Over gitaren, horloges, computers en wonderbare kristallen

Toen we een paar weken geleden op kerstavond in familiekring samenzaten haalde schoonbroer Guido op een zeker moment zijn gitaar boven.
En om dat ding te stemmen klemde hij er bovenaan een klein toestelletje op, waarmee hij onmiddellijk de toon (frequentie) van de aangeslagen snaar kon aflezen.
Hij kon dus gemakkelijk de snaarspanningen bijregelen tot alle snaren de juiste toon weergaven.

Een prachtig stukje technologie zo’n gitaarstemmer.
Ik wilde dan ook meteen weten hoe zo’n ding werkt.

Aan de basis van de werking ligt het wonderlijke piëzo-elektrisch effect.
Dit is een duur woord voor een merkwaardige eigenschap die al 1880 door de gebroeders Jacques en Pierre Curie (de man van Marie Curie) ontdekt werd.
Ze stelden vast dat als je bepaalde kristalsoorten (kwartskristallen bijvoorbeeld) vervormt (samendrukt of uitrekt), er tussen de uiteinden van zo’n kristal een elektrische spanning ontstaat.
Als je ze zo'n kristal dus aan een trilling (= snel opeenvolgende samendrukkingen en uitrekkingen) onderwerpt, zal er tussen de uiteinden een wisselspanning ontstaan.
In onderstaande simulatie is dat te zien:

Je kan je wel voorstellen dat de frequentie van die wisselspanning evenredig is met de frequentie van de trilling van het kristal.
Als men dus via een stukje elektronica de frequentie van die wisselspanning kan meten kent men de frequentie waarmee het kristal trilt.
En dat is het nu wat precies in zo'n gitaar-tunertje gebeurt: de trilling van de snaren wordt via het hout doorgegeven aan het kristal in het toestelletje en de elektronica meet de frequentie van de wisselspanning en toont ze op een klein schermpje!

Maar dat piëzo-elektrisch effect is ook omkeerbaar!
Als je een wisselspanning aanlegt tussen de uiteinden van een kwartskristal (of een ander kristal dat het verschijnsel ook vertoont) dan begint dat kristal te trillen met een bepaalde frequentie!
En daar maakt men bijvoorbeeld gebruik van bij de zogenaamde kwartshorloges.

Via de batterij en een elektronische schakeling die voor een wisselspanning zorgt, wordt het mini-stemvorkje in het horloge aan het trillen gebracht met een trillingsfrequentie van 32.768 Hertz (Hz).
Dit kan op het eerste zicht een rare frequentie lijken, maar ze is heel spitsvondig gekozen.
32.768 Hz komt immers overeen met 2¹⁵ Hz en zo’n macht van 2 is via een reeks van 15 elektronische tweedelers gemakkelijk te delen tot 1 Hz.
En 1 Hz is 1 trilling per seconde en dat is wat we nodig hebben voor een klok die de seconde tikt…

Maar het nut van het piëzo-elektrisch effect blijft niet beperkt tot gitaarstemmers en kwartshorloges.
Piëzo-elektrische kristallen zorgen ook voor de klokfrequentie waarmee de processoren in onze computers, tablets en smartphones hun bewerkingen uitvoeren.
En dat hebben we dus allemaal te danken aan de gebroeders Curie.
Alhoewel die zelf in 1880 nooit konden voorzien tot wat een revolutie hun ontdekking zou leiden.

Reuze LEDs op komst. Binnen “afzienbare” tijd.

LEDs (light emitting diodes – licht producerende diodes) staan de laatste tijd volop in belangstelling: LED-lampen verdringen meer en meer de TL-spaarlampen, compacte LED-zaklampen en LED-fietslampen zijn al bij “den Aldi” te koop, LED-TV’s vervangen zo hier en daar al LCD- en Plasma-TV’s enz.

Het opvallend geringere energieverbruik en de geringe warmteverliezen zijn belangrijke redenen om voor LED-licht te kiezen.
Maar de huidige LED’s zijn klein en duur en dat zijn negatieve factoren die de doorbraak vertragen.
Maar daar komt binnen “een paar jaar” wellicht verandering in.

Een paar dagen geleden (9 oktober) meldden wetenschappers van de Zuid-Koreaanse elektronica-gigant Samsung in Nature Photonics  dat ze er in geslaagd zijn om zeer grote LEDs te produceren op basis van een goedkoop glassubstraat.
Het werkzame bestanddeel in LEDs is galliumnitride (GaN), een halfgeleider.

Tot nu toe moest er steeds duur saffierglas gebruikt worden om er kristallen van het halfgeleidermateriaal te laten op groeien. Omdat de stukjes saffierglas beperkt zijn in afmeting, konden ook de LEDs niet groot worden. De grootste LEDs hadden een afmeting van een vijftal centimeter.
De onderzoekers van Samsung slaagden er met de nieuwe technologie LEDs te maken die tot 400 keer zo groot zijn, terwijl de kostprijs van de productie aanzienlijk veel lager is. En ook de helderheid zit goed: tot 600 Cd/m² waar er nu slechts 400 à 450 Cd/m² bereikt wordt.

Samsung wil de nieuwe reuze-LEDs gebruiken in verlichtingsinstallatie en in zeer grote schermen. Ramen in winkelruimte zouden dan b.v. als verlichtingsbron en als supergroot display kunnen gebruikt worden.
Maar dat zal wel nog even duren.
Samsung denkt nog een 10-tal jaar nodig te hebben om tot een commerciële productie te kunnen komen.
Binnen 10 jaar ben ik er 76, zou ik dan nog over LEDs bloggen?
Zou ik dan nog bloggen?

Het moet niet altijd elektronica zijn

We leven in een tijd die beheerst wordt door de computer.
Dat machientje is een meesterlijke combinatie van elektronica en van software die de elektronica bestuurt.
Er komt nog nauwelijks mechanica aan te pas. De harde schijf nog, maar die wordt ook meer en meer vervangen door “solid state memories”.
Toen ik daarover aan het mijmeren was, herinnerde ik mij meteen hoe een oud-leerling van mij, Francis Mouton, lang geleden op een “vrij-podium-dag” in het St.-Janscollege te Meldert-Hoegaarden, het gedicht “Alles gaat elektrisch bij hem thuis” van Jules De Corte voordroeg.
Francis Mouton was (en is) een fijne kerel. Hij is priester geworden en hij werkt nu als Aalmoezenier van de Arbeid bij de armsten der armen in Conselheiro Lafaiete, een middelgrote stad in Brazilië.

In het gedicht dat de toen 17-jarige Francis (nu een 50-iger…) vol overgave voordroeg, doet Jules De Corte sarcastisch over de nieuwe tijden waarin de elektrische apparaten stilaan de huishoudens veroverden. Maar bedenk dat Jules De Corte zijn liedje schreef in 1956… Er was dus nog lang geen sprake van de elektronisch aangestuurde domotica huizen of elektronisch geregelde auto’s
Luister maar eens naar dat mooie dingetje:



In dat eerste decennium na de tweede wereldoorlog, kwamen we uit een tijd waar de mechanica het voor het zeggen had.
Van die mechanische hoogstandjes kon ik als kind eindeloos genieten.
Ik was de hemel te rijk als ik als klein jongetje van mijn vadertje het schitterende binnenwerk van onze Westminster klok mocht bekijken terwijl ze bij het uur haar melodietje sloeg.
Een mysterieuze, fascinerende wereld van bewegende radertjes en tokkelende hamertjes.

