File - Engels proefwerkweek 3!

§ 2.3
Atmosfeer: luchtlaag om de aarde die het het leven in stand houdt.
-78,09% stikstof (N²)
-20,95% zuurstof (O²)
-0,93% argon
-0,03% andere gassen
Onze atmosfeer is niet altijd geweest zoals hij nu is. Er was een oeratmosfeer waarbij de
levensvormen van toen in een zuurstofloze atmosfeer leefden. Via fotosynthese produceerden
ze zuurstof. Steeds meer leven = steeds meer productie = productie > opname.
Er zijn 2 theoriën voor het ontstaan van leven:
1. Natuurwetenschappelijk.
4,5 miljard jaar geleden waren er veel actieve vulkanen waardoor veel CO² de lucht in ging.
Neerstortende meteorieten verwoestten het oppervlak maar brachten ook water en organische
verbindingen mee. Warm water met opgeloste mineralen vormde een oersoep waaruit
complexere stoffen ontstonden. Dat werden zelfvermenigvuldigende organismen > leven
2. Relegieus.
Volgens Genesis schiep God de hemel en aarde in 6 dagen. 4e dag de planten, 5e dag de dieren
van zee en lucht, en de 6e dieren op aarde + de mens.
Onze atmosfeer beschermt het leven op aarde ook:
-als schild tegen ruimtepuin
Zoals meteoren en meteorieten, maar niet tegen kilometers grote brokstukken.
-als filter tegen gevaarlijke straling
Zoals röntgen- en gammastraling die hoog in de atmosfeer energie verliezen door botsingen met
luchtdeeltjes. In de ozonlaag wordt UV gebruikt om ozon om te zetten in O² en andersom.
-als isolatiedeken voor een leefbare temperatuur
Zonnestraling verwarmt het oppervlak, aarde zendt infraroodstraling uit. Waterdamp, kooldioxide en
methaan houden warmte tegen; natuurlijk broeikaseffect > 14,3 C.
Er zijn overal regelsystemen:
Thermostaat:
Lichaam
Huis
Atmosfeer+oceanen
Warmte:
stofwisseling
verwarming
zon
Verdeling:
bloedsomloop
luchtstromingen
atmosfeer + oceanen
Afkoeling:
zweet, ademen
luchtstroming
terugkaatsing zonlicht
Temp:
37 C
X
14,3 C
1
Elementkringloop: 1 element in steeds andere stof (zuurstof)
Stofkringloop: dezelfde stof verplaatst zich (water)
Oceanen: doen ook dienst als opslagplaats van warmte
Biosfeer: onderste deel atmosfeer, bovenste kilometers van aardkorst en water op aarde vormen samen
de biosfeer. Is een gesloten systeem, afgezien van opnemen zonnestraling en uitstralen warmte. Hierin
speelt leven zich af en worden stoffen, elementen en energie getransporteerd via kringlopen.
Buffers: neemt een stof op uit de atmosfeer, dient als opslagplaats
Bronnen: geeft een stof af aan de atmosfeer
BIOSFEERKRINGLOPEN
1. Bodem - lucht
Uit de bodem verdampt water en stijgen vulkanische gassen op. Die komen in de lucht waar zich
neerslag vormt en oxidatie/verwering zich voordoet. De neerslag valt,... etc.
2. Planten
Nemen water en voedingsstoffen uit de bodem op. Met fotosynthese produceren ze zuurstofgas en verdamping. Dan nemen ze koolstofdioxidegas op uit de lucht en als ze sterven en rotten geven
ze stikstof, methaan en olievorming. Dan neemt een andere plant weer op...etc.
3. Mens en dier
Mens en dier verbruiken water. Ze ademen koolstofdioxidegas uit en ademen zuurstofgas weer in. Ze
produceren (kunstmest) en verbruiken weer water... etc.
