Samenvatting ANW Hoofdstuk 1 t/m 5

Samenvatting ANW Hoofdstuk 1 t/m 5

Samenvatting door een scholier 5e klas vwo

9780 woorden 13 jaar geleden

6,3

14 keer beoordeeld

Vak ANW

Methode Solar

1. Ontwikkeling 1.1 Recherchewerk

Betrouwbaarheid van getuigenverklaring hangt af van:

Invloed van drugs

Verstreken tijd tussen ondervraging – misdrijf Eigenbelang bij het vertellen van de waarheid

Relatie- en buurtonderzoek: Ondervraging familieleden en buurtbewonders.

Getuigenverklaring zijn bewijsmateriaal, maar niet altijd betrouwbaar.

Sporenonderzoek dmv gedetailleerd filmen, sporen op het lichaam van het slachtoffer, vingerafdrukken.

Stille getuigen: Bloed (dat informatie over de bloedgroep levert), haren, vezels op plaats van delict (labaratoriumonderzoek).

-> Bewijs verzamelen om de schuld te bewijzen van de verdachte aan de rechter. De rechter beoordeelt de betrouwbaarheid aan de hand van het dossier en door vragen te stellen aan getuigen en deskundigen.

Zekerheid van schuld bij unieke sporen (vingerafdrukken).

Belangrijkste conclusies van Galton (19e eeuwse Engelse geleerde) over vingerafdrukken:

Het lijnenpatroon van de vingerhuid blijft levenslang hetzelfde Het aantal patronen dat kan voorkomen is zeer groot

Je kunt vingerafdrukken indelen in groepen

Het Galton-systeem is gebaseerd op details van het huidlijnenpatroon. Bijvoorbeeld een vertakking of doodlopende lijn. Zulke details heten typica.

In Nederland eist de rechter minimaal 12 punten van overeenkomst tussen vingerafdruk van de verdachte en gevonden vingerafdruk. Rechercheur let op de typica en onderlinge posities.

Emperisch bewijs: Bewijs dat uit ervaring is verkregen.

Vingerafdrukken 99% niet direct zichtbaar. Zichtbaarmakende technieken:

Poederkwast met zilverkleurig poeder (kan overgebracht worden op folie en zo meengenomen).

Laserlicht

Kleurstoffen/Poeders die de afdruk laten oplichten bij een uv lamp

Plastic in gouddamp (damp reageert alleen op plastic en niet andere stoffen) Stoffen die mét de afdruk reageren waardoor deze zichtbaarder wordt

Vingerafdrukken van misdadigers worden in de archieven van ‘Centrale Recherche Informatiedienst (CRI) als computerbestanden bewaard. De computer vergelijkt de onbekende afdruk met die in het bestand.

Dat levert een lijst van mogelijk identieke afdrukken.

DNA is een stof die voorkomt in de kernen van cellen waaruit organismen zijn opgebouwd. In sommige stukjes van het DNA-molecuul bevindt zich informatie over erfelijke eigenschappen (genen). Daar heeft de recherche weinig aan.

In 1985 ontwikkelde de Engelse professor Jeffreys een nieuwe techniek. Hij liet een bijzonder stukje uit DNA-moleculen isoleren dat zich bevind tussen de genen in het DNA-molecuul. Dat stukje bestaat uit een zich herhalend patroontje. Het aantal keren dat het patroontje zich herhaalt is kenmerkend voor de eigenaar van het DNA, een soort streepjescode. Deze is uniek (behalve voor eeneiige tweelingen en bij familie vind men overeenkomsten).

Wetenschappers noemen dit liever een ‘DNA profiel’ dan een ‘DNA fingerprint’ omdat de DNA print door onderzoek maar een uit een deel van het DNA bestaat.

Rechters gebruiken nu ook DNA als bewijs. Er worden 4 DNA stukjes onderzocht zodat de kans ong. 1 op honderdmiljoen is dat er een ondschuldige wordt veroordeeld.

Rechercheurs kijken nu ook naar andere lichaamsstoffen dan bloed (Snot, speeksel, sperma, haarwortels bevatten ook DNA).

Het DNA profiel heeft gevolgen:

Privacy loopt gevaar

Uitwisseling DNA profielen (van criminelen tussen verschillende landen) Erfelijke ziekten

Een goed rechtssysteem vereist een betrouwbaar bewijs. Het sporen onderzoek en de getuigen moeten de rechter kunnen overtuigen.

Het vingerhuidpatroon is persoonsgebonden en blijft levenslang hetzelfde. Verbeterde technieken hebben van vingerafdrukken een belangrijk opsporingsmiddel gemaakt.

DNA-profielen zijn van alle soorten lichaamscellen te maken. Onderzoekers proberen een uniek profiel te ontwerpen. DNA-gegevensbestanden kunnen leiden tot verlies van privacy.

• De bloedgroep is een niet-uniek kenmerk, de vingerafdruk is uniek. Het complete DNA-molecule is uniek.

• 3% van het DNA bestaat uit genen, waarin de erfelijke eigenschappen zitten. Tussen de genen zitten stukjes met vaste, kenmerkende patronen. Zo’n stukje noem je een DNA-profiel. Dit is niet uniek. 1 op de 100 anderen heeft dat zelfde profiel. Bij twee van die stukjes is dat nog maar 1 op 1002, bij drie is het nog maar 1 op 1003.

• Bezwaren die men kan hebben tegen een DNA-archief: de privacy is in gevaar, erfelijke eigenschappen zijn te achterhalen.