Toen ik onlangs op YouTube een filmpje vond over een merkwaardige mechanische mystery box, kwam de warme heimwee naar die tijd van toen weer bij mij binnenwaaien.
Bekijk dat eens.
Een meesterwerkje.
En iets dat voor mijn part niet moet onderdoen voor een iPhone 4.

Alles gaat mechanisch in dit huisje…

Groot alarm

Eergisteren ben ik even opgeschrokken.
Ik ging samen met Mia wat inkopen doen in de Hasseltse Carrefour.
Nietsvermoedend reed ik mijn leeg winkelkarretje door de ingangspoort aan de kassa’s.
En lap: daar ging een oorverdovend alarm af.
De kassière aan de kassa naast de ingang keek mij doordringend aan.
’Ik kom hier wel met een leeg karretje binnen” zei ik, “ik heb nog niets gekocht”.
”Om het even” zei ze, “je zal je toch moeten laten controleren aan de onthaal(?)-balie”
”Misschien zit er wel iets in je zakken dat het alarm doet afgaan”.
Dát voelde ik als een ongeoorloofde beschuldiging aan.
”Is het alarmsysteem niet defect?” probeerde ik nog, maar ze keek me dwingend aan en wees naar de plaats waar ik me moest laten onderzoeken. Ik zag de andere klanten grinniken.
”Kom” zei Mia, “da’s toch geen probleem”.

De mevrouw van het onthaal ging met de scanner over mijn redelijk nieuw daimlederen vest. Geen signaal.
”We gaan uw hemd eens proberen” zei ze
En daar had ze prijs.
Links binnenin zat een klein stoffen label.
“Remove before washing or wearing” stond er op.


Het ging om een splinternieuw hemd dat we onlangs in de Makro hadden gekocht.
Blijkbaar was dat hemd dus gemerkt met een RFID-tag.

RFID staat voor Radio Frequency IDentification.
Zo’n RFID-labeltje is een stukje elektronica dat reageert op een radiosignaal van een leestoestel (aan de kassa b.v.) en dan een gecodeerde informatieboodschap uitstuurt.
Naar het schijnt worden die RFID-tags meer en meer in kleren en andere artikels aangebracht met het oog op de automatisering van het bijhouden van inventarissen.
En dat is nog niet alles.
Het label laat de informatica van de kassa toe om je aankoop te registreren.
Maar in combinatie met je klantenkaart kan nu ook bijgehouden worden wat je precies koopt. Je voorkeuren zijn dus op den duur bekend en marketing kan erop afgestemd worden. Je kan bij een bepaalde categorie klanten ingedeeld worden die gerichte reclame in zijn bus kan verwachten…
Big Brother is dus echt wel watching you…

Aan de uitgangspoort van de verkopende winkel geven de tags geen alarmsignaal af. Maar aan de ingangspoort van een andere winkel kan de RFID-tag een alarmsignaal veroorzaken.
Vandaar het opschrift “Verwijderen vóór wassen en dragen”.

Toen ik na controle en wegknippen van het label weer met mijn karretje door de ingangspoort van de Carrefour reed zei ik tegen de strenge kassierster:
”Ze hebben iets gevonden in mijn hemd.”

Stel je voor dat ik in de Makro een nieuwe onderbroek gekocht had…

Broca’s brain

32 jaar geleden was ik op reis in Amerika.
Wie mij kent weet dat dit voor mij een zeer gedenkwaardige reis was.
In New York kocht ik op Fifth Avenue Broca’s Brain, het schitterende boek van Carl Sagan.

Alhoewel het boek grotendeels  over wetenschapsfilosofie gaat, komt ook het werk van de Franse anatomist Paul Broca ter sprake.

Broca is het best bekend voor zijn onderzoek naar het lokaliseren van gebieden in de hersenen die samenhangen met bepaalde hersenfuncties.
Zo kon Broca in 1865 het motorisch spraakcentrum lokaliseren.
Dit is het hersengedeelte dat er voor zorgt dat we fysiek kunnen spreken. D.w.z. dat we de juiste keel-en mondbewegingen kunnen maken bij het uitspreken van woorden.
Het spraakcentrum dat verantwoordelijk is voor het begrijpen van taal werd een tiental jaar later door Wernicke ontdekt.
Broca kwam tot zijn ontdekking door onderzoek van hersenen van overleden mensen met een spraakstoornis. De fysiologische afwijkingen die hij in die hersenen vond, lieten hem toe het spraakcentrum vast te leggen.
Maar daarmee was nog niet bekend, hoe dat spraakcentrum precies werkt.
Hersenonderzoek op levende mensen is immers een moeilijke zaak omdat hersenscans te weinig details opleveren om de neuronenactiviteit te kunnen koppelen aan het uitspreken van woorden bijvoorbeeld.

In het oktobernummer van Science laten Amerikaanse wetenschappers weten dat ze een belangrijke stap gezet hebben in de opheldering van die werking.
Ze pasten daarvoor een bijzondere techniek toe: intercraniale electrofysiologie.
Bij die techniek worden flinterdunne elektroden zeer precies in de hersenen ingeplant en de hersenactiviteit wordt geregistreerd door het meten van spanningsvariaties.
Op die wijze ze erin geslaagd de opeenvolgende fasen van woordherkenning, grammaticale interpretatie en uitspreken, vast te leggen in specifieke delen van Broca’s gebied.
Ze deden hun onderzoek via leestesten bij mensen die geen enkel spraakgebrek vertoonden.
Voor de woordherkenning waren 200 milliseconden nodig, voor de grammaticale interpretatie 320 milliseconden en voor de spraakverwerking 450 milliseconden. Ze konden ook de precieze gebieden voor elk van die activiteiten lokaliseren. Ze lagen op een paar millimeter van elkaar!

Het bijzondere van dit verhaal ligt hem in het feit dat de drie mensen die de lees- en spraaktesten deden, epilepsiepatiënten waren die, op het moment van het onderzoek, werden klaargemaakt werden voor een hersenoperatie die hen moest afhelpen van hun kwaal.
Er werd dus gebruik gemaakt van de situatie waarbij al elektroden in de hersenen waren ingeplant ter voorbereiding van een chirurgische ingreep.
Zelfs in die precaire situatie waren die patiënten bereid om lees- en spraaktesten te doen.
Over zich opofferen voor de wetenschap gesproken…

Zonnepanelen

Wij zijn bij ons thuis nog niet aan zonnepanelen toe.
Ik ben van mening dat de technologie nog teveel in zijn kinderschoenen staat. En dat de terugverdientijd nog te groot is.
Het zou wel eens zó kunnen zijn dat de terugverdientijd samenvalt met de levensduur van vitale onderdelen.
Daarenboven is Mia niet te spreken over het uitzicht van “die dingen op het dak”. Ze vindt dat aartslelijk.

 
Ja mooi is het niet.
En de fabrikanten weten dit blijkbaar ook.
Want er wordt druk geëxperimenteerd met nieuwe vormen.
Eén van die nieuwigheden is de panelen in de vorm van dakpannen. SRS Energy is een bedrijf dat zoiets fabriceert.

 
 
Mia vindt dat al wat beter.
Maar dat blauw kleurtje vindt ze toch nog niet erg appetijtelijk…
Naar het schijnt wordt er dan ook naarstig gezocht naar andere kleuren.
De zonnepannen zijn ook nog niet verkrijgbaar in ons landje.
Je moet daarvoor nog in Amerika zijn.
Maar als het in Philadelphia zonnepannen druppelt zal het binnenkort bij ons ook wel zoiets regenen.