4. Industrie en verkeer
Gebruik van fossiele brandstoffen, erts en water. Daarop volgt de uitstoot van koolstofdioxidegas, stikstofoxiden en CFK’s. Er valt zure regen en daarbij produceren industrie en verkeer
bodemvervuiling en afvalwater. Dan gebruiken ze weer fossiele brandstof... etc.
5. Zeeleven
Neemt voedingsstoffen en warmte op uit de bodem en ze ademen zuurstofgas in uit de lucht.
Vervolgens ademen ze methaangas uit en wanneer het vergaat produceren ze kalk/koraal, methaan en
olievorming. Daar neemt ander zeeleven weer dingen van op... etc.
6. Lucht, zee en bodem
Vulkanische gassen en methaan komen uit de bodem. Daardoor wordt koolstofdioxidegas in de lucht
afgegeven en vindt er verdamping plaats. Dan wordt koolstofdioxidegas opgenomen door de zee en
vormt zich neerslag. Wat in het water zat komt weer aan land door sedimentatie en afzetting.
Vulkanische gassen en methaan komen weer uit de bodem ... etc.
Biosphere II: schaalmodel om de biosfeer na bootsen. Dat is niet gelukt.
Voorwaarden voor het ontstaan van leven zijn koolstofdioxide, water in vloeibare vorm,
zonlicht, atmosfeer, zwaartekracht. Voor het ontwikkelen van leven zijn zuurstof en voedsel
nodig.
Fotosynthese: H2O + CO2  C6H12O6 + O2 oftewel
water + koolstofdioxide  glucose (suiker) + zuurstof
2
§ 2.4
Klimaat; toestand van de atmosfeer in bepaalde regio, gemiddeld over 30 jaar. Bronnen van
klimaatveranderingen of -toestanden kunnen jaarringen van bomen zijn, weerkundige
waarnemingen, stuifmeel/pollen in gesteenten, ijs, oceaansedimenten. Geen enkele bron is
100% betrouwbaar. Door verschillende bronnen te combineren krijg je wel een
betrouwbaarder beeld. Wetenschappers hebben ontdekt dat warme en koude periodes elkaar
afwisslen, en dus is het klimaat veranderlijk.
Wil je het klimaat voorspellen, dan moet je een klimaatmodel maken. Hierin breng je de
factoren die het klimaat bepalen met elkaar in verband. Je kunt het vervolgens testen als zich
bijvoorbeeld plotseling een vulkaanuitbarsting voordoet. Je moet met je model namelijk ook
tijdelijke klimaatveranderingen goed nabootsen.
Geologische klimaatfactoren: veranderende verhouding en ligging van land - oceaan. Ook
stromingen veranderen hierdoor.
Astronomische klimaatfactoren: de verdeling van zonnewarmte, de veranderende helling van
de aardas en de hoeveelheid straling die de zon uitzendt.
Atmosferische factoren: de veranderende hoeveelheid broeikasgassen. Die blijft veranderen
omdat de mens nog steeds relatief veel kooldioxide en methaan in de atmosfeer toevoegt. Dit
versterkt het natuurlijke broeikaseffect.
Plotselinge gebeurtenissen: meteorietinslagen en vulkaanuitbarstingen veranderen slechts
tijdelijk en dienen als test voor je klimaatmodel. Hebben weinig invloed.
Natuurlijk broeikaseffect: het vasthouden van warmte door de broeikasgassen water en CO2
sinds het ontstaan van de aarde. Het versterkte broeikaseffect is extra opwarming vn de aarde
door uitstoot van broeikasgassen door mensen:
CO2 koolstofdioxide
1x
CH4 methaan
30x
(schaal is 1:30.000)
N2O stikstofdioxiden
160x
CFK’s
30.000x
Gevolgen zijn opwarming, smelten van de poolkappen van de zuidpool waardoor ook de
zeespiegel stijgt, minder drinkwater, klimaatzones verschuiven naar het noorden waardoor
insecten en tropische ziektes hierheen komen.
Weer; atsmoferische toestand op bepaalde tijd en plaats. Kun je niet meer dan een paar dagen
vooruit voorspellen. Het weer kan in korte tijd erg veranderen, het klimaat verandert
langzaam. Dat komt omdat bij het klimaat oceanen een grote rol spelen.