1.2 De pil

Geboortebeperking: Borstvoeding geven (ontwikkelingslanden). Concoom, oorspronkelijk als middel tegen geslachtsziekten (vroeger gemaakt van blinde darm van schapen en geiten, later rubber, nu syntetische rubbersoort latex. Net als het pessarium. Eerst niet erg betrouwbaar, daarom in combinatie met een zaaddodend middel gebruikt. Toch nog veel ongewenste zwangerschappen.

In de pil zitten stoffen die op vrouwelijke hormonen lijken. Hormonen besturen ingewikkelde processen zoals de eirijping, de eisprong en daarna de innesteling van een bevruchte eicel in de baarmoeder.

Onderzoek op levende dieren en slachtafval ontdekte de remmende werking van bepaalde hormonen. In

1929 lukte het om uit urine van zwangere vrouwen en paarden een tamelijk zuiver vrouwenhormoon te krijgen. Er was veel urine nodig en daarom werd het onderzoek gericht op de chemische productie van een stof met dezelfde werking op het vrouwelijk lichaam. Ze ontdekten stoffen die nog sterker werkten: de kunstmatige hormonen oestrogenen en progestagenen.

Geneesmiddellenfabrikanten vroegen zich af of deze ontdekte hormonen niet als geneesmiddel gebruikt konden worden. Deze werden voorgeschreven door vrouwenartsen in de praktijk vanaf 1938 (aan

proefpersonen).

Na operatie geen eierstokken meer -> Oestrogenen -> Knapten sneller op Te vroeg bevallen -> Progestagenen -> Geboorte uitgesteld

Zo kregen onderzoekers een goed beeld van de werking van deze hormonen. Niemand dacht aan de toepassing van deze hormonen als voorbehoedmiddel omdat ze dienden om de zwangerschap te beschermen en de vruchtbaarheid te stimuleren. Margaret Sanger gaf de impuls om de

vruchtbaarheidsremmende werking van oestrogenen en progestagenen te onderzoeken. Werd eerst getest in vooronderzoek en er werd ontdekt dat het menstruatieklachten verminderde. Toen men na enkele jaren een goed beeld van de bijwerkingen had werd de pil ook als voorbehoedmiddel voorgeschreven.

Strijd om het octrooirecht. Bioloog Pinctus ontwikkelde na 10 jaar de eerste pil. Het farmaceutisch bedrijf waar hij mee samenwerkte bracht in 1962 de eerste pil op de markt.

Pilgebruiksters namen bijwerkingen als zwaarder worden, verhoogde bloeddruk en stemmingswisselingen voor lief. Pas na enkele jaren werden ze kritisch. De fabrikanten verlaagden de hoeveelheid oestrogeen vanaf 1972 ‘vijftigers’. Er werden nieuwe progestagenen ontdekt waarmee ze de hormoondosis verder konden verlagen vanaf 1974 ‘subvijftigers’. Enkele jaren geleden kwamen de ‘subdertigers’ op de markt.

De driefasenpil: de totale hoeveelheid hormoon neemt in drie stappen toe. Dit lijkt meer op de natuurlijke cyclus -> soms minder bijwerkingen.

Werking van de pil

Elke pil bevat een dosis oestrogenen en progestagenen die op de hersenklier (hypofose) werken. Daardoor raakt de normale besturing van de menstruatiecyclus buiten werking.

1. Het hormoon oestrogeen misleidt de hypofose -> eirijping in de eierstok bemoeilijkt

2. Soms vindt er toch een ovulatie plaats -> het transport van de eicel door de eileider wordt vertraagd ->

de eicel sterft vroegtijdig af

3. Hormoontekort -> slijmvlies in de baarmoeder ontwikkelt zich niet voldoende zodat een bevruchte eicel zich niet kan innestelen

4. Progestageen maakt de slijmprop tussen de vagina en baarmoeder taai -> bijna alle zaadcellen worden tegengehouden.

De maatschappelijke vraag naar een betrouwbaar voorbehoedsmiddel gaf de impuls tot de ontwikkeling van de pil.

Kennis van de vruchtbaarheidsremmende werking van vrouwelijke hormonen maakte de ontwikkeling van de pil mogelijk.

Economische belangen en klachten van gebruiksters leidden tot de ontwikkeling van de derde generatie pil.

• De oudste voorbehoedmiddelen zijn het condoom bij de man en het pessarium bij de vrouw. Het

condoom was aanvankelijk een darm (van geiten of schapen), werd later van rubber gemaakt en is thans synthetisch (latex).

• Later ging men hormonen (regelstoffen) gebruiken. Die werden aanvankelijk geïsoleerd uit slachtafval en urine van dieren, waarna er werd gekeken of die de vruchtbaarheid beïnvloedden. Later werden

kunstmatige hormonen geproduceerd: oestrogenen en progestagenen. De pil bevat beide hormonen.

• Oestrogenen bemoeilijken de eirijping, de eisprong en de innesteling van de bevruchte eicel.

Progestagenen maken een taaie slijmprop die zaadcellen tegenhoudt.

• De bijwerkingen van de pil zijn te verminderen door de hormoondosis te verlagen en de hoeveelheid hormoon gedurende 21 dagen geleidelijk op te voeren.

1.3: Navigatie

Korte afstanden -> Kompas (geeft noorden aan mbv magnetische pool) en kustlijn voldoende. Aan het einde van de middeleeuwen gingen de Europeanen steeds verder varen om nieuw land te veroveren (winstgevende handelsverbindingen). Er zijn verschillende hulpmiddelen ontwikkeld om exact te kunnen vertellen, waar op aarde een bepaalde plaats ligt en hoe je er komt.