Over handigheid gesproken

Over robots hoor en zie je maar zo nu en dan eens iets.
Nochtans gaat de “evolutie” ook daar gestaag verder.
En de snelheid waarmee deze machines ingewikkelde handelingen kunnen uitvoeren en controleren is enorm toegenomen.
Op YouTube vond ik recent een filmpje dat de handigheid (letterlijk) van zo’n machientje treffend illustreert: veel straffer dan wat de meeste mensenhanden kunnen!
Kijk maar eens:

Ze zijn eindelijk te zien

Je zal je nog wel herinneren (hoop ik) dat stoffen opgebouwd zijn uit moleculen.
Je kan een molecule de kleinste structuureenheid van een zuivere stof noemen.
De samenstelling van die kleinste structuureenheid van een zuivere stof wordt door de scheikundigen gebruikt om die stof symbolisch voor te stellen.
Zo wordt de zuivere stof water symbolisch voorgesteld door H₂O omdat een molecule van de zuivere stof water is opgebouwd uit 2 atomen waterstof (H) en 1 atoom zuurstof (O)


Allemaal goed en wel.
Maar we moeten goed beseffen dat het hier om een symbolische voorstelling gaat, een model.
En een model is niet hetzelfde als de werkelijkheid.
Alhoewel elk molecuulmodel steunt op theorieën over de bouw van atomen en over de wijze waarop atomen in moleculen aan elkaar gebonden zijn.
En die theorieën hebben al bijna een eeuw lang hun deugdelijkheid bewezen.

Onze molecuulmodellen zullen dus wel een goede benadering van de realiteit zijn. Maar de ultieme proef op som zou er zijn als we zo’n molecule eens echt konden zien.
Niet echt met het blote oog natuurlijk, want daar zijn die molecuultjes te klein voor.
Moleculen hebben afmetingen van een grootte-orde één miljardste deel van een meter. Dit is een nanometer: nm = 10^-9 meter.
Een H₂O-molecule bijvoorbeeld heeft een diameter van 0,275 nm.
Om dergelijk kleine objecten te kunnen zien zijn speciale microscopen nodig.
In dit geval gaat het om een atoomkrachtmicroscoop (Atomic Force Microscope - AFM)

En zeer recent zijn wetenschappers van de IBM Research Laboratory in Zwitzerland er met deze microscopietechniek in geslaagd om voor het eerst echt individuele moleculen te zien!
Ze hebben hun resultaten op 23 augustus jl. gepubliceerd in Science.
Het gaat om pentaceenmoleculen.
Het molecuulmodel van pentaceen dat al jarenlang door chemici over heel de wereld gebruikt wordt ziet er als volgt uit:


En dit is de “foto” die de Zwitserse wetenschappers met de AFM genomen hebben:


De frappante overeenstemming van model en foto is fenomenaal.
Er zijn 6 aparte pentaceenmoleculen te zien!
Je kan er niet naast kijken.

Oef! Met dit staaltje aan IBM-technologie kan ik rustig verder ademen.
Want ik weet nu dat de molecuulmodelletjes waarmee ik mijn leerlingen in de voorbije decennia om de oren heb geslagen, de realiteit prima benaderen.
Ik heb ze absoluut geen blaasjes wijsgemaakt.

Ongewild rondjes draaien

Gisteren had ik het over de rivaliteit tussen de partners in onze dubbel uitgevoerde zintuigen.
En eigenlijk ging het om de hulpeloosheid van onze hersenen bij het verwerken van twee totaal verschillende signalen, elk apart afkomstig van een zintuigpartner van eenzelfde soort (ogen, oren, neusgaten).

Vandaag serveer ik jullie nog een staaltje van de beperktheid van onze grijze materie.
Dit keer gaat het over ons onvermogen om een vaste richting aan te houden als er geen oriëntatiemiddelen voorhanden zijn.
Als de zon of de maan niet van de partij is en je bevindt je in een desolate omgeving zonder herkenningspunten, dan kan je bij het stappen geen vaste richting aanhouden.
Dan begin je onwillekeurig in rondjes te lopen.

Mijn bron is weer Current Biology.
In het laatste online-nummer is een studie verschenen van een groep onder leiding van Jan Souman, een onderzoeker van het Max Planck Instituut voor Biologische Cybernetica in Tübingen.
Die groep heeft proefpersonen laten rondlopen in een uitgestrekt bosgebied in Duitsland en in de Sahara.
De proefpersonen konden in hun beweging gevolgd worden via GPS.
Zo’n beetje zoals de ree van de bospoeper in “Van vlees en bloed”...
Of ben je dat al vergeten?

De gevolgen waren duidelijk.
Als de zon weg was (‘s nachts of bij sterke bewolking) konden de proefpersonen geen rechte weg blijven volgen. Ze maakten steeds cirkels, terwijl ze er zelf van overtuigd waren dat ze rechtdoor liepen.
Als de zon van de partij was, was rechtdoor lopen een fluitje van een cent.
Een echte verklaring waarom het in de zon zo goed lukt heeft men niet. Bij urenlange wandelingen kan de zon immers over meerdere tientallen graden verschuiven. Souman denkt dat mensen dan o.a. hun schaduw als oriëntatiemiddel gebruiken.

Wanneer men de proefpersonen blinddoekte en ze over een uitgestrekte vlakte liet lopen, draaiden ze ook rondjes.
Soms zelfs rondjes van minder dan 20 meter diameter. En de afbuiging van de rechte lijn was volkomen willekeuring: soms naar rechts, soms naar links.
Dit laatste ontkracht de stelling dat mensen bij het wandelen de neiging de hebben een favoriete “beenkant” te kiezen, waardoor ze eerder naar die kant afdraaien dan naar de andere.
Souman denkt dat het geheel van indrukken (hij noemt het “sensory noise”) die op een bepaald moment bij de wandelaar binnenkomen (geluiden in de verte b.v., wind, hobbelige of minder hobbelige ondergrond,…) de beslissing om naar links of naar rechts af te wijken bepaalt.

Souman wil dit nu verder onderzoeken met een zogenaamde “omnidirectional treadmill”.
Dit is een soort loopband zoals je die wel kent van de fitnesscentra (of misschien zelfs van thuis!).
Maar dan wel eentje dat bewegingen in alle richtingen toelaat.
Als je daarbij de proefpersoon via een speciale bril naar virtuele omgevingsbeelden laat kijken, kan je hun wandelgedrag in een labo-omgeving direct en grondig bestuderen en ook de sensory noise variëren.
Het filmpje hieronder maakt dit duidelijk hoe zo'n treadmill werkt en hoe de speciale projectiebril eruit ziet.



Wat er ook van zij, wie zegt dat hij over een onfeilbaar richtingsgevoel beschikt, zou toch misschien best een toontje lager zingen.

Zoals het ytterbiumklokje tikt

Tijd is een moeilijk begrip.
We ervaren tijd als de opeenvolging van momenten.
Tijdsduur is meetbaar. En voor al wat meetbaar is hebben we een meet-eenheid.
Voor lengte is dat de meter, voor massa is dat de kilogram.
Voor tijd is dat de seconde.
Eén meter en één kilogram kunnen we ons nog tamelijk gemakkelijk voorstellen.
Maar wat is een seconde eigenlijk?

Oorspronkelijk was een seconde het 86.400ste deel van een zonnedag.
En een zonnedag is de tijdsduur die de aarde nodig heeft om éénmaal om haar as te draaien, gezien vanaf de zon.
Maar die zonnedag is om allerlei redenen niet constant.
O.a. omdat de rotatie van de aarde om haar as niet constant is.
Toen men dat besefte, is men allerlei trucs gaan bedenken om te corrigeren. Maar het was eigenlijk allemaal wat lapwerk.
De seconde was dus een slecht omschreven eenheid van tijdsduur.