Klimaatsysteem: het geheel van atmosfeer, oceanen, landmassa’s, biosfeer, land- en zeeijs
waarin en waartussen transport en uitwisseling van energie en stoffen plaatsvindt. Om dit op
te stellen is natuurkundige, scheikundige en biologische kennis nodig. Ook kennis van
terugkoppelingen. Onderzoekers proberen na te gaan waar de voorspelbaarheidshorizon ligt.
Je hebt 2 soorten voorspellingen. 1 = hoe de atmosfeer zich in de loop van de tijd zelf
ontwikkelt, weersvoor-spellingen horen daarbij. Beperkte reikwijdte. 2 = het voorspellen van
de effecten van veranderingen in klimaatfactoren, ook bevolkingsscenario’s horen hierbij.
Negatieve terugkoppeling; processen/ontwikkelingen die zorgen dat temperatuurstijging
beperkt wordt. Als bijvoorbeeld de temperatuur van het oceaanwater stijgt is er meer
verdamping, dat koelt af.
Positieve terugkoppeling; processen/ontwikkelingen die eraan bijdragen dat de temperatuur
stijgt. Bijvoorbeeld; er smelt meer sneeuw en ijs als de temperatuur stijgt. Daardoor kaatst de
aarde minder zonnestralen terug en dat zorgt voor meer temperatuurstijging.
3
§ 3.1
De eerste persoon die erachter kwam dat de aarde rond was door eigen waarneming was
Eratosthenes. Als hij in Alexandrië schepen aan zag komen zag hij altijd eerst de mast en als
ze dichterbij kwamen pas de romp. Een eeuw daarvoor had Aristoteles ook al zo’n
vermoeden; hij zei dat de gebogen schaduw op de maan bij een maansverduistering wees op
een aarde die minstens cirkelvormig was.
Eratosthenes had ook zijn manier om de omtrek van de aarde te bepalen en zijn plaats te
bepalen.
-De zon staat loodrecht boven je in Syene
-Op datzelfde moment is in Alexandrië wél schaduw
-Met een stok bepaalt Eratosthenes dat de zon daar 1/50e deel
van een cirkel van loodrecht afwijkt
-Met omwentelingen van een wagenwiel bepaalde hij de 800
km tussen Alexandrië en Syene
-De omtrek van de aarde is dus volgens hem 40.000 km
Plaatsbepaling was in de tijd van de VOC gebaseerd op de dagelijkse draaiing van de aarde.
Elke plaats op aarde heeft een lengtegraad en een breedtegraad.
Lengtegraad bepaal je door het tijdsverschil in GMT (Greenwich Mean Time) ten opzichte 12
uur, vermenigvuldigd met 15 graden.
Breedtegraad bepaal je door gemeten hoek tussen horizon en poolster.
Oosterlengte: zon eerder dan 12 uur op zijn hoogst (12 uur in GMT)
Westerlengte: zon na 12 uur op zijn hoogst (12 uur in GMT)
Aarde: -draait tegen klon in om de zon in 365,35 dagen
-draait om zijn eigen as in 24 uur (23:56)
Maan: -draait tegen klok in om de aarde
Kalenderjaar = 365 dagen
Zonnejaar = 365,25 dagen
Gevolgen van draaiingen:
1. aarde om de zon: kalender + besef van seizoenen (365,25 dagen)
2. aarde om eigen as: verschil in dag en nacht (24 uur)
3. maan om aarde: eb en vloed + volle maan, nieuwe maan, halve maan (39,5 dagen)
4. maan om eigen as: we zien altijd zelfde kant van de maan (39,5 dagen)
Schrikkeljaar: na 3 jaren van 365 dagen voegen we 4 ‘kwart-dagen’ bijeen tot 29 februari.
