Praktische opdracht

Het oppervlak van de zon

De zon is een ster, net als alle andere sterren die we 's nachts aan de hemel zien staan. Maar omdat de zon zo dichtbij staat, is het de enige ster waarvan we details op het oppervlak kunnen zien, zoals donkere zonnevlekken en heldere zonnevlammen. Door de zon te bestuderen, kunnen astronomen ook veel leren over andere sterren. Met deze opdracht treden we in het voetspoor van de eerste astronomen die met telescopen de zon gingen bestuderen.

Het doel van deze opdracht is om kennis te maken met de verschijnselen op het oppervlak die reeds met een eenvoudige kijker kunnen worden gezien. Ook leer je hoe je de zon veilig kunt waarnemen, zonder je ogen te beschadigen.

Deze opdracht kun je alleen uitvoeren. Wel heb je een telescoop nodig. Wellicht heeft de school een telescoop. Ook kun je naar een publiekssterrenwacht gaan om daar een telescoop te gebruiken. Een medewerker van de sterrenwacht zal je dan helpen bij het gebruiken van de telescoop.

Allereerst ga je informatie verzamelen over de zon en een aantal verschijnselen zoals: zonnevlekken, fakkelvelden, randverzwakking, zonnevlammen en de kleur van de zon. Vervolgens ga je de zon waarnemen met behulp van een telescoop. Welke verschijnselen kun je allemaal waarnemen. Maak een tekening van de hele zon en markeer duidelijk waar je vlekken zie, en maak één of meer gedetailleerde tekeningen van een grote vlekkengroep. Ook kun je proberen om een foto te maken van het geprojecteerde zonsbeeld. Als de kijker beschikt over een speciale adapter om een spiegelreflexcamera aan te sluiten, dan kun je je kijker ook als supertelelens gebruiken. Dit mag alleen als je het licht al voor het objectief verzwakt met een objectiefzonnefilter of solar-screen; net als je oog kan ook je camera stuk gaan als er te veel zonlicht invalt.

Tenslotte maak je een poster waarop je informatie geeft over verschijnselen aan het oppervlak van de zon. Om deze verschijnselen te illustreren gebruik je zoveel mogelijk je eigen waarnemingen.

Waarschuwing

Kijk nooit rechtstreeks door een telescoop naar de zon. Ook niet schuin van achteren. Onherstelbaar oogletsel is anders onvermijdelijk! Vraag aan je begeleider hoe je wel veilig de zon kunt waarnemen.

 

Begeleidingsblad

Het oppervlak van de zon

Benodigde tijd

10 slu

Benodigdheden

  • Telescoop
  • Tekenpapier
  • Groot stuk wit karton
  • Potloden
  • Evt. een spiegelreflexcamera

Randvoorwaarden

Om deze opdracht succesvol af te ronden moet de zon natuurlijk wel schijnen en mogen er niet te veel wolken zijn. Wat schapenwolken kunnen geen kwaad, maar zijn wel hinderlijk. Een lichte sluierbewolking kan de details die we willen zien, uitwissen. Natuurlijk moet de kijker zo kunnen worden opgesteld dat de zon in beeld kan komen, met vrij zicht op het zuidoosten in de ochtend, en op het zuidwesten in de middag.

's Ochtends, als de zon de aarde nog niet heeft opgewarmd, zijn de waarneemomstandigheden optimaal en kunnen we de meeste details zien. Maar ook in de middag kunnen er prima waarnemingen worden gedaan, vooral in de winter.

Benodigde kennis

Basisvorming in de vakken natuurkunde, scheikunde en wiskunde.

Informatiebronnen

Inleiding

De zon is een ster, net als alle andere sterren die zichtbaar worden als de zon onder de horizon verdwijnt. De andere sterren staan echter zo ver weg, dat zelfs de grootste telescopen ze slechts als hele kleine puntjes kunnen afbeelden. Alleen de zon kunnen we zien als een echte bol en alleen hier zijn we in staat om allerlei structuren op het oppervlak te bestuderen. De donkere zonnevlekken houden astronomen al honderden jaren bezig. Een kleine kijker laat nog meer details zien: gebieden met lichte vlekjes, de zgn. fakkelvelden, en de randverzwakking. Heel af en toe is er een heldere zonnevlam, die zelfs in zichtbaar licht kan worden waargenomen. De zon wordt de komende jaren (2000-2003) steeds actiever en de kans op deze uitbarstingen wordt steeds groter. De kans dat leerlingen dit verschijnsel echt zullen zien, is echter niet erg groot. Op 11 augustus is er een totale zonsverduistering zichtbaar vanuit Europa. Voorafgaand aan deze verduistering kunnen leerlingen ervaring opdoen met het veilig waarnemen van de zon.