Tot men in 1955 resoluut een andere richting uitging.
Men liet voorgoed de koppeling varen tussen de eenheid van tijdsduur en de aardrotatie. M.a.w. de seconde was niet langer een deeltje van de duur van een dag.
Van toen af aan werd wat er in het inwendige van atomen gebeurt de basis voor de bepaling van de seconde.
Om het niet te ingewikkeld te maken: in een atoom kan men de deeltjes die erin aanwezig zijn zeer snel aan het trillen brengen.
Die trillingen verlopen met een zeer constant ritme en ze zijn zeer precies te tellen. Ik laat hier in het midden hoe men dat doet.

In 1969 heeft men besloten om de seconde een nieuwe definitie mee te geven op basis van zo’n trillingsaantal.
Van toen af aan was 1 seconde = de tijd nodig om in een atoom cesium 9.192.631.770 trillingen te tellen.
De nauwkeurigheid van die telling werd meer en meer verbeterd.
Daardoor werd de fout op de seconde van langs om kleiner.
Een cesium-atoomklok die op die telling gebaseerd is, vertoond tegenwoordig maar een fout van 1 seconde op 100 miljoen jaar!

En toch is men nog niet tevreden.
Men vindt dat nog altijd niet nauwkeurig genoeg.
Een nieuwe studie van wetenschappers aan het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) te Gaithersburg stellen nu voor om niet langer de atoomsoort cesium te gebruiken.
Ze tonen in hun studie aan dat met de atoomsoort ytterbium nog veel nauwkeuriger kan gewerkt worden.
Wellicht zit er dus een aanpassing van de definitie van de seconde aan te komen op basis een trillingsaantal in een atoom ytterbium.

Waarom moet de tijdsduur nu zo nauwkeurig kunnen gemeten worden?
Natuurlijk heeft dit geen nut voor onze dagelijkse bezigheden?
Hola, niet te vlug.
Een paar voorbeelden maar.
Wat dacht je van je radiogestuurd klokje of wekkertje?
Dat haalt zijn juiste tijd uit een radiogolf afkomstig van de DCF77-zender in Mainlingen en op zijn beurt is dat radiosignaal gekalibreerd op een atoomklok in Braunschweig. Ik heb het daar daar al eens in een vorig berichtje over gehad.
Maar niet alleen je wekkertjes, ook je computerklok en de juiste tijd op je radio en TV b.v. zijn geijkt op de Braunschweig atoomklok
En gebruik je nu ook een GPS om de weg naar huis of naar elders te vinden?
Welnu het de nauwkeurigheid van het hele GPS-systeem hangt af van de nauwkeurigheid van de atoomklokken die de 24 GPS-satellieten aan boord hebben.

Laat ons dus maar blij zijn dat die klokjes nauwkeurig werken.
Nu moeten we teminste aan ons vrouwke (of manneke) niet vragen om de kaart te lezen als we ergens naar toe willen.
Was dat bij jullie ook zo’n ramp?

Kepler is er weer

Ik heb in maart en april meerdere blogberichtjes gewijd aan Kepler.
Niet aan de astronoom die ons met zijn fameuze wetten inzicht gegeven heeft in de bewegingen van de planeten.
Wel aan het spectaculaire NASA-project dat de naam van de Duitse sterrenkundige meekreeg.
Met dat project gaat NASA op zoek gaat naar aardachtige planeten rond sterren.
Ze doen met de Kepler-satelliet waarnemingen in een vierkant gebied van onze Melkweg dat, gezien vanuit de positie van de satelliet, iets meer dan 100 graden breed is. Dat gebied ligt tussen de sterrenbeelden Zwaan (Cygnus) en Lier (Lyra).


Hieronder zie je dat gebied van de sterrenhemel wat meer in detail.
De blauwe diagonale band is onze Melkweg, die dwars door het sterrenbeeld Cygnus (Zwaan) heen loopt.

Ik ga hier het hele Kepler-opzet niet opnieuw uit de doeken doen.
Zoek daarvoor maar eens in mijn blog met “Zoeken in mijn blog”.
Dat Google-zoekmachientje vind je ergens aan de rechtse kant van deze pagina.

Voor wat volgt is het belangrijkste dat je weet dat men geschikte planeten probeert te vinden door het detecteren van het voorbijtrekken van zo’n planeet vóór zijn ster .
Dat voorbijtrekken noemt men “een transitie”.
Bij zo’n transitie wordt het licht van de ster een minuscuul klein beetje gedempt.
Ik geef een voorbeeld van hoe klein die demping wel is.
Als b.v. de planeet Jupiter voor onze zon passeert, wordt het zonlicht met 1% gedempt.
Van waar komt die 1%?
De straal van Jupiter is afgerond 70.000 km.
De straal van de zon is afgerond 700.000 km. Dus 10 maal meer.
Je zal nog wel weten dat de oppervlakte van een cirkel = π.r²
Een kleine rekensom leert ons dan dat de oppervlakte van de zonneschijf 100 (=10²) maal groter is dan de oppervlakte van Jupiter. Jupiter bedekt dus 1/100 of 1% van de oppervlakte van de zon. De sterkte van het zonlicht zal dan met 1% dalen. Simpel niet?

Het zijn dus dergelijke kleine dipjes die men wil meten.
Maar hou er dan toch rekening mee dat het hier niet om waarnemingen binnen ons eigen zonnestelsel gaat. Ze gaan hier dipjes meten op circa 1000 lichtjaren van de aarde af!
Maar voor de super-gevoelige fotometers en de elektronica aan boord van de Kepler-satelliet is dat waarneembaar.
Dat hoopt men toch.

En die hoop is niet ijdel gebleken.
Een paar dagen geleden (6 augustus) liet NASA weten dat Kepler, in een testfase, een transitie heeft kunnen meten.
Het gaat over de passage van de planeet HAT-P-7b.
Die planeet draait rond een ster die bekend staat als HAT-P-7.
Rare namen zijn dat misschien, maar er zit een betekenis achter.
HAT staat voor “Hungarian-made Automated Telescope” omwille van de Hongaarse wetenschappers die aan de basis lagen van het netwerk van optische telescopen dat planeten rond andere sterren waarneemt.
P-7b is een code die de volgorde van ontdekking van de planeet door dat netwerk aangeeft.
HAT-P-7b is de 7de planeet in de rij van de 13 tot nu toe waargenomen planeten.
HAT-P-7 zelf is de ster waarrond HAT-P-7b draait.
Voor astronomen is HAT-P-7 dus een bekende ster die zich op ongeveer 320 parsec van de aarde bevindt.
De parsec is een astronomische lengtemaat. Iets voor enorm grote afstanden dus. 1 parsec komt overeen met 3,26 lichtjaar.
HAT-P-7 bevindt zich dus op ongeveer 1043 lichtjaar. Dit is de “normale afstand” voor Keplers waarnemingsgebied.