4
1 = volle maan
2 = laatste kwartier
3 = nieuwe maan
4 = eerste kwartier
18.00-06.00
00.00-12.00
06.00-18.00
12.00-00.00
Stonehenge in het zuiden van Engeland is een soort kalender, een hulpmiddel om het jaar in
te delen. Als je in het midden staat zie je bij een enkele steen de zon in het verlengde op
komen. Op deze manier kwam men erachter dat de zon niet altijd het zelfde stond en dat er
dus seizoenen waren.
We hebben buiten zonnekalenders ook maankalenders. Die zijn gebaseerd op de beweging
van de maan. In ongeveer een maand draait de maan om de aarde. Afhankelijk van hoe zon,
maan en aarde staan zien wij een bepaald deel van de maan verlicht. Dat zijn de
schijngestalten. (zie hierboven)
Sir Isaac Newton ontdekte de gravitatiekracht: een aantrekkende kracht tussen voorwerpen
met massa. Gravitatiekracht van de zon houdt de aarde in zijn baan, door die van de maan
blijft deze om ons heen cirkelen. De gravitatiekracht veroorzaakt ook eb en vloed.
Springtij: zon en maan in één lijn, waarbij dus beide gravitatiekrachten op het water werken
Doodtij: zon op 0°, maan op 90° of 270°, het is dus overal vloed.
5
§ 3.2
Een vuurpijl verbrandt kruit met zuurstof tot een heet gasmengsel. Dat spuit naar beneden en
de pijl gaat omhoog. Raketten werken hetzelfde.
De eerste A4-raket in 1942 werkte op vloeibare zuurstof en kerosine. Later ontwikkelden de
duitsers V2. De eerste man in de ruimte was de Rus Yuri Gagarin, op 12 april 1961.
Raketten worden zo dicht mogelijk bij de evenaar / op de evenaar afgeschoten. Hier krijgen
ze een grotere snelheid mee en het is vaak beter weer. De lancering is dan in oostelijke
richting.
De raket is een vervoersmiddel. De lading die hij transporteert naar de ruimte is een satelliet
(onbemand) of een ruimtevaartuig (bemand, bijvoorbeeld spaceshuttle).
Satelliet: onbemand, is een doos waarin apparatuur zit als camera’s en meetinstrumenten.
Deze apparaten hebben stroom nodig die ze krijgen van zonnepanelen. Hij heeft ook
stuurraketjes aan boord om zijn stand te regelen. De warmte en kou van zon en ruimte worden
gelijkmatig verdeeld met isolatiedekens en koel-/verwarmingselementen.
Satellieten draaien door de gravitatiekracht in een omloopbaan rond de aarde. Hij blijft hier
eeuwig vallen. Die baan is cirkel- of ellipsvormig. Een astronaut in een spaceshuttle zal niks
merken van het vallen; hij valt namelijk even snel mee. Hij is wel gewichtloos.
Arthur Clark berekende dat je voor een satelliet op 36.000 km hoogte boven de evenaar
precies 24 uur nodig hebt voor één omloop. Dat heet de geostationaire baan.
Galileo Galileï vond in 1609 de telescoop uit. Hij keek ermee naar de hemel en ontdekte dat
de maan een pokdalige rotsbol was, dat er meer sterren waren dan gedacht, dat Jupiter 4
manen had en dat Venus net als de maan een schijngestalte vertoonde. De telescopen van nu
zijn veel groter en beter dan toen.
Sterrenkundigen maken gebruik van ruimtetelescopen. Ze doen dit omdat ze veel missen als
ze alleen naar zichtbaar licht kijken. De bekendste ruimtetelescoop is de Hubble, die constant
wordt bijgewerkt om up to date te blijven.
