Essentieel onderdeel van leven gevonden

De James Webb-telescoop heeft koolstofdioxide gevonden op het ijsoppervlak van Jupiter’s maan Europa. Die koolstofdioxide is afkomstig uit de oceaan die zich onder het ijsoppervlak bevindt. Dit is een bijzondere ontdekking, omdat koolstof een essentieel onderdeel van leven is.  

Lees hier het artikel.  

Opdrachten

Het zonlicht dat de maan Europa weerkaatst, wordt door gigantische spiegels van de James Webb-telescoop opgevangen en met spectroscopie onderzocht.  

 

In 1814 ontdekte Joseph von Fraunhofer donkere lijnen in het spectrum van zonlicht. Zijn ontdekking wordt beschouwd als een belangrijke bijdrage aan de ontwikkeling van de moderne spectroscopie.  

In de figuur zie je het spectrum van de zon. Bron absorptielijnen koolstofdioxide  

1. Leg uit waaraan je kunt zien dat dit een absorptiespectrum is.  

2. Hoe kunnen wetenschappers aan de donkere lijnen in het absorptiespectrum zien welke stoffen zich bevinden in de buitenlaag van de zon? 

3. De zichtbare donkere lijnen aangegeven met de getallen 3, 7, 8, 10 en 11 zijn afkomstig van één specifiek element. Gebruik Binas tabel 20 om te achterhalen om welk element het gaat.  

 

Bij het onderzoek naar de samenstelling van de maan Europa wordt gebruik gemaakt van infraroodspectroscopie. De absorptielijnen van CO₂ bevinden zich op 2, en 2,7 en 4,3 en 15 μm

We nemen aan dat deze absorptielijnen tijdens het onderzoek zijn waargenomen.

4. Leg aan de hand van de gegeven golflengtes uit waarom infraroodspectroscopie geschikt is voor het onderzoek naar koolstofdioxide.  

 

Licht bestaat uit fotonen. Elk foton draagt een bepaalde hoeveelheid energie met zich mee, die afhankelijk is van de frequentie en golflengte van het licht.  

De fotonenergie bereken je met: 

 = energie per foton (J)

 = constante van Planck = 6,626 x 10^-34 Js

 = lichtsnelheid = 2,998 x 10⁸ m/s

 = golflengte (m) 

5. Bereken de energie van een foton van het infrarode licht met een golflengte van 4,3 μm.

 

Een CO₂-molecuul absorbeert een foton wanneer de energie van dat foton overeenkomt met het energieverschil tussen twee energietoestanden van het molecuul

6. Leg uit wat er met de energietoestand van een CO₂-molecuul gebeurt wanneer deze een foton absorbeert.  

7. Het energieverschil tussen twee energietoestanden van het CO₂-molecuul is 7,36 x 10^-20 J. Bereken de golflengte van het licht dat geabsorbeerd kan worden.

Extra informatie 

NU

Phet

Wil je meer weten over onze natuurkunde methodes?
Naar website Chemie
Naar website Chemie Overal