Mbv twee getallen (coördinaten) kan elke plaats op aarde worden aangegeven. Het zijn de geografische lengte en breedte.

Belangrijkste houwvast op zee zijn de maan, zon en sterren.

De aarde draait om een denkbeeldige as die door de noord- en zuidpool gaat. Recht boven de noordpool, in het verlengde van deze as, staat de poolster. Hoe hoger aan de hemel je de poolster dus ziet, hoe noordelijker je op de aarde bent (op de noordpool staat de ster recht boven je, op de evenaar staat deze aan de horizon en op het zuidelijk halfrond zie je hem niet). Je kunt de geografische breedte dus bepalen (lengte niet!).

De breedte kan je ook bepalen aan de hand van de maximale hoogte die de zon overdag bereikt. Met behulp van deze hoogte en een nauwkeurige klok (bedacht door John Harrison) kun je ook de lengte vaststellen: de aarde draait in 24 uur om haar as, dat is 360 graden, dus 15 graden per uur. Als je 15 graden naar het oosten reist, zou je de zon dus 1 uur eerder op zijn hoogste punt zien.

Nieuwe ontwikkelingen op het gebied van navigatie:

Radiobaken; een radiostation dat een speciaal signaal uitzendt. Op veel plaatsen op aarde staan radiobakens, elke zendt een ander signaal uit. Met een antenne die de richting waarvan de signalen komen meet het schip deze. Als deze richting tot drie radiobakens wordt gemeten, kan een computer de positie van het schip uitrekenen. Er zijn ook navigatiesystemen die gebruik maken van het tijdsverschil tussen de ontvangst van hetzelfde signaal dat door verschillende zenders tegelijk wordt uitgezonden.

In de jaren ’70 en ’80 zijn 24 satellieten in een baan om de aarde gebracht; elk zendt een apart signaal uit. Op schepen worden deze signalen ontvangen en kan een computer aan de hand van het signaal uitrekenen hoelang dit onderweg is geweest. Hieruit kan de afstand van de satelliet worden begerekend.

Omdat van elke satelliet de baan precies bekend is, kan uit de afstand tot een aantal satellieten de plaats op aarde worden berekend.

‘Global Positioning System’ (GPS): De computer heeft ingebouwde kaarten. Hierdoor is het mogelijk op de kaart de afgelegde route aan te geven. De computer kan ook een route uitstippelen en met behulp van regelmatige plaatsbepalingen aangeven of het schip nog op koers is.

Om op open zee je route te volgen, is het nodig je plaats op aarde te kunnen bepalen. Nauwkeurige navigatie was en is van groot economisch en politiek belang.

Plaatsbepaling is mogelijk door een nauwkeurige tijdmeting en het meten van hoeken waaronder hemellichamen, zoals de zon, boven de horizon staan.

Nieuwe ontwikkelingen in wetenschap en techniek hebben gezorgd voor navigatiemethoden die nauwkeuriger zijn en gemakkelijker in het gebruik.

• Boven de evenaar praten we over noorderbreedte (evenaar 0°, noordpool 90°), daaronder over zuiderbreedte. Ten westen van Greenwich (bij Londen) spreken we van westerlengte, ten oosten van oosterlengte. Wester- en oosterlengte zijn maximaal 180°. Greenwich zelf is 0°.

Voorbeeld: Krimpen a/d IJssel ligt op ongeveer 52° NB en 5° OL.

• Vroeger kon men slechts navigeren met behulp van de zon en de sterren. De poolster ligt boven de noordpool, in het verlengde van de aardas. Als je op de noordpool staat zie je hem recht boven je (dus op 90°). Je bevindt je dan op 90° NB. Sta je op de evenaar dan sta je op 0° NB en je ziet de poolster aan de horizon, dus op 0° NB. Dit geldt algemeen: de hoek waaronder je de poolster ziet is tevens het aantal graden NB waar je je bevindt. Op het zuidelijk halfrond is de poolster niet te zien.

• Met de zon is het wat ingewikkelder:

Op 21 maart en 21 september staat de zon (als hij op zijn hoogst staat) loodrecht boven de evenaar. Als je dus op de evenaar staat (0° NB) zie je de zon loodrecht boven je (90°). Sta je op die dag op de noordpool (90° NB) dan zie je de zon aan de horizon (0° NB). Ook deze regel geldt algemeen: is de maximale

zonshoogte op 21 maart of 21 september bijvoorbeeld 20° dan bevind je je op 70° NB (of ZB). Op andere dagen moet je de zonshoogte eerst corrigeren.

• Met de poolster en de zon kun je dus je breedtegraad bepalen, met de zon en de tijd kun je ook de lengtegraad bepalen. Je moet dan weten hoe laat de zon bij jou op zijn hoogst staat en hoe laat het op dat moment bijvoorbeeld in Engeland is. Omdat er vroeger geen goede tijdswaarneming op zee mogelijk was, kon men de lengtegraad niet gemakkelijk bepalen.

Bijlage: Navigatie met behulp van de zon en sterren Breedtegraad (Noord - Zuid positie)

Met de poolster:

Je breedtegraad bepalen met behulp van de poolster is niet zo moeilijk. De hoek waaronder je de poolster ziet (t.o.v. het aardoppervlak) is (ongeveer) gelijk aan je breedtegraad. Op de noordpool staat de poolster recht boven je op 90º, je breedtegraad is dan 90º NB. Als je op de evenaar staat zie je de poolster aan de horizon (0º) en is je breedtegraad ook 0º NB.