Nadelen van telescopen op aarde:
- bewolking
- overdag onbruikbaar vanwege daglicht
- kunstlicht maakt dat lichtzwakke objecten slecht waar te nemen zijn
- lucht trilt
- atmosfeer werkt als een filter die straling tegenhoudt
§3.3
Door de beweging van de aarde om de zon zien we in de loop van het jaar steeds andere
sterrenbeelden. Griekse astrologen hadden echter al vroeg ontdekt dat 5 ‘sterren’ zich weinig
aantrekken van die regelmaat. Ze noemden die dwaalsterren planètes (=planeten). Ze kregen
de namen Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus. Dit zijn echter geen sterren. Het zijn
planetoïden: bollen van gas of rotsachtig materiaal, veel kleiner dan planeten.
kometen: lichte vlekken met lange staart, keren na vele jaren terug.
meteoor: eenmalige korte lichtflits.
meteoriet: eenmalige, korte opvallende lichtflits, stort op aarde of in de zee.
6
Ons zonnestelsel hebben we opgedeeld in binnen- en buitenplaneten. Vanaf de zon:
Binnen; Mercurius, Venus, Aarde, Mars
Buiten; Jumpiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto
De binnenplaneten zijn gemaakt van rotsachtig materiaal. De buitenplaneten bestaan uit
lichtere gassen. Er zit een planetoïdengordel tussen de binnen- en buiten planeten, en het
geheel wordt omsloten door de Kuipergordel.
Om de geschiedenis van het ontstaan van het planetenstelsel, de aarde en het leven op aarde te
ontdekken zijn alle planeten (op Pluto na) en de planetoïden en kometen van dichtbij
gefotografeerd. Daarmee probeert men een samenhangend beeld te maken. Opmerkelijk:
-Alle planetoïden en planeten draaien dezelfde kant op
-Alle rotsachtige hemellichamen zijn bedekt met inslagkraters
-Relatief kleine rotsachtige planeten zitten aan de binnenkant, grote aan de buitenkant
De bovenstaande vaststellingen leiden tot een theorie die leert dat het zonnestelsel is ontstaan
uit een oerwolk. Die zegt het volgende:
De zon en het planetenstelsel zijn 4,5 miljard jaar geleden ontstaan uit een grote oerwolk van gas en
stof die heel langzaam draaide. Bij het inkrimpen onder zijn eigen gravitatiekracht ontstond in het
midden één grote gasbol, namelijk de zon. De zon is een ster waarbij in het binnenste kernreacties
plaatsvinden. Die leveren energie op in de vorm van zonnestraling.
Meer naar buiten draaide gas en stof dat geleidelijk samentrok tot een schijf. In die schijf klonterden
rotsachtig materiaal zich aan elkaar en vormde planeten. Door de hitte van de jonge zon werd veel gas
uit de binnenste planeten verdreven. De zware planeten aan de buitenkant konden wel veel gas
vasthouden. Jupiter zorgde dat er geen planeet kon ontstaan in de planetoïdengordel.
Als laatste regende het vele brokstukken neer op de planeten en hun manen. Dat veroorzaakte de
inslagkraters.
§ 3.4
Sterrenbeelden: patronen van heldere en zwakke sterren waarin mensen afbeeldingen zagen
van goden, dieren en voorwerpen. Tot de 16e eeuw dacht men dat alle sterren aan de
binnenkant van een bol zaten met alle sterren dus op dezelfde afstand.
Ecliptica: vanaf de aarde gezien een denkbeeldige lijn waarlangs de zon in een jaar langs de
hemel trekt.
René Descartes bedacht begin 17e eeuw dat de zon de dichtstbijstaande ster was en door hem
probeerde Christiaan Huygens de afstand tot de helderste ‘echte’ ster (Sirius) te meten.
Hij liet zonnestralen vallen op een scherm met een gaatje erin. Dat was zo klein dat het lichtpuntje
hem even helder leek als Sirius. Uit de verhouding tussen de afmeting van het gaatje en de diameter
van de zon berekende hij dat Sirius 27.000 x zo ver weg moest staan. Dat is fout, maar hij ontdekte wel
dat het heelal veel groter is dan ons zonnestelsel.
Parallax: mate waarin nabije sterren een beetje heen en weer schuiven ten opzichte van
verdere sterren op de achtergrond, verschuivingshoek. Deze parallaxmethode gaat tot
maximaal 1000 lichtjaar.
