige satellieten nemen
golven waar die van een planeet worden uitgestraald, andere sturen een bundel naar een
plek op een planeet en meten hoeveel er wordt teruggekaatst.
Paragraaf 3:
Vanaf 1920 - intercontinentale telefoonverbinding tussen Europa en Amerika met
kortegolfzenders (slechts één gesprek tegelijk).
1956 - eerste telefoonkabel over de zeebodem van Tussen Californië en GB, 36 gesprekken
tegelijkertijd.
Tussen 1920-1956 - ontwikkelingen draadloos overseinen nog verder ontwikkeld er werd
gebruik gemaakt van steunzenders = op hoge torens om signalen op grote afstanden te
kunnen overseinen over enkele tien of honderden kilometers over te seinen. Soms moeten
deze steunzenders erg hoog zijn en wordt er gebruik gemaakt van een satelliet, dit zijn
communicatiesatellieten voor radio, TV en telefoon.
Soms worden er in de lucht meerdere satellieten op één plaats neergezet, dat heeft als
voordeel dat ze allemaal met één schotel te ontvangen zijn. Een groot netwerk van
satellieten wordt gevormd door Intelsat.
Elke zender die zijn programma’s via een satelliet uit wil zenden, koopt bij de eigenaar van
de satelliet het recht om een of meer van de beschikbare kanalen van de satelliet te
gebruiken. Dan kan de zender de signalen doorsturen naar de satelliet, deze versterkt dat en
stuurt het door naar een bepaald gebied op aarde.
Koerscontrole is mogelijk door GPS. GPS bestaat uit 24 satellieten die in een baan met een
straal van zo’n 20.000 km om de aarde draaien. Elke satelliet zendt continu een signaal naar
de aarde, iemand met de juiste ontvanger kan daaruit zijn plaats ten opzichte van de satelliet
bepalen. Oorspronkelijk is GPS ontworpen door het Amerikaanse leger omdat ze dan de
positie van vliegtuigen, troepen en schepen op elk ogenblik nauwkeurig bepalen en de
bemanning van de vliegtuigen en scheppen kunnen hun positie nauwkeurig bepalen.
Ook wordt er wel eens een zender op een dier geplaatst, zo kan men precies zien hoe zo
een dier zich beweegt.
Paragraaf 4:
Boeren, toeristen, huismannen/-vrouwen, enzovoorts zijn geïnteresseerd in een goed
weerbericht. In de meteorologie draait het altijd om een zo nauwkeurig mogelijk voorspelling
34
van de temperatuur en de hoeveelheid regen/zon op een bepaalde plaats weer te geven.
Tot de opkomst van de natuurwetenschappen en ruimtetechnologie berustte de
weersvoorspelling op volksgezegden en bijgeloof.
19e eeuw - in veel landen werden weerstations opgezet.
Het echte voorspellen ontwikkelde zich echt na de uitvinding van de satelliet.
Met weersatellieten kun je de volgende dingen waarnemen:
- Wolken, met behulp van zichtbaar licht: de wolken kaatsten meer licht terug dan de
atmosfeer, door snel achter elkaar foto’s van deze beelden te maken kun je zien hoe de
wolken bewegen.
- Temperatuur, met behulp van infrarode straling met een golflengte van 10-12 µm. Hoe
hoger de temperatuur, des te lager de uitgestraalde golflengte, deze straling wordt door de
atmosfeer maar een klein beetje verzwakt.
- Hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer. Dit is belangrijk om te weten of er zich bewolking
gaat vormen. Waterdamp absorbeert straling met een golflengte van 5,7 en 7,1 µm. De
signaalsterkte van deze golflengtes kan de satelliet gebruiken om de concentratie van
waterdamp in de atmosfeer te schatten.
35