1. Je kunt de Maxwellvergelijkingen in woorden uitleggen en kunt uit deze vergelijkingen de driedimensionale (3D) golfvergelijking als functie van plaats en tijd voor elektromagnetische golven afleiden. Je kunt formuleren wat superpositie is en wat de gevolgen van superpositie zijn voor golfeigenschappen.
2. Je kunt laten zien dat vlakke golven een oplossing vormen van de 3D golfvergelijking. Je kunt eigenschappen van vlakke golven (frequentie, golflengte, golfgetal, amplitude, fase) omschrijven en kunt met vlakke golven werken in zowel reële als complexe notatie. Je kunt uitleggen en uit de Maxwellvergelijkingen afleiden hoe de elektrische en magnetische velden in een elektromagnetische golf aan elkaar gerelateerd zijn. Je weet wat de begrippen stralen en golffronten inhouden, en kunt deze schetsen voor een gegeven golfuitdrukking.
3. Je kunt illustreren hoe het reële en het imaginaire deel van de brekingsindex van een medium de voortplanting van licht beïnvloeden. Je begrijpt hoe en waarom de brekingsindices van diëlektrica en metalen verschillen op basis van modellen voor de elektronische eigenschappen. Je kunt het begrip dispersie omschrijven en kunt op basis van de golfvergelijking voor een medium de dispersierelatie afleiden.
4. Je kunt gegeven een elektromagnetische golf de bijbehorende Poyntingvector, irradiantie en intensiteit berekenen. Je begrijpt hoe reflectie en breking (refractie) van elektromagnetische golven tot stand komen. Je kunt beschrijven wat er gebeurt in een staande elektromagnetische golf. Je kunt de wet van Snellius afleiden uit de randvoorwaarden op een mediumovergang.
5. Je kunt aangeven hoe een lens en een prisma werken op basis van breking, en praktische situaties analyseren waarin deze optische elementen gebruikt worden. Je kunt met behulp van de Fresnelvergelijkingen coëfficiënten van reflectie en transmissie aan een grensvlak berekenen. Je kunt omschrijven wat totale interne reflectie is en wanneer dit fenomeen optreedt.
6. Je kunt van een elektromagnetische golf aangeven of deze lineair, circulair of elliptisch gepolariseerd is en uitdrukkingen voor deze golf opstellen. Je kunt met behulp van het Jones-formalisme beschrijven hoe polarisatiefilters en faseplaatjes de polarisatie van licht kunnen beïnvloeden. Je kunt kwalitatief beschrijven wat dubbelbreking is en hoe licht zich voortplant in een dubbelbrekend materiaal.
7. Je begrijpt hoe interferentie volgt uit het superpositieprincipe. Je hebt een kwalitatief begrip van coherentie en kunt benoemen onder welke voorwaarden interferentie optreedt. Je kunt voor eenvoudige optische situaties de vorm van een interferentiepatroon berekenen en posities bepalen waar constructieve of destructieve interferentie optreedt.