Lichtjaren: hulpmiddel om grote getallen weg te werken. Het is de afstand die het licht in één
jaar aflegt met een lichtsnelheid van 300.000 km/s.
Onze dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, staat 4,2 lichtjaar ver weg.
7
Melkwegstelsel: zien we op heldere maanloze avonden als een zwak oplichtende band aan de
hemel. Er staan meer dan miljarden sterren in.
Charles Messier legde een lijst aan van ruim 100 neveltjes als het sterrenbeeld Andromeda, die het
nummer M31 kreeg. Lord Rosse wilde het raadsel oplossen en liet een enorme telescoop bouwen met
2 spiegels van 4000 kilo van bijna 2 meter doorsnee. Hij kwam erachter dat verder weg in het heelal
andere sterrenstelsels liggen. Het melkwegstelsel is dus niet uniek, en dichtstbij ligt M31.
Edwin Hubble maakte nauwkeurige foto’s van M31 en ontdekte sterren die op regelmatige manier in
snelheid wisselden. Dat had hij ook in het melkwegstelsel gezien en zo kon hij dus uit vershil in
helderheid de afstand tot M31 bepalen. Het licht wordt namelijk 4x zo zwak als hij 2x zover weg
staat.
Uit het licht van sterren kon ook bepaald worden met welke snelheid sterrenstelsels van ons bewegen.
Hubble-relatie: verband tussen afstand en snelheid waarbij het leek alsof de sneleheid van de
sterrenstelsels groter werd naarmate de afstand groter was. Hubble ontdekte dat alle sterrenstelsels van ons weg vliegen, de ruimte zou dus uitdijen. Als je de Hubble-relatie omdraait kun je
berekenen dat het heelal 13,7 miljard jaar is begonnen met uitdijen.
Daar moet het heelal ontstaan zijn, met een grote oerknal, de Big Bang. Zo ontstonden de
bouwstenen van alle materie in het heelal.
Wit licht bestaat uit kleuren van de regenboog. Zo’n kleurband heet een spectrum. In spectra
van sterren(stelsels) zijn vaak donkere lijntjes, de spectraallijnen. Ze ontstaan als licht door
een gaswolk gaat. Die streepjescode leert ons de samenstelling van sterren en gaswolken te
herkennen.
Dopplereffect: spectraallijnen zijn naar de rode kant verschoven. Zelfde als met een sirene, als
ambulance voorbijrijdt lijkt het ook of de toon lager wordt.
Extra
Paradigma: bril waardoor wetenschappers naar de wereld kijken.
Kuhn keek naar Aristoteles’ beeld van het heelal destijds en ontdekte dat hij behoorlijk fout
zat. Hij snapte dat niet, maar in een flits dacht hij dat je door Aristoteles’ ogen moest kijken,
in zijn tijd. Niet door een moderne bril. Hij stelde de structuur van wetenschappelijke
revoluties:
1) gissingen en speculaties (verschillende verklaringen met eigen uitgangspunt)
2) ‘normale’ wetenschap (een paradigma wordt algemeen aanvaardt en opgelost)
3) crisis (alternatief paradigma komt op omdat vorige niet voldoet)
4) revolutie (nieuw paradigma steeds meer aanhangers)
5) nieuwe ‘normale’ wetenschap (nieuwe periode van puzzeloplossen)
Geocentrisch heelal: aarde is het middelpunt.
Heliocentrisch heelal: zon is het middelpunt (Copernicus)
Gaiahypothese: aarde en het leven vormen één levend systeem dat zichzelf in stand houdt
door allerlei regelmechanismen. Dit illustreert Lovelock met Daisyworld; een wereld met
witte en zwarte madeliefjes (p.76)
Pseudowetenschap: abstracte, vage en brede beweringen die niet te falsifiëren (onderuithalen)
zijn. Karl Popper zegt dat wetenschap gericht moet zijn op aantonen van onjuistheid, niet op
aantonen van juistheid (verificatie).
8