Let op!! De poolster is alleen zichtbaar vanaf het noordelijk halfrond.

Met de zonshoogte:

Hiervoor heb je de maximale zonshoogte nodig van de positie waar je je bevindt. Deze kan je bijvoorbeeld bepalen d.m.v. een stokje en de schaduwlengte (zie bijlage III, achterin je boek). Weet je eenmaal wat de maximale zonshoogte op jouw positie is, dan kan je je breedtegraad berekenen met de volgende formule:

90 - ZonshoogteMax = breedtegraad. Maar deze formule klopt alleen op de dagen dat de zon recht boven de evenaar staat, op 21 maart en 23 september. Om je positie te bepalen op andere dagen heb je een seizoenscorrectie nodig. Hiermee corrigeer voor het feit dat de zon niet recht boven de evenaar staat, wat een invloed heeft op de maximale zonshoogte van jouw positie.

Met de seizoenscorrectie erbij ziet de formule er zo uit:

90 - ZonshoogteMax + seizoenscorrectie = breedtegraad Lengtegraad (Oost - West positie)

Het bepalen van je lengtegraad is iets moeilijker...

Weer bepaal je de maximale zonshoogte, maar nu noteer je het tijdstip waarop dit gebeurt. Nu weet je

wanneer de zon bij jouw op zijn hoogste punt staat. Ter vergelijking moet je nog weten hoe laat het op dat moment was in Greenwich, dat als nulpunt geldt voor de lengtegraden. In Greenwich staat de zon om 12 uur 's middags op zijn hoogste punt, daarmee kan je dus berekenen hoeveel tijd er tussen 'jouw' maximale zonshoogte en die van Greenwich zit. Met dit tijdsverschil kan je het aantal graden tussen jouw positie en Greenwich berekenen. De aarde draait namelijk 360º in 24 uur, dat is dus 15 graden per uur. Let er nog even op of bij jouw de zon eerder of later op zijn hoogste punt staat dan in Greenwich. Is de zon bij jouw eerder, dan zit je ten Oosten van Greenwich (OL), is de zon later bij jouw, dan zit je ten westen van Greenwich (WL).

Let wel op wintertijd en zomertijd! Wintertijd is de 'echte' tijd... Zomertijd is een uurtje later... Dan staat de zon in Greenwich pas om 13:00 uur op zijn hoogste punt.

Een voorbeeld: Het is 21 januari en je wil graag je positie bepalen, je weet dat je je op het noordelijk halfrond bevindt, want je hebt die nacht de poolser nog gezien... Je meet de maximale zonshoogte en noteert het tijdstip waarop dit gebeurt. De maximale zonshoogte voor die dag is 34º en op dat moment is het bij jouw 15:20 uur.

Je breedtegraad: 90º - 34º + - 20 = 36º NB (Let op! '+ -' wordt '-')

Je lengtegraad: Dankzij je extra horloge dat je op GMT (Greenwich Mean Time) hebt staan, weet je dat het op dat moment 13:20 uur was in Greenwich. In Greenwich stond de zon dus 1 uur en 20 minuten geleden op haar hoogste punt. Dat betekent dat jij 20º verwijderd bent van Greenwhich. Aangezien in Greenwhich de zon eerder op zijn hoogste punt stond dan bij jou, zit je ten westen van Greenwich, dus WL.

Je positie is dus: 36º NB en 20º WL 1.4: Ruimtevaart

In de jaren ’40 konden de Duitsers de V2-raket bouwen. Deze raketten waren bommen die met behulp van brandstof over grote afstand konden vliegen.

Koude oorlog tussen VS en SU -> wapenwedloop. In 1957 brachten de Russen de 1e satelliet in de ruimte. In 1969 kwam de 1e mens op de maan. In de jaren ’70 vonden er onbemande landingen plaats op Mars en Venus.

Dankzij de ruimtevaart is het mogelijk apparaten in een baan om de aarde te brengen. Zulke voorwerpen noemen we satellieten of kunstmanen.

Satellieten worden aangetrokken door de zwaartekracht van de aarde. Ze zouden dus eigenlijk naar beneden moeten vallen. Maar omdat een satelliet een grote snelheid heeft dwars op de richting van de zwaartekracht, beweegt hij tijdens het vallen ook vooruit. Als de snelheid groot genoeg is, komt de satelliet tijdens de val niet dichter bij de aarde -> hij valt niet op de aarde, maar er omheen -> gewichtloos. Ze bevinden zich buiten de dampkring en hebben daarom geen last van luchtwrijving -> geen afremming.

Alle satellieten op dezelfde hoogte in cirkelbanen hebben dezelfde snelheid en omlooptijd. Satellieten in een hogere baan hebben een lagere snelheid, ze leggen ook een grotere afstand af -> langere omlooptijd.

Satellietbanen verschillen vaak ook in richting van elkaar, dat hangt af van de functie:

Weersatellieten maken voortdurend foto’s van de aarde, zodat de beweging van de wolken wordt gevolgd. Met infraroodcamera’s wordt de temperatuur bepaald -> betrouwbaardere weervoorspelling.

Communicatiesatellieten geven tv programma’s door die vanuit een grondstation worden uitgezonden.

Telefoongesprekken die over grote afstand gaan, worden ook door deze satellieten doorgegeven.

Onderzoek aan de atmosfeer. Zo is het gat in de ozonlaag ontdekt. Groei van gewassen in kaart brengen,

plantenziekten op sporen, grote scholen vis voor de visserij of wetenschappelijk onderzoek volgen.