En dit zag Kepler gebeuren, toen hij HAT-P-7 en HAT-P-7b gedurende 10 dagen observeerde:

De onderste curve is een uitvergroting van de bovenste.
Links zie je zeer duidelijk de “grote” dip in lichtsterkte van de ster HAT-P-7 als de planeet voorbijkomt.
De diepte van die dip heeft natuurlijk te maken met de oppervlakte van de planeetschijf t.o.v. de oppervlakte van de HAT-P-7. Denk aan ons voorbeeld met Jupiter hierboven.
Maar wat is dat raar klein dipje rechts dan, dat pas bij de uitvergroting goed duidelijk wordt?
Dat dipje doet zich voor als de planeet achter de ster verdwijnt!
Elke planeet weerkaatst immers een deel licht van zijn ster. Zo zien we b.v. Venus aan de hemel staan omdat Venus het zonlicht weerkaatst, alhoewel Venus zelf geen licht uitstraalt.
Idem met onze maan (misschien is die intussen al als planeet erkend?). Naargelang van de positie van de maan t.o.v. de zon en de aarde, weerkaatst ze meer of minder zonlicht: nieuwe maan, eerste kwartier, laatste kwartier, volle maan.
Ook zo voor HAT-P-7b. Zolang die nog niet achter zijn ster zit, weerkaatst hij ook een deel van het sterlicht. Maar van zodra hij achter de ster verdwijnt, valt het weerkaatste licht weg en dus… klein dipje.
Is dat niet mooi?
Nog mooier is dat NASA daar een prachtige animatie van gemaakt heeft, zodat je zowel de grote dip links als zijn klein broertje rechts nog beter kan begrijpen.



Kepler is er dus klaar voor.
Het is nu nog wachten of uit de waargenomen transities ook een planeet zal te voorschijn komen die aardachtige karakteristieken heeft.
De satelliet krijgt daar nog minimum 3 jaar zoektijd voor.
En moest dat ooit een positief resultaat opleveren, dan zijn we vertrokken: “Beam us up Scotty!”

Wat is een pitotbuis?

Wellicht hebben jullie het gisteren ook op het nieuws gehoord.
Men vermoedt dat één van de redenen van het ongeval met de Franse Airbus vóór de Braziliaanse kust, het slecht functioneren is van de pitotbuizen ten gevolge van ijsvorming op die meetinstrumenten.
Veel meer uitleg hebben we van de VRT-nieuwslezers niet gekregen.

Maar wat is zo’n pitotbuis eigenlijk en waartoe dient ze?
Hierboven zie je er eentje ingeplant op de romp van een vliegtuig.
Hieronder zie je er eentje meer in detail


Pitotbuizen zijn meetinstrumenten die toelaten om de snelheid van b.v een vliegtuig te bepalen.

Algemeen zijn pitotbuizen toestellen die toelaten snelheden van gasstromen of vloeistofstromen te bepalen.
De uitvinder, Henri Pitot, heeft ze in 1732 voor het eerst gebruikt om de stroomsnelheid van de Seine te bepalen.
Bij vliegtuigen zal het dan uiteraard gaan om de snelheid van een luchtstroom. D.w.z. de snelheid waarmee de lucht door de buis getrokken wordt door het bewegende vliegtuig. Die luchtsnelheid is dus ook de snelheid van het vliegtuig. Tenminste één van de snelheden: de airspeed of luchtsnelheid.

Hoe kan je met zo’n buis de luchtsnelheid en dus ook de snelheid van het vliegtuig bepalen?
Hiervoor moeten we de bouw van zo’n pitotbuis wat van dichterbij gaan bekijken én er wat fysica bijhalen.


Het wordt dus nu een beetje (veel) technisch. Hoe je klaar en probeer te volgen.

Het horizontaal stuk van de buis is meestal een 25 cm lang en de diameter bedraagt 1 cm.
Op de tekening is maar één zijopening aangegeven, maar in de werkelijkheid zijn dat er dikwijls meer die allemaal in verbinding staan met de “gele drukkamer”.
Via die zijopeningen eerst in de gele drukkamer de statische druk p_s. Dat is de luchtdruk op de vlieghoogte. Die druk is statisch omdat er geen stroming zit in de gele buizen.
De centrale opening vooraan links wijst in de vliegrichting en ze staat via een buis in verbinding met de “witte drukkamer”.
In de witte kamer heerst de zogenaamde totale druk p_t. Dit is de druk veroorzaakt door de luchtdruk + de druk veroorzaakt door de stromende lucht.
Tussen de witte en de gele drukkamer zit een elektronisch membraan (transducer).
Ten gevolge van het drukverschil zal dat membraan naar één kant boller gaan staan. Die vervorming resulteert in een elektrische spanning tussen de uiteinden van het membraan.
Via die spanning kan men dus het drukverschil Δp tussen de witte en de gele kamer meten.
Δp = p_t - p_s
En nu komt het.
Bernouilli, een tijdgenoot van Pitot, was erin geslaagd een uitdrukking af te leiden voor de totale druk p_t:

p_t = p_s + 1/2.(d.V²)
of Δp = 1/2.(d.V²)
waaruit V = (2.Δp /d)^1/2

Oef, we zijn er.
De laatste formule leert ons dat de snelheid V kan bepaald worden door meting van Δp en van de luchtdichtheid d op de vlieghoogte.
En je zal wel begrijpen dat ijsvorming de luchtstroming door de pitotbuis kan hinderen en beïnvloeden. Foutieve waarden voor de luchtsnelheid zijn het gevolg. En die foutieve informatie kan gevaarlijk zijn. Pitotbuizen op vliegtuigen worden daarom meestal elektrisch verwarmd.

Toen ik dat hier aan het neerschrijven was, moest ik meteen terugdenken aan 44 jaar (!) geleden toen ik in de 2de kandidatuur scheikunde aan de UGent zat en fysicales kreeg van prof. Moens zaliger.
Eén van zijn klassieke examenvragen (“nen tuyau” - een buisvraag - zei men toen in Gent) was de afleiding van de wet van Bernoulli.
Moens was “gene gemakkelijken”. Ik heb hem toen wel een beetje verwenst. Maar vandaag ben ik toch content dat hij me die belangrijke wetmatigheid heeft leren kennen.

Kepler doet zijn blinddoek af

Dat ik een fan ben van de Kepler-missie moet ik niet meer verduidelijken hoop ik.
Het is dus niet zomaar dat ik, na het "Around the world in 80 telescopes"-festijn, mijn blogbericht van vrijdag 3 april zó heb aangepast, dat de videosessie over het Kepler-project daar permanent beschikbaar blijft.

Ik heb jullie ook al laten weten dat Kepler twittert. Regelmatig ontvang ik een tweet.
Zo meldde Kepler vorige woensdag dat de NASA-ingenieurs de stofkap verwijderd hebben die zijn fotometers afdekte.

Animatie die het loskomen toont van de stofkap van de Kepler-ruimtetelescoop. Image credit: NASA/JPL
Ga naar de animatie

Daarmee is Kepler zijn blinddoek kwijt en kan hij binnenkort naar de sterren in zijn observatiegebied beginnen kijken.
Die blinddoek was nodig om beschadiging van de 42 zeer gevoelige CCD's bij het lanceren te beletten.
Nadien is de stofkap nog tot vorige week op gebleven, om de fotometers te kalibreren. Dit gebeurde in het donker, d.w.z. met de stofkap op, om de achtergrondruis, komende van de elektronica van de satelliet, precies te kunnen bepalen. Die achtergrondsignalen zullen later van de echte meetwaarden afgetrokken worden.

Vóór Kepler echt met zijn zoektocht naar aardachtige planeten in ons melkwegstelsel begint, moeten de NASA-ingenieurs nog verdere kalibraties uitvoeren, nu niet meer in het donker, maar met beelden van sterren.

En dan kan het echte werk beginnen: 3,5 jaar observatie van dipjes in de lichtsterkte van sterren. En eureka als die dipjes veroorzaakt worden door leefbare planeten.
Voor meer uitleg verwijs ik naar mijn blogbericht van 7 maart
En ik hou jullie op de hoogte.