Doel van deze praktische opdracht is om te leren veilig het oppervlak van de zon waar te nemen met een telescoop en kennis te maken met de verschijnselen op het oppervlak die met een eenvoudige kijker kunnen worden gezien. De leerling moet proberen om verschijnselen vast te leggen met een tekening of foto. De opdracht kan ook door twee leerlingen uitgevoerd worden. De nadruk ligt zou dan niet alleen op de verschijnselen, maar ook op de gebruikte apparatuur en waarneemmethode kunnen liggen.

Uitvoering

Voor deze waarneemopdracht moet men kunnen beschikken over een telescoop, van de school of van een publiekssterrenwacht. In beide gevallen zal iemand de leerlingen enige instructie moeten geven in het veilig gebruik van een telescoop voor zonnewaarnemingen.

Kijk nooit rechtstreeks door een telescoop naar de zon! Een telescoop bundelt veel zonlicht en werkt als een brandglas. Men kan de ogen blijvend beschadigen en zelfs blind worden.

Figuur 1. Zelfs met een zeer eenvoudige telescoop kunnen al details op het zonsoppervlak worden getoond.

Om veilig naar de zon te kijken kan het zonsbeeld worden geprojecteerd op een scherm of stuk papier. Het mooiste is een speciaal projectiesetje dat achter de telescoop bevestigd kan worden, maar men kan ook wit papier geklemd op karton achter de kijker houden. Maar kijk uit dat hierbij nooit in de zon wordt gekeken! Gebruik bij het projecteren van de zon alleen goedkope oculairen (type Huygens of Ramsden). De lenzen van deze oculairen zijn niet gelijmd en kunnen niet stuk gaan wanneer het zonlicht de oculairen verhit. Een andere veilige techniek maakt gebruik van een filter voor het objectief van de kijker (objectiefzonnefilter). Een perfect maar zeer duur filter bestaat uit een platte glazen plaat, waarop een zeer dun laagje aluminium is aangebracht. Publiekssterrenwachten beschikken soms over dit soort professionele filters. Veel goedkoper maar ook goed is een zelfgebouwd filter uit zeer dun plastic folie, waarop ook een dun laagje aluminium is aangebracht. Dit 'solar screen' is o.a. verkrijgbaar bij Stichting De Koepel in Utrecht. Men kan zelf een houder maken uit karton of metaal. Gebruik tenminste twee laagjes van dit folie op elkaar.

Maak nooit gebruik van de donkere 'filtertjes' die vaak bij telescopen worden verkocht en die op of in het oculair moeten worden geschroefd (oculairzonnefilter). Deze staan in het brandpunt van de telescoop en worden zo heet dat ze na korte tijd kunnen springen!

Figuur 2. Projecteren is een veilige methode om de zon te bekijken.

Voor het waarnemen van de zon is niet de volledige opening van de kijker nodig. De meeste kijkers hebben een speciale diafragmaring die voor het objectief geplaatst kan worden; deze ring laat een opening van max. 5 cm diameter over. Gebruik dit altijd bij het projecteren van de zon, opdat er niet te veel zonlicht in de kijker valt, maar ook bij het gebruik van een objectieffilter verdient het aanbeveling om te diafragmeren.

De leerlingen moeten de verschijnselen op de zon zelf proberen waar te nemen. Informatie over deze verschijnselen moeten ze zelf verzamelen. De leerlingen moeten een potloodtekening maken van de hele zon en duidelijk markeren waar ze vlekken zien, en ze kunnen één of meer gedetailleerde tekeningen maken van een grote vlekkengroep. Ook kunnen leerlingen proberen om een foto te maken van het geprojecteerde zonsbeeld. Als de kijker beschikt over een speciale adapter om een spiegelreflexcamera aan te sluiten, dan kunnen ze de kijker ook als supertelelens gebruiken. Dit mag alleen als het licht al voor het objectief wordt verzwakt met een objectiefzonnefilter of solar screen; net als het oog kan ook de camera stuk gaan als er te veel zonlicht invalt.

In jaarboeken als Sterren & Planeten en de Sterrengids kunnen de leerlingen meer tips vinden over het veilig waarnemen en fotograferen van de zon.

Eindproduct

Informatie over de verschijnselen aan het oppervlak van de zon wordt gepresenteerd op een poster. Daarbij wordt zoveel mogelijk gebruik gemaakt van eigen waarnemingen. Wanneer de opdracht door twee leerlingen uitgevoerd worden kan de poster nog uitgebreid worden met informatie over de gebruikte apparatuur en de waarneemmethode.

© 1999 Stichting Universum, Utrecht. Alle rechten voorbehouden. Copiëren voor eigen gebruik, privé of op school, is toegestaan. Overname van deze tekst in andere uitgaven mag alleen met schriftelijke toestemming van de uitgever.

Terug naar startpagina.