Energievoorziening van satellieten meestal door zonne-energie.

De satellieten worden gelanceert met behulp van onbemande raketten, dmv afstandsbediening worden ze uit de raket gezet en in hun baan geplaatst. De bemande Space Shuttle brengt ook satellieten in een baan om de aarde.

Langdurig verblijf in de ruimte is voor het lichaam van de mens niet gezond. Door de gewichtloosheid verslappen je spieren omdat ze bijna niets meer hoeven te doen. Op lange termijn kunnen zelfs botten ontkalkt raken -> snel botbreuken.

Behalve wetenschappelijke nieuwsgierigheid was de wapenwedloop tussen Amerika en de Sovjet-Unie een belangrijke reden voor de snelle ontwikkeling van de ruimtevaart.

Satellieten hebben een grote invloed op het dagelijks leven. Denk maar aan satelliettelevisie, betrouwbaarder weersvoorspellingen of telefooncommunicatie.

Bemande ruimtevaart stelt zwaardere eisen aan ruimtevaartuigen dan onbemande ruimtevaart.

Langdurig verblijf in gewichtloze toestand is niet goed voor de gezondheid.

• De ontwikkeling van de ruimtevaart was een gevolg van nieuwsgierigheid, maar ook een groot politiek belang, waarbij vooral de VS en de Sovjet-Unie veel geld in de ontwikkeling stopten.

• De raket natuurkundig beschouwd: er wordt een grote kracht op de verbrandingsgassen uitgeoefend, die zelf een grote kracht op de raket uitoefenen, zodat de raket in tegengestelde richting gaat bewegen.

• Een satelliet is een kunstmaan, de satelliet valt voortdurend naar de aarde, maar door de grote snelheid blijft zij om de aarde draaien, en is daarbij dus voortsdurend aan het vallen. Omdat de satelliet zich buiten de dampkring bevindt, waar zich geen lucht bevindt, wordt zij niet afgeremd.

• De snelheid van de satelliet hangt af van de hoogte. Op 36000 km hoogte is de omloopstijd precies 24 uur. Dan draait de satelliet dus met de aarde mee en staat vanaf de aarde gezien stil. We noemen dit een geo-stationaire baan.

• Alle voorwerpen en personen in een ruimteschip zijn net als het ruimteschip zelf vrij aan het vallen en dus gewichtloos. Dit geeft praktische problemen en is niet goed voor spieren en botten.

2. Techniek

2.1: Cassettes en cd’s

Verschillen tussen de cassette en de cd:

 Het cassette bandje is kwetsbaarder. Een magneet vernietigt de opgeslagen informatie. Als het contact tussen bandje en afspeelkop slecht is (door een beschadiging of vuil) loopt de geluidskwaliteit snel terug.

Door kopiëren neemt de kwaliteit af, het kopiëren kan wel snel en makkelijk. Ook bij gewoon bewaren ontstaat er ruis.

 Het geluid van een cd is beter omdat deze geen last heeft van ruis of slijtage. Maar een cd is niet onkwetsbaar. Het plastic van een cd kan smelten. Voor het kopiëren heb je wel dure apparatuur nodig.

Techniek van de casette speler (blz 55):

Een cassettebandje is bedekt met materiaal waarop een magnetisch patroon is aangebracht. Bij het afspelen zet de recorder dat wisselende patroon om in geluid. Omdat een band van zichzelf al magnetisch is, geeft een lege band ruis. Een goede cassettespeler kan deze ruis uit de muziek wegfilteren.

Bij het opnemen breng je ordening aan in het magnetisch materiaal. Bij langdurig bewaren of vaak afspelen wordt die ordening langzaam minder en het geluid slechter. Het magnetisch patroon wordt volledig verstoord als je er een magneet bij houdt.

Bij het opnemen zet een microfoon geluid om in een elektrisch signaal. Een spoel -die werkt als een elektromagneet- in de opnameknop zet dat signaal op de band. Dat gebeurt in een magnetisch patroon, wisselend van sterkte en richting. Bij het afspelen gebeurt het tegenovergestelde.

De band moet bij opnemen en afspelen met dezelfde snelheid draaien, tegen vervorming van het geluid.

(zie figuur 2.1 blz 55)

Techniek van de cd (blz 56):

Het digitaal opslaan van gegevens (informatie wordt opgeslagen in de vorm van ‘nullen en enen’). Bij een cd gebeurt dat in de vorm van wel of geen putjes in het schijfje. Computers en chips in elektronische apparaten kunnen alleen overweg met discrete signalen. Die hebben een bepaalde waarde, bijv. 1,2,7.

Geluid is een trilling waarvan het signaal alle denkbare waarden kan hebben. Zoiets heet een continu of analoog signaal. Bij de opname van geluid op een cd wordt het continue signaal omgezet in een discreet signaal. Vaak per seconde wordt het geluid gemeten (bemonstering). Hoe vaker dat gebeurt, des te nauwkeuriger het discrete signaal overeenkomt met het continue signaal. De discrete getallen die dan ontstaan, worden omgezet in het tweetallig stelsel met enen en nullen. Op de cd worden dat wel of geen putjes. (zie figuur 2.3 blz 56)

Om die putjes af te lezen wordt gebruik gemaakt van een laser. Door af te tasten met licht is er geen direct contact nodig. Een laserbundel is krachtig en heel nauwkeurig te focussen: een straal komt samen in één punt -> de straal tast steeds één spoor tegelijk af. Alleen het licht dat in een putje valt kaatst terug in een ontvanger -> de ontvanger krijgt hetzelfde patroon als op de cd door -> het teruggekaatste licht wordt omgezet in geluid.