Credit: NASA/JP

Dat het LED-licht schijne...binnenkort

Jullie zullen ook al wel gehoord of gelezen hebben dat de Europese Commissie plannen heeft om de gloeilamp in Europa vanaf september 2009 gefaseerd uit de rekken te halen. In 2012 moet de verkoop ervan helemaal stilvallen.
De gloeilamp wordt dan vervangen door de spaarlamp die minder energie verbruikt en minder milieubelastend zou zijn.

Wat die mindere milieulast van de spaarlamp betreft zijn er de laatste tijd wel wat twijfels gerezen. Een spaarlamp is immers niet anders dan een samengeplooide TL-lamp met, net zoals haar langere broer, een binnenkant vol giftige fluorescentiezouten (het witte poeder op de binnenkant van de glaswand) én met een kleine hoeveelheid kwikdamp. Ik ga daar niet verder op in.
Maar ondertussen is er al een geduchte concurrent van de spaarlamp op de markt verschenen: de LED-lamp. En die biedt nog veel betere energie- en milieutroeven dan de spaarlamp.

Om een gloeilamp licht te laten geven moet de gloeidraad tot 1700°C opgewarmd worden en slechts een beperkt deel van die warmte-energie wordt in zichtbaar licht omgezet. Het overgrote deel wordt weer uitgestraald als warmte zoals je al zal gevoeld hebben als je eens een kapot peertje wilde vervangen onmiddellijk nadat het de geest gaf. Er wordt maar 5% van de elektrische energie in lichtenergie omgezet.
Veel energieverspilling dus. En omwille van de hoge temperatuur ook een beperkte levensduur: gemiddeld 800 uur voor een 100 W-lamp.

Spaarlampen en TL-lampen zijn al heel wat zuiniger. Er moet toch nog wel behoorlijk wat energie ingepompt worden om de hoge spanning op te bouwen die nodig is om de kwikdamp ultraviolet licht (UV) te laten uitstralen. Dat UV-licht doet op zijn beurt de fluorescentiepoeders op de glaswand zichtbaar licht uitsturen. Dit is zogenaamd koud licht. Er gaat dus minder energie onder de vorm van warmte verloren. Bij de omzetting van UV-licht naar zichtbaar licht in de fluorescentiepoeders gaat er wel een (klein) deel energie verloren.
De spaarlampen hebben dan ook een langere levensduur dan de gloeilampen: ze leven gemiddeld 10 maal langer, dus ongeveer 8000 uur.
Het lichtopbrengst is daarenboven ook een stuk hoger: per Watt levert zo'n lamp tot 6 keer meer licht dan een gloeilamp. Je kan dus hetzelfde lichteffect bereiken met een lamp die 6 keer minder energie verbruikt.

Omwille van hun grotere efficiëntie in energieverbruik en levensduur zijn spaarlampen nu voordeliger dan gloeilampen, ondanks de nog hogere aanschafprijs

En die fameuze LED-lampen dan?
LED-lampen vragen in vergelijking met spaarlampen een veel minder hoge energie-input. En ze hebben een hogere lichtopbrengst. Het energieverbruik voor hetzelfde lichteffect is daardoor maar de helft van dat van een spaarlamp. En vergeleken met een gloeilamp verbruikt een LED-lamp zelfs 90% minder energie.
Het essentiële deel van de lampen bestaat "gewoon" uit stukken halfgeleidermateriaal (galliumarsenide). Bij de lichtproductie in dat materiaal treden er vrijwel geen opwarmingseffecten op. Daarenboven is de levensduur nog 6 à 7 keer langer dan die van een spaarlamp. Dus 50.000 uren. Dat komt er op neer dat zo'n LED-lamp 10 jaar lang 12 uur kan branden. Als men aanneemt dat een lamp in een woning per jaar genomen gemiddeld 3 u per dag aan is, dan zou een LED-lamp gemiddeld 40 jaar kunnen meegaan.
Omwille van de onoplosbaarheid van het galliumarsenide is ook de milieulast verwaarloosbaar t.o.v. die veroorzaakt door spaarlampen. En de LED-lampen zijn bijna onbreekbaar. Het omhulsel en de armaturen wel.

Waarom wachten we dan nog? Waarom schakelen we in Europa niet massaal over van de gloeilamp naar de LED-lamp?
De kostprijs! Een LED-lamp met een vergelijkbare lichtopbrengst als een gloeilamp van 100 W kost nog 30 keer zo veel. Voor particulieren is dit een nog te grote stap.
Maar voor verlichting van steden en grote gebouwen begint de energiewinst belangrijker te worden dan de installatiekost.
In de Verenigde Staten heeft het U.S. Departement of Energy (DOE) berekend dat 22% van alle elektriciteitsverbruik in de V.S. aan verlichting besteed wordt. En dat zal in Europa ook wel zo iets zijn.
Overschakelen naar LED-verlichting zou in de V.S. tegen 2028 een besparing van 280 miljard dollar opleveren.
Onderzoekers van het Renselaer Polytechnic Institute berekenden dat, als men wereldwijd de overschakeling naar LED-licht zou doen tijdens dit decennium, men 280 elektriciteitscentrales van 1.000 megawatt (1 megawatt = 1 MW = 1 miljoen watt) zou kunnen sluiten. Dat zou nog eens een bijdrage zijn aan het energievraagstuk en de klimaatproblematiek. Wat denk je daarvan mannen en vrouwen van de Nacht van de Duisternis?

Het gunstige effect op het energieverbruik heeft als gevolg dat er in de V.S. meer en meer steden, maar ook grote instellingen, op LED-verlichting overschakelen. Het Pentagon b.v. heeft al 4200 LED-lichtarmaturen geplaatst en de stad Los Angeles vervangt tegen 2014 140.000 straatlampen door LED-lampen.
Maar ook kleine projecten steken de kop op: in Italië heeft het stadje Torraca, met 1200 inwoners, zijn de straten volledig met LED-lampen verlicht. En fier dat ze zijn!
Waar wachten we in Romershoven nog op? Of moet het weer eerst in Hoeselt-Centrum gebeuren?...

En er was nog een verjaardag!

We kunnen hier niet alles tegelijk vieren. Gisteren was het Mia’s verjaardag, zaterdag was het pi-dag.
Maar vrijdag 13 maart was het ook de 20ste verjaardag van het Wereld Wijde Web (WWW). En daar wil ik zeker ook aandacht aan besteden.
 
Ik mag zeggen dat ik die geboorte 20 jaar geleden van dichtbij meebeleefd heb.
Van 1989 af had ik thuis al een internettoegang via een telefoonmodem en abonnement bij Compuserve.
Compuserve was een Amerikaans bedrijf dat zijn computernetwerk tegen betaling beschikbaar stelde aan de hele wereld via het Internet.
Het Internet was een wereldwijd burgerlijk computernetwerk afgeleid van het Amerikaans militair netwerk Arpanet.
Toen ik bij Compuserve aansloot hadden ze ook in Brussel al een inbelpunt op hun netwerk, zodat je tegen een aanvaardbaar telefoontarief toegang kon krijgen.
Het-van-het waren in die tijd de zogenaamde forums, waarin mensen met gelijklopende interesses via het internet met elkaar konden corresponderen. Het was een boeiende internationale praatbarak.
Alles verliep nog via getypte tekst, maar er was wel al een mogelijkheid om kleine computerprogrammaatjes (shareware) uit te wisselen en te downloaden.
We voelden de wereld zienderogen kleiner worden.

Ter gelegenheid van het schoolfeest van 1990 gaf ik een demonstratie van wat internet was en van de potentiële mogelijkheden die het als enorme informatiebron zeker voor het onderwijs kon bieden. Ik had daarvoor 2 grote monitoren gehuurd en de bezoekers konden samen met mij, in een lokaaltje tegenover onze leraarskamer, kennismaken met het Net.
Het Heilig Graf had (weer eens) voor een primeur in het Bilzerse onderwijs gezorgd.

