Vraag 18
Een stemvork vertoont
resonantie bij een aantal verschillende frequenties waarvan de grondtoon of grondfrequentie de laagste is. De frequentie waarmee iets zelf trilt nadat het aan het trillen gebracht is wordt de
eigenfrequentie genoemd.
Vraag 19
In het
oscillogram kunnen we aflezen dat 3 hele trillingen 8,4 ms duren (zie afbeeldingen hieronder). Voor de trillingstijd vinden we dan
T = 8,4·10
-3 / 3 = 2,8·10
-3 s
Voor de
frequentie vinden we dan met f = 1/T
f = 1 / 2,8·10
-3 = 357,143 Hz
Afgerond 3,6·10
2 Hz en dit ligt inderdaad tussen 20 Hz en 20 kHz en is dus een voor ons hoorbare frequentie.
Vraag 20
Voor de trillingstijd van een
massa-veersysteem geldt
T = 2π · √
m/C T = trillingstijd (s)
m = massa (kg)
C = veerconstante (N/m)
Zowel de massa als de veerconstante zijn in de ruimte gelijk en de trillingstijd zal dus hetzelfde zijn. Er hoeft dus geen rekening mee gehouden te worden.
Vraag 21
Het
atoomnummer (ladingsgetal) van promethium vinden we in Binas (tabel 40A): 61. Deze
isotoop staat niet in Binas tabel 25 maar in de vraag staat dat bij het verval van Pm-147 alleen β-straling vrijkomt en dat het dus β-verval is. Uitgeschreven luidt de
vervalreactie14761 Pm →
14762 Sm +
0-1β
(In Binas tabel 99 is te vinden dat de stof met atoomnummer 62 samarium (Sm) is.)
Vraag 22
Dit heeft te maken met het
doordringend vermogen van β-straling en röntgenstraling. Röntgenstraling heeft een groot doordringend vermogen en zal dus (deels) door het metaal van de bhuizing van het horloge heenkomen. β-straling heeft een zeer klein doordringend vermogen dit zal niet door het metaal van de behuizing komen.
Vraag 23
In Binas tabel 28F vinden we dat de
halveringsdikte van ijzer 0,49 mm (0,049 cm) is voor röntgenstraling van 0,05 MeV. De achterzijde van het horloge is 1,47 mm dik. Dit is
1,47 mm / 0,49 mm = 3 keer d
½Dit betekent dat de intensiteit van de röntgenstraling 3 keer gehalveerd wordt en er blijft dus 50% > 25% > 12,5% van de oorspronkelijke intensiteit over. Dit valt in het eerste hokje (0 - 20%).
Vraag 24
Per röntgenfoton is de energie 0,05 MeV. Dit is omgerekend gelijk aan
0,05·10
6 · 1,602·10
-19 = 8,01·10
-15 J
In een seconde ontvangt de pols 25 röntgenfotonen. In een jaar tijd zijn dit
(365·24·60·60) · 25 = 7,884·10
5 fotonen
De totale geabsorbeerde energie is dan dus
7,884·10
8 · 8,01·10
-15 = 6,3151·10
-6 J
Voor de ontvangen
dosis geldt (zie Binas tabel 35-E3)
D = E/m
Wanneer we dit combineren met de formule voor
dosisequivalent (H=w
R·D) wordt de formule
H = w
R·E/m
We vullen hier in
w
R = 1 (staat in vraag)
E = 6,3151·10
-6 J
m = 0,075 kg (staat in vraag)
en vinden dan
H = 8,4201·10
-5 Sv
Dit is afgerond gelijk aan 0,08·10
-3 Sv en véél kleiner dan de jaarlijkse dosislimiet van 50·10
-3 Sv. Het dragen van het horloge is dus relatief ongevaarlijk.