Philips en Sony werkten samen om de ontwikkelingskosten te delen en de markt met de nieuwe

geluidsdrager te veroveren (consument verzekerd van een product dat niet aan één merk gebonden was).

Hun systeem was over de hele wereld bruikbaar omdat de schijfjes uitwisselbaar zijn. Argumenten:

 Geluidsweergave zonder ruis (door scherpe onderscheid wel/geen putjes)

 Geen slijtage (geen direct contact tussen schrijfje en ontvanger)

 Geringe kwetsbaarheid (beschermlaag tussen putjes en aftaster)

 Systeem van aflezen is over de hele wereld standaard (schijfjes zijn in alle cd-spelers te gebruiken) Bij het digitaliseren kun je een paar stappen onderscheiden:

1. Het continue signaal lees je een flink aantal keren af per seconde (dit heet bemonsteringsfrequentie) ->

dan heb je een serie getallen (discrete waarden) ipv het oorspronkelijke signaal.

2. De afgelezen waarden worden omgezet in het tweetallig stelsel (een serie nullen en enen). Het discrete signaal loopt trapsgewijs, want je weet niet wat er met het continue signaal gebeurt tussen de twee afleesmomenten. (zie fig. 2.5 blz 58)

3. Bij het aflezen wordt de omgekeerde procedure uitgevoerd. Eerst aftasten en de tweetallige (binaire) code vaststellen, daaruit de discrete waarde halen en vervolgens proberen die waarden omzetten in een continu signaal.

Door digitalisering krijg je niet automatisch precies hetzelfde geluid terug als wat er oorspronkelijk aangeboden werd. Het discrete signaal lijkt meer op het continue naarmate de bemonsteringsfrequentie groter is.

Behalve muziek kan er nog veel meer op cd’s (foto, tekening, beeld, tekst, film). Vooral op

cd-roms. Rom staat voor Read Only Memory (de informatie op het schijfje kun je wel aflezen, maar niet veranderen).

Je kunt een bandje steeds opnieuw opnemen. Maar ook een cassette heeft nadelen: kwetsbaarheid en ruis. Dat heeft te maken met de achterliggende techniek.

Door digitalisering en lasertechniek konden fabrikanten een nieuwe generatie geluidsdragers (de cd) ontwikkelen.

De kwaliteit van een cd is niet alleen te danken aan de digitalisering zelf. De bemonsteringsfrequentie speelt ook een grote rol.

Op een cd kan veel meer dan alleen muziek. Een probleem lijken de hoge investeringskosten in relatie tot de kosten van kopieren.

Een cassettebandje bevat magnetisch materiaal, dat bij een opname in een bepaald patroon wordt gerangschikt. Dit patroon is gemakkelijk te verstoren m.b.v. een magneet, maar ook door vuil en slijtage (de afspeelkop maakt voortdurend contact), waardoor de kwaliteit afneemt.

Bij een CD wordt de informatie afgelezen m.b.v. een laser en omdat hier geen direct contact is en bovendien een beschermlaag aanwezig is, is hier geen sprake van slijtage.

De informatie is hier vastgelegd in de vorm van "wel of geen putjes", hetgeen gebaseerd is op het digitaal opslaan van informatie: alle informatie wordt vertaald in "wel of geen". Alle getallen worden hierbij vertaald in enen en nullen, gebruik makend van machten van twee. Zo is het getal 73 om te zetten in 64 + 8+ 1 en wordt digitaal geschreven als 1 0 0 1 0 0 1

(1x64 + 0x32 + 0x16 + 1x8 + 0x4 + 0x2 + 1x1)

Bij een geluidsopname wordt het continue, analoge signaal via bemonstering omgezet in een discreet signaal. Des te groter de bemonsteringsfrequentie, des te meer het discrete op het continue signaal gaat lijken. De discrete signalen worden daarna dus omgezet in enen en nullen.

2.2: Toilet en riolering

In de arbeiderswijken van vroeger woonden hele gezinnen vaak in één kamer. Vuilnis en uitwerpselen lagen op straat of werden in de gracht of sloot gegooid. Het grondwater werd als drinkwater gebruikt. Ziekten als cholera en tyfus werden veroorzaakt door bacteriën en verspreid doordat de uitwerpselen van

besmette mensen in het drinkwater terechtkwamen. Toen men bevolkingsstatistieken ging bijhouden werd de conclusie getrokken dat een betere hygiëne voor een betere volksgezondheid zorgde.

De ontdekking van de relatie tussen ziekte en hygiënische omstandigheden was erg belangrijk. Het

tonnensysteem: in de huizen werden de uitwerpselen in tonnen opgevangen, deze tonnen werden eens per week opgehaald en geleegd en verkocht als mest. Mest was in die tijd schaars waardoor het tonnenstelsel in een aantal steden winstgevend was. Na 1880 kwam overal waterleiding. Het water kon ook worden gebruikt om de uitwerpselen weg te spoelen.

Onder de grond strekt zich een netwerk uit van tienduizenden kilometers rioolbuis. Daardoorheen stroomt al het afvalwater uit toiletten, wasbakken en wasmachines. Al het rioolwater uit een bepaald gebied wordt afgevoerd naar een waterzuiveringsinstallatie (meestal aan de rand van een stad of buiten de bebouwde kom). Hier wordt het water gezuiverd voordat het weer in het milieu terecht komt:

 Eerste fase: alle grote vaste bestanddelen (papier, bladeren) worden verwijderd dmv een grofvuilrooster waar het water doorheen stroomt. Dit afval gaat naar de afvalstort.