Toen kwam 1992 en het Wereld Wijde Web. 


De Amerikaanse fysicus Tim Berners-Lee (rechts op de foto) en zijn Belgische collega, de in Tongeren geboren ingenieur Robert Cailliau (links op de foto), ontwikkelden een netwerk van knooppunten, een web met computers waarop, via een specifieke taal (HTML), hypertextdocumenten werden opgeslagen.
Hypertextdocumenten zijn documenten die elementen bevatten (hyperlinks genoemd), waardoor men via een eenvoudige muisklik naar een ander document wordt geleid. Om die hypertextdocumenten te kunnen zien en gebruiken is een zogenaamde browser nodig.
Ik herinner me dat Netscape de eerste browser was die toegang gaf tot dat wereldwijde web.
Het hek was de dam en het WWW kende op korte tijd een enorme explosie. Snel werden, naast tekst, ook beelden, klank en film op de hypertextpagina’s toegankelijk.
Een set van die pagina’s kreeg de naam website. En websites bezoeken via een browser werd surfen: het internettaaltje kreeg een snel groeiende woordenschat.
Er kwam programmatuur beschikbaar waarmee ook amateurs hun eigen websites konden in elkaar flansen. En al snel had ook het Heilig Graf zijn eigen website.

20 jaar na de geboorte van het Web is internet niet meer weg te denken uit ons leven. Surfen, e-mailen, chatten, skypen, twitteren, facebooken,… zijn voor velen een dagelijkse bezigheid.
Het Net en het Web zijn in die tijd ook enorm veranderd.
Van een passieve infomatiebron is het Web geëvolueerd naar een omgeving waar de gebruikers mee de informatiestroom bepalen via blogs en nu ook twittertweets.

Wat het Web in de toekomst wordt is koffiedik kijken.
Een verdere integratie in andere toestellen dan PC’s is voor de hand liggend. De koppeling van het Web met GSM en GPS is al een feit. Schoolborden worden digiborden waarop de kolossale informatie van het Web klassikaal voor het onderwijs in realtime bereikbaar is.
De klassieke informatiemedia zoals kranten, maar ook radio en TV zullen zich snel moeten aanpassen en zich meer op duiding moeten concentreren i.p.v. als eerste informatiebron te willen optreden. Ik heb over vrijwel elk nieuwsfeit al uren lang talloze twittertweets binnen vóór daar ‘s anderendaags iets van in de krant te lezen is.

Spijtig genoeg is er wellicht ook een grote kans op het ontstaan van een nieuwe soort armoede: de armoede van het gebrek aan geïnformeerd zijn omdat men de financiële draagkracht niet heeft om zich de nieuwe ICT-middelen aan te schaffen.

En het gaat toch allemaal zo geweldig snel. Of is dat soms ouder  worden?
Ik hoop dat ons oud koppeke dat allemaal kan blijven bijhouden. 
Ik sluit dit mijmeringske af met een YouTubeke (nog zo’n recent internetfenomeen) dat u een duidelijk overzicht geeft van de nog jonge ontstaansgeschiedenis van het Net. Het in nogal technisch, maar kijk maar eens rustig. 

Kepler versus Sofie Van Moll

Sofie Van Moll probeert al weken aan een stuk onze zaterdagavonden te vergallen met haar "Hartelijke groeten aan iedereen"-programma.

Voor mij een onnozel gedoe rond het opstellen van een boodschap die aan buitenaardse wezens zou moeten gezonden worden, door ik weet niet wie en ik weet niet wanneer.

Intussen lanceerde NASA gisterenavond zijn Kepler-missie.

NASA zet hiermee een specifiek project op om systematisch op zoek te gaan naar aarde-achtige-planeten rond andere sterren in ons melkwegstelsel.
Er wordt meerbepaald gezocht naar planeten met een grootte gaande van half tot tweemaal zo groot als onze aarde, in de zogenaamde leefbare zone van hun sterren.
De leefbare zone (habitable zone) van een ster is een gebied waar men vermoedt dat er leven mogelijk is en waar vloeibaar water aan het oppervlak van de planeten kan voorkomen. Water is immers onontbeerlijk voor op koolstof gebaseerd leven zoals het leven op aarde.

De leefbare zone rond onze zon situeert zich uiteraard in een strook rond 1 AE ( AE= astronomisch eenheid = afstand aarde-zon) want onze (nog?) leefbare aarde ligt precies op 1AE.
Hoe helderder sterren zijn, hoe meer energie ze uitstralen en dus hoe verder men van de ster af moet gaan om vloeibaar water te kunnen vinden. En dus hoe verder de leefbare zone van die ster afligt.

Merk op dat Mars juist aan de grens van de leefbare zone rond onze zon ligt. (Foto Wikipedia)

De Kepler-telescoop die gisterenavond in een baan rond de aarde gebracht is, zal gedurende 3,5 jaar waarnemingen verrichten in een beperkt gebied van onze melkweg, aangegeven door de gele kegel op onderstaande tekening:

Bron: NASA - Kepler-site

De methode om de planeten rond de sterren te ontdekken zit erg spitsvondig in mekaar.
Kepler observeert een ster. De massa van de ster kan men bepalen uit herderheidsmetingen.

Als een planeet vóór die ster passeert, dimt hij bij die passage een klein beetje het licht van de ster.

Kepler heeft zeer gevoelige lichtmeters aan boord die deze kleine vermindering in lichtsterkte kunnen meten en die dus de planeet ontdekken.

Kepler kan ook meten om de hoeveel tijd die planeet vóór de ster passeert.
Uit die omlooptijd en kennis van de massa van de ster kan de afstand van de planeet tot de ster berekend worden. 
Tussen haakjes: voor die berekening steunt men op de derde wet van Kepler...

Met die afstand en kennis van de helderheid van de ster kan men berekenen of die planeet in een leefbare zone ligt zoals ik hierboven heb uitgelegd.

Om dergelijke gevoelige metingen te doen moet de meetapparatuur in de Kepler-telescoop uitermate verfijnd zijn.
James Fanson, Kepler project manager bij Nasa's Jet Propulsion Laboratory in Californië, beweert dat, als Kepler 's nachts naar een klein stadje op aarde zou kijken, hij zou kunnen detecteren als er iemand in dat stadje voorbij een aangestoken zaklamp passeert!

Met Rodenbach zeg ik daarom: Ei, Sofie Van Moll, ween van spijt, en werp uw kroon naar Kepler!

2019 volgens Microsoft

Toen ik gisteren mijn Twitter-avontuur voorstelde had ik het over de enorme invloed die de informatie- en communicatietechnologie heeft op ons dagelijks leven.

Microsoft heeft op 28 februari een filmpje op het net gelanceerd, waarin het bedrijf zijn toekomstvisie voor de komende 10 jaar voorstelt.

Als je dat ziet is de crisis ver weg. Alle problemen waarvoor de media de mensen de dag van vandaag angstig aan het maken zijn (financiële crisis, tewerkstellingscrisis, energiecrisis, klimaatcrisis, bestuurscrisis, veiligheidscrisis, vul maar aan) worden van tafel geveegd.

Dit zal natuurlijk zeker veel te simplistisch zijn, maar ik vind het toch de moeite waard om eens te bekijken. En je weet dat er in 10 jaar veel kan veranderen.

Opvallend is de alomtegenwoordigheid van aanraakschermen, videowanden en transparante displays, tot op betaalkaarten toe.

