Eindexamen natuurkunde vwo 2002, tijdvak 2 (natuurkunde 1,2)

→ Ga na welk ander element bij deze splijting ook ontstaat. 137 Cs kan op twee manieren vervallen tot 137 Ba: a Door het uitzenden van een -deeltje. Hierbij komt 1,17 MeV vrij als kinetische energie. b Door het uitzenden van een -deeltje waarbij 0,51 MeV vrijkomt, onmiddellijk gevolgd door het uitzenden van een -foton.

→ Bereken de golflengte van de -straling. Lees het artikel. artikel Duiven rond opwerkingsfabriek blijken sterk radioactief besmet Duiven rond de Engelse opwerkings- is een aanzienlijke hoeveelheid fabriek voor nucleair afval in cesium-137 aangetroffen. Het Sellafield zijn sterk radioactief verendek van sommige vogels is besmet, zo blijkt uit metingen in volgens de milieuorganisatie zo opdracht van Greenpeace. Volgens zwaar besmet, dat 3 promille van dit de milieuorganisatie moeten de cesium via huidcontact een mens al dieren naar Europese normen de maximaal toegelaten dosislimiet worden beschouwd als radioactief voor een jaar kan bezorgen. afval. In het verenkleed, het vlees en ook in de uitwerpselen van de vogels Eén van de duiven wordt gedurende 6,0 maanden geobserveerd in een laboratorium.

→ Bereken met hoeveel procent de activiteit van het oorspronkelijk aanwezige cesium na deze 6,0 maanden is afgenomen. We gaan ervan uit dat de laatste zin in het artikel juist is. Als we proberen met de informatie uit deze zin terug te rekenen hoe groot de activiteit op het verendek van de duif is, lukt dat niet. Er ontbreken daartoe enkele gegevens. Wél bekend zijn de halveringstijd, de toegelaten dosislimiet, de weegfactor (kwaliteitsfactor) en de energie per deeltje.

→ Bereken welke frequenties elektromagnetische golven kunnen hebben als één zo’n hagelsteen al een goed waarneembare echo moet veroorzaken. In de zogenaamde nanotechnologie doet men eveneens waarnemingen met behulp van echo’s. Het gaat daarbij om onderzoek naar voorwerpen met afmetingen in de orde van nanometers, zoals oneffenheden aan het oppervlak van kristallen. Men maakt daarbij gebruik van het golfkarakter van neutronen.

→ Bereken de snelheid van neutronen waarmee men nog net oneffenheden van 6 nm zou kunnen waarnemen. Esther onderzoekt de echo van een geluidspuls. Zij bouwt daartoe op een open grasveld de opstelling die in figuur 1 schematisch is weergegeven. L is een luidspreker die wordt gericht op een houten bord dat het geluid weerkaatst. Een decibelmeter D registreert het geluidsniveau van het weerkaatste geluid. Een isolerend scherm voorkomt dat D geluid opvangt dat rechtstreeks van L afkomstig is. figuur 1 golfstraal Esther laat de luidspreker een hoge toon voortbrengen, zodat de golflengte klein is ten opzichte van de afmetingen van het bord. In figuur 1 is de plaats getekend waar een deel van het golffront zich bevindt 7,5 ms nadat het door L is uitgezonden. Ook zijn twee golfstralen weergegeven (deze staan altijd loodrecht op de golffronten). Bij weerkaatsing van geluid tegen het bord gelden de spiegelwetten. Figuur 1 staat vergroot op de bijlage.

De goot heeft een opstaande rand om het uit figuur 4 de bocht vliegen te voorkomen. Op een bepaald punt P in de goot is Keesjes snelheid 2,5 m s –1 . In figuur 4 is een verticale dwarsdoorsnede van de goot in dat punt getekend. Het zwaartepunt Z van Keesje is daarin met een witte stip aangegeven. Op Keesje werkt een aantal krachten. We beschouwen alleen de krachten die in het vlak van tekening liggen. Figuur 4 staat ook op de bijlage. In deze figuur is de zwaartekracht F z al getekend.

→ Leg uit wat het voordeel is van het gebruik van de lens in deze meetopstelling. In het brandvlak van de lens ontstaan spectra. In een eerste orde spectrum meten ze de intensiteit van de straling als functie van de golflengte. Van alle straling die Regulus uitzendt, kan met deze opstelling alleen het gedeelte in het zichtbare gebied worden gemeten. Gegevens van Regulus zijn te vinden in tabel 33B van het informatieboek Binas.

→ Ga met een berekening na of de bewering in de titel van het artikel binnen de gegeven nauwkeurigheid juist is. In figuur 9 is schematisch de baan van de sonde in de buurt van Mathilde getekend. De invloed van andere hemellichamen wordt buiten beschouwing gelaten.Tussen de punten B en C beweegt de sonde met een constante snelheid in een vrijwel rechte lijn van de aarde af. Alleen tussen C en D verandert de snelheid van de sonde door de aantrekkingskracht van de planetoïde. Voorbij punt D is de beweging weer vrijwel rechtlijnig met een constante snelheid die even groot is als vóór C. figuur 9 aarde Tijdens de beweging van de sonde tussen B en E registreert men op aarde de waargenomen frequentie van de radiogolven die de sonde uitzendt. Figuur 10 geeft deze frequentie weer als functie van de tijd. figuur 10 Gebruik voor het dopplereffect in dit geval dezelfde formule als bij geluidsgolven. Neem daarbij aan dat de beweging van de aarde geen invloed heeft.

De baan van de sonde kan in de buurt van P benaderd worden door een deel van een cirkel. In P treedt de gravitatiekracht op als middelpuntzoekende kracht. Uit de dopplermetingen kan worden afgeleid dat de snelheid van de sonde in P 5,6 10 3 m s –1 is. Figuur 9 staat ook op de bijlage; de (denkbeeldige) cirkel is daarin weergegeven.

→ Ga met behulp van een berekening na of de straal van de cirkel in de figuur op de bijlage de juiste grootte heeft in verhouding tot de afstand tussen Mathilde en P in diezelfde figuur. Omdat de snelheidsrichting van de sonde verandert, verandert ook zijn impuls. Voor het systeem ‘Mathilde plus sonde’ geldt de wet van behoud van impuls. Ook Mathilde ondergaat dus een impulsverandering. Op de bijlage is een deel van figuur 9 nogmaals weergegeven, met daarin aangegeven de impulsvectoren van de sonde in C en in D.