 Het water stroomt langzaam door naar grote bakken. Kleine vaste bestanddelen (zand, etensresten) zinken en worden verwijderd (het bezinksel heel slib).

 Tweede fase: Dan komt het water in beluchtingstanks. In deze tanks zitten bacteriën die de resterende organische afvalstoffen als voedsel opnemen en omzetten in nitraten en koolstofdioxide. De bacteriën zijn

aëroob, dwz dat ze veel zuurstof nodig hebben. Daarom wordt het water heftig geroerd.

 Derde fase: het water wordt in een nabezinktank gebracht. De bacteriën zakken naar de bodem en worden teruggebracht naar de beluchtingstanks. Het gezuiverde water is nu voor 99% schoon en kan op het oppervlakte water wordne geloosd.

Er komt ook regenwater in het riool terecht. Bij hevige regenval moet de riolering dit kunnen afvoeren.

Daarom zijn de rioolbijzen veel groter dan nodig. Als het heel hard regent kan de installatie voor waterzuivering de aanvoer niet verwerken. Het overtollige water wordt dat ongezuiverd geloosd in het milieu. Nadelen:

 Het vuile water komt in het milieu.

 Het schone regenwater wordt vervuild.

Er zijn verschillende soorten toiletten:

 Vlakspoeltoilet

 Diepspoeltoilet

Wat er gebeurt bij het doortrekken: De stortbak loopt leeg en de drol wordt met kracht weggespoeld. Als de stortbak leeg is wordt de afvoerpijp weer afgesloten en gaat er een kraan open waardoor de stortbak weer volstroomt. Als de bak vol is gaat de kraan weer dicht. Na de spoeling staat het water in de stortbak en de wc weer op hetzelfde niveau als voor de spoeling (zie bron 2.11 blz 67).

De stortbak van de wc is een voorbeeld van een regelsysteem. Er wordt ‘gemeten’ hoe hoog het water staat en bij het gewenste niveau gaat de kraan dicht. De waterhoogte in een stortbak wordt geregeld met hendels, kranen en vlotters. Dat heet mechanische techniek.

Het gebruik van toilet en riolering door iedereen is een zeer belangrijke bijdrage aan de verbetering van de volksgezondheid gebleken.

Afvalwater komt via het riool bij de waterzuiveringsinstallatie. Strengere milieu-eisen maken in de toekomst gescheiden afvoer van afval- en regenwater misschien noodzakelijk.

De stortbak van een wc is een voorbeeld van een regelsysteem. Na het doortrekken gaat de kraan open en stijgt het water weer tot het oude niveau.

In de eerste helft van de 19e eeuw kwamen besmettelijke ziekten als cholera en tyfus veelvuldig voor door het ontbreken van voldoende hygiëne: ze werden veroorzaakt door bacteriën en verspreid doordat uitwerpselen van besmette mensen in het drinkwater terechtkwamen.

De verbetering van de hygiëne ging in stappen: via het tonnenstelsel en de closetpot onder het huis naar de waterleiding, waardoor de uitwerpselen niet onder het huis bewaard werden, maar werden

weggespoeld via een rioleringssysteem.

Het riool voert tevens regenwater af, hetgeen enkele nadelen heeft.

Het rioolwater wordt gezuiverd in een rioolwaterzuiveringsinstallatie. De belangrijkste stappen hierbij zijn ten eerste het verwijderen van grote bestanddelen en het laten bezinken van kleine vaste bestanddelen, ten tweede een bacteriële fase waarin bacteriën met behulp van veel lucht voor de afbraak van organisch materiaal zorgen, en tenslotte is er een nabezinkfase, waarin de bacteriën naar de bodem zakken en weer teruggaan naar de beluchtingtanks.

2.3 Techniek op maat

Gebruiksvriendelijkheid stelt de gebruiker centraal, niet het apparaat. De ontwerper moet rekening houden met de doelgroep (lichaamsafmetingen) en op wat voor manier een product gebruikt wordt (intensief of niet).

Om producten zo goed mogelijk op de menselijke maat te maken, is en wordt er veel onderzoek gedaan naar lichaamsmaten, kracht en waarnemingsvermogen van mensen (figuur 2.12 blz 72 en uitleg P5 en P95). P is een afkorting van percentiel, een woord om aan te geven in welk honderdste deel van de gemeten waarden een maat ligt.

Niet alleen lengte- en breedtematen zijn belangrijk, ook de onderlinge verhoudingen.

Hoe ontwerpers de P-waarde gebruiken verschilt per product en per onderdeel.

Een andere rol speelt de levensduur van een product (lengtes van mensen over 30 jaar).

Bij het ontwerpen van technische producten en meubels worden vijf strategieën onderscheiden die vaak door elkaar gebruikt worden:

 Laag percentiel strategie: brievenbussen die zo laag staan dat ook kleine mensen brieven kunnen posten

 Hoog percentiel strategie: deuropeningen waar ook zeer lange mensen door kunnen zonder te bukken

 Gemiddelde als maatstaf: hoogte van een wc, geschikt voor zowel grote als kleine mensen

 Verstelbaarheid strategie: verstelbaar fietszadel

 Varianten strategie: dezelfde auto is zowel met automatische als met handmatige versnelling te koop Goede ontwerpen moeten geschikt zijn voor zoveel mogelijk mensen. De ondernemer vraagt zich wel af of de extra kosten van een ergonomisch ontwerp wel terugverdiend worden door extra omzet.