Merkwaardig zijn de realtime vertaalsystemen waardoor communiceren, zelfs met een Chinees, kinderspel wordt.

Even opvallend is hoe Microsoft, in het begin van het filmpje, accent legt op de onderwijstoepassingen van de komende ICT- technologie.

Ik hoop dat we binnen 10 jaar nog van iets van al dat moois mogen genieten.

Miniaturisatie

Een zestiger zoals ik, heeft het geluk(!?) gehad om in zijn leven een enorme technologische en wetenschappelijke revolutie mee te maken.
Vooral de technologische ontwikkelingen hebben onze samenleving enorm beïnvloed.
De toepassing van de elektronica en de steeds verderschreidende miniatuurisatie van elektronische circuits hebben daar een centrale rol in gespeeld. In de informatietechnologie is die steeds verdergaande verkleining van de schakelingen fenomenaal.

Tegenwoordig situeert de werkdimensie van de chiparchtiectuur zich op het nanoniveau.

Hieronder zie je een foto van Intels splinternieuwe 32 nm (nm = nanometer = 10^-9 meter) Nehalem chip. Elke chip bevat niet minder dan 1,9 miljard transistoren.

Die miniaturisatie speelt niet alleen een rol in de processorarchitectuur, maar evenzeer in de geheugenarchitectuur.

Ik herinner mij opnieuw mijn ZX81 computerke met 1 kilobyte intern geheugen en extern moest alles op casettjes.
Eind jaren 80 kreeg ik van het LUC (nu UHasselt...) een MS-DOS PC in bruikleen met een harde schijf van 20 MB (MB = megabyte = miljoen bytes). Ik was de koning te rijk.

Nu koop je b.v. in de Makro externe harde schijven met een opslagcapaciteit van 1 TB (TB = terabyte = 10¹² byte = 1 miljoen MB).

En kijk dan eens naar de afmetingen.
Spectaculair is dat te zien in onderstaande foto die ik vond op de site van CNet-News:
1 GB in 1988 op een harde schijf die je zo maar niet in je binnenzak stopt naast 1 GB in 2008 op een SD-kaartje zoals velen er eentje in hun digitaalfototoestel zitten hebben:

courtesy Toxicjunction

Intussen loopt de harde schijf in mijn koppeke stilaan vol.

Het wordt tijd dat ik eens een paar externe gigabytes laat inplanten.

Zou Jeff Hoeyberghs dat esthetisch verantwoord kunnen doen?

Een leerzaam Aldiklokje

Ik heb zo de gewoonte om bij mijn Aldibezoekjes altijd spullen mee te brengen van het "wat-ik-ooit- nog-wel-eens-zou-kunnen-gebruiken-maar-ik-weet-nog-niet-wanneer"-type.

Mijn garage staat er vol van: slijpschijven, bovenfrezen, laserwaterpassen, dopsleutelssets,... Het kan niet op.

Vorige zaterdag was het weer prijs. Ik zag daar een lieftallig wekkertje van 6,99 €. Pardoes verdween het in mijn winkelkarretje, terwijl Mia nog naar een zak zoete Nicola-aardappelen aan het zoeken was. Dat is koopstrategie.

Geen nood nochtans aan wekkers of horloges bij ons thuis. Je kan overal en langs allen kanten zien hoe laat het is.

Maar een radiogestuurd klokje was er nog niet bij. En dát deed het nu juist bij de techneut die ik ben en die ik blijven zal.
Ik wou zo'n ding dat automatisch altijd de juiste tijd aanwijst, dag en nacht, zomer- en wintertijd, zonder dat je er een vinger moet naar uitsteken.

Een batterijtje moet er natuurlijk wel in.
En daar begon mijn geluk al: van zodra het "pilleke" er in zat klonk er een duidelijke biep en de wijzers begonnen vanzelf lichtjes zoemend rond te draaien tot ze 12 uur aanwezen. Een korte pauze en dan draaiden ze behoedzaam verder tot ze op 15.23u. bleven staan. Ik wist hoe laat het was. En het klopte, want mijn (+/-) 26 andere klokken gaven ongeveer hetzelfde aan. Ik was in de hoogste hemel, blij als een kind met mijn nieuw speeltje.

Maar hoe doet zo'n ding dat toch?

De hersenen van zo'n wonderbaarlijk klokje, bestaan uit een kleine radio-ontvanger die afgestemd is op een zender die een tijdsignaal uitstuurt.
Met dat tijdsignaal, wat spitsvondige electronica en wat mechanica, worden de wijzers op de juiste plaats gebracht.

Maar dat tijdsignaal komt niet uit Genk of Hasselt of Lummen. Zelfs niet uit Romershoven.

Het komt uit Duitsland. Uit Mainflingen, een stadje dichtbij Frankfurt am Main, op zo'n 350 km van Romershoven.

In Mainflingen staat één van de belangrijkst Europese DCF77-zenders.

DCF77 is een letterwoord. D = Duitsland,  C = het kenteken voor langegolfzenders, F = Frankfurt.
Het cijfer 77 staat voor de eerste twee cijfers van de frequentie van de radiostraling die de zender uitstuurt. Precies bedraagt die frequentie 77,5 kilohertz, wat overeenkomt met een golflengte van 3,87 kilometer.

Dit zijn inderdaad lange golven, als je bedenkt dat b.v. Radio 2 in Limburg uitzendt op een frequentie van 97,9 megahertz, wat overeenkomt met een gollengte van slechts een goede 3 meter.

De radiostraling heeft aan de zender in Mainlingen een vermogen van 30 kilowatt, wat een ontvangstbereik van ongeveer 2000 km toelaat! M.a.w. met dit Duitse tijdsignaal kunnen in bijna heel Europa radiografische klokken gestuurd worden.

Het DCF77-tijdsignaal wordt op zijn beurt gesynchroniseerd met een atoomklok die in Braunschweig staat.

Maar waarom kiest men nu precies voor een signaal met een grote golflengte?

Er zijn twee redenen:

1. lange golven worden weinig gehinderd door gebouwen, bomen enz. Ze gaan er doorheen zonder sterk geabsorbeerd te worden.
   Door het hoge vermogen van de zender kunnen die golven ook op grote afstand nog met een eenvoudige ferrietantenne opgevangen worden.
   
   Eenvoudige DCF77-onvanger met links een ferrietantenne
   
   
2. lange golven worden ook bijna niet teruggekaatst door de ionosfeer. De ionosfeer is één van de bovenste atmosfeerlagen waartegen korte golven weerkaatsten en lange bijna niet.
   Dat betekent dat de onvangst bijna steeds gebeurt via zogenaamde oppervlaktegolven.
   Het grotendeels ontbreken van golven die teruggekaatst worden via de ionosfeer, zorgt er voor dat er niet veel "fading" optreedt. Dat is het (nadelig) effect waarbij de oppervlaktegolven en de teruggekaatste golven elkaar uitdoven (signaal verdwijnt) en elkaar versterken (signaal zwelt aan).
   
   Oppervlaktegolven met grote golflengte gaan niet rechtlijnig. Ze volgen de kromming van de aarde tengevolge van brekingsverschijnselen in de aardse dampkring. Radiotechnici spreken van "ducting". Het zou te ver leiden om daar op in te gaan. Later misschien eens.
   
   

Je ziet wat er zo allemaal achter een klein wekkertje van den Aldi kan zitten.

Ik heb in elk geval voor mijn 6,99 € een fijn, precies klokje.
En ik heb met het uitpluizen van hoe het werkt, al zeker voor 20€ plezier gehad.

Geluk zit soms in een klein wekkertje, zelfs van den Aldi!