1. Je kunt uitleggen hoe we de uiterlijke kenmerken van sterren als temperatuur en lichtkracht bepalen, gebruikmakend van hun optische spectra. Je kunt een Hertzsprung-Russelldiagram schetsen met de belangrijkste klassen van sterren. Je weet waardoor het bepalen van de massa van een ster lastig is, en kunt laten zien hoe dit gemakkelijker is in dubbelsterren.
2. Je kunt werken met de differentiaalvergelijkingen die de sterstructuur beschrijven, en drie daarvan zelf afleiden. Uit de massa van een ster kun je voorspellen hoe grootheden als straal en lichtkracht veranderen gedurende zijn evolutie. Ook kun je werken met de toestandsvergelijkingen voor gedegenereerde en niet-gedegenereerde sterren.
3. Je kunt aangeven welke sterren eindigen als witte dwergen, neutronensterren en/of zwarte gaten en de astrofysische principes uitleggen waardoor dit wordt bepaald. Ook kun je werken met de vergelijkingen die de belangrijkste eigenschappen van witte dwergen, neutronensterren en zwarte gaten beschrijven.
4. Je kunt de derde wet van Kepler afleiden voor een planeet en dubbelster in een cirkelbaan. Hieruit kun je de uitdrukkingen voor de baanenergie en het impulsmoment afleiden, en hun afgeleiden bij massaverlies.
5. Je kunt kwalitatief voorspellen of materie-overdracht in een dubbelster stabiel of instabiel zal zijn. Aan de hand van impulsmoment kun je berekenen hoe de baan van een dubbelster verandert als gevolg van stabiele materie-overdracht. Ook kun je met behulp van behoud van energie uitleggen hoe instabiele materie-overdracht kan leiden tot compacte dubbelsterren en de uitkomst kwantitatief voorspellen.
6. Je kent het fysische mechanisme waardoor compacte dubbelsterren zwaartekrachtsgolven uitzenden en hoe dit leidt tot een afname van de energie en impulsmoment van de baan van de dubbelster. Je kunt deze golven kwalitatief beschrijven aan de hand van bijvoorbeeld de chirpmassa van een zwart gat en uitleggen hoe we deze golven kunnen waarnemen met de huidige en toekomstige detectoren. Ook kun je berekenen tot op welke afstand een bron kan worden gedetecteerd, en uitleggen waar dit van afhangt.
7. Je kunt aangeven wat de structuur van ons heelal op grote schaal is en ruwweg schetsen hoe deze structuur is ontstaan. Ook kun je de belangrijkste waarnemingen uitleggen die hebben geleid naar de theorieën van de Oerknal, inflatie en versnelde uitdijing. Je kunt de wet van Hubble kwalitatief uitleggen en hieruit de leeftijd van het heelal afleiden.

Toelichting

Tijdens het college wordt van de student een actieve houding verwacht. Regelmatig wordt aan de hand van vragen gediscussieerd over met de stof samenhangende problemen en concepten. Er wordt veel gebruikt gemaakt van simulatiesoftware om sleutelbegrippen van nieuwe stof toe te lichten.

Toelichting

Tijdens het college wordt van de student een actieve houding verwacht. Regelmatig wordt aan de hand van vragen gediscussieerd over met de stof samenhangende problemen en concepten. Er wordt veel gebruikt gemaakt van simulatiesoftware om sleutelbegrippen van nieuwe stof toe te lichten.

Voorbereiding

Studenten werken in koppels aan de onderzoeksopdrachten. Aanwezigheid gedurende practicumuren is vereist. Deadline voor afronding en beoordeling van de onderzoeksopdrachten van het practicum ligt twee weken na het einde van blok 4.

Eindresultaat

Verplicht | Weging 100% | ECTS 7,5

• 50% Tussentijds tentamen Optica • 50% Eindtentamen Sterrenkunde Voor het succesvol afronden van de cursus moet het gemiddelde cijfer voor de onderdelen Optica en Sterrenkunde 5,5 of hoger zijn, waarbij voor elk van de onderdelen afzonderlijk onafgerond minimaal een 5,0 is behaald. Beide onderdelen kunnen afzonderlijk worden herkanst.

Ingangseisen

Er is geen informatie over verplichte ingangseisen bekend.

Voorkennis

1. Mechanica: je kent de wetten van Newton en het impulsmoment. 2. Elektromagnetisme: je kent de Maxwellvergelijkingen en kunt deze toepassen in vacuüm en in diëlektrica. 3. Wiskundige technieken: complexe e-machten, lineaire differentiaalvergelijkingen. Ervaring met integraalstellingen is aanbevolen. 4. Python: Je kunt Python gebruiken voor numerieke analyse van eenvoudige fysische problemen.

Voorkennis kan worden opgedaan met

Voorkennis kan worden opgedaan met Relativistische en klassieke mechanica (NS-106B), DATA (NS-109B), Elektromagnetisme (NS-112B) en Wiskundige technieken 1 en 2 (WISN101 en WISN102) of Lineaire algebra, Infinitesimaalrekening A en B (WISB121 en WISB137)

• Nederlands

• 2025 - 2026
• 2024 - 2025
• 2023 - 2024

• Natuur- en Sterrenkunde vanaf 2023-2024
• Natuurkunde en Scheikunde vanaf 2017-2018
• Natuurkunde en Scheikunde vanaf 2023-2024
• Natuurkunde en Wiskunde 2023-2024
• Natuurkunde en Wiskunde vanaf 2024-2025