De tijd van massaproductie waarin alle producten identiek waren, maakt plaats voor een ander productieproces. Dankzij automatisering en computers wordt veel meer rekening gehouden met

individuele wensen van consumenten. De economische belangen rond de ontwikkeling en verkoop van een nieuw product bepalen voor een groot deel de speelruimte van ergonomische aanpassingen.

Gebruiksvriendelijk ontwerpen stelt de toekomstige gebruiker centraal.

Een gebruiksvriendelijk ontwerp probeert door gebruik van percentieltabellen en het kiezen van goede strategieen geschikt te zijn voor zoveel mogelijk mensen.

Hoe ergonomisch een product is hangt voor een groot deel af van economische afwegingen.

Bij het ontwerpen van producten waarbij afmetingen een rol spelen wordt gekeken naar tabellen met percentielwaarden, waarbij P5, P50 en P95 een hoofdrol spelen. als bijvoorbeeld de P95-waarde van de lichaamslengte van volwassen mannen 190 cm is, betekent dit dat 95% van de volwassen mannen kleiner is dan 190 cm. Men kiest vaak voor afmetingen waarbij 90% van de mensen er zonder problemen gebruik van kan maken, het gebied dus tussen P5 en P95. Bij het ontwerpen spelen enkele strategieën een

belangrijke rol:

1. de laag percentiel-strategie, waarbij men zorgt dat ook de kleine maten er gebruik van kunnen maken.

2. de hoog percentiel-strategie, waarbij men zorgt dat ook de grote maten er gebruik van kunnen maken 3. de gemiddelde strategie, warbij men het gemiddelde als maatstaf neemt

4. de verstelbaarheids-strategie 5. de varianten-strategie

2.4: Ontwerpen

Een verband tussen elektriciteit en magnetisme werd ontdekt -> ontwikkeling dynamo en elektromotor (beweging kan worden omgezet in elektrische stroom) -> nieuwe producten worden bedacht en bestaande producten worden ‘ge-elektrificeerd’.

-> Grootschalige productie van elektriciteit en elektrische aandrijving -> revolutie in het ontwerpen van huishoudelijke producten. Elektrische aandrijving en verwarming werden voor ontwerpers een

basistechniek die ze in de meest uiteenlopende producten konden toepassen.

Uitvinding elektronische schakelaar, de transistor en de ‘chip’ in de jaren zestig: het bleek mogelijk

miljoenen van die elektronische schakelaars samen te brengen op een oppervlak van ¼ cm2 -> computers konden kleiner en krachtiger worden en tientallen elektronische onderdelen van een tv of radio konden worden samengebracht in een chip -> apparaten werden compacter een veelzijdiger. Allerlei verschillende gebruiksmogelijkheden konden in chips worden geprogrammeerd -> ontwikkeling afstandsbediening, walkman, fietscomputer, draagbare telefoon.

Elektronische chips -> technische producten compacter en slimmer.

Met de productie van allerlei soorten plastic en andere kunststoffen (vooral na WO2) ipv hout en metaal konden apparaten nu in de meest uiteenlopende kleuren en vormen ontworpen worden.

De meeste ontwerpprocessen beginnen met de inventarisatie van alle eisen waar een ontwerp aan moet voldoen. Er zijn vier groepen ontwerpeisen:

1. Functionele eisen: welke taken moet het apparaat kunnen uitvoeren?

2. Ergonomische- en milieu eisen: hoe gebruiksvriendelijk moet het apparaat zijn en met welke verschillen tussen mensen moet het rekening houden? Hoe zwaar mag het product het milieu belasten?

3. Vormgevingseisen (design): welke vorm en kleur moet het ontwerp krijgen?

4. Financiële eisen: Hoeveel mag het kosten?

Bij het vaststellen van de goede mengeling van belangrijkheid van deze eisen speelt de doelgroep een rol.

Technische apparaten en producten zijn medebepalend voor de manier waarop mensen zich gedragen en met elkaar omgaan. Er wordt wel gezegd dat we in een technologische cultuur leven waarin techniek en technische apparaten onze leefomgeving domineren. Technische apparaten en producten zijn overal. In zo’n cultuur bestaat de neiging voor elk probleem een technische oplossing te zoeken.

We vinden techniek vanzelfsprekend en tegelijk kunnen we niet zonder. Ze beïnvloedt, vaak zonder dat we het zelf in de gaten hebben, ook onze manier van denken, handelen en waarnemen.

-> Ethische en maatschappelijke verantwoordelijkheid van ontwerpers; hun ontwerpen zijn medebepalend voor de rol die techniek speelt en daarmee voor de manier waarop mensen zich in de moderne cultuur gedragen.

Ontwerpers zetten wetenschappelijke en technische kennis om in kant-en-klare producten.

Elk ontwerp kent z’n eigen mengeling van functionele, ergonomische, financiële, milieu- en vormgevingseisen.

Veel ontwerpen hebben ook sociale en ethische gevolgen. Ontwerpers mogen hun ogen daar niet voor sluiten.

Bij het ontwerpen van producten hebben uitvindingen en ontdekkingen een belangrijke rol gespeeld. De elektromotor zorgde dat veel apparaten niet langer met de hand bediend hoefden te worden en de dynamo maakte het mogelijk om de noodzakelijke elektrische energie op grote schaal op te wekken.

Daarnaast waren de uitvinding van de transistor en de chip heel belangrijk. De transistor is een elektrische schakelaar, de chip bevat heel veel van die schakelaartjes op een kleine oppervlakte.

Bij een nieuw product moet men rekening houden met de wensen van de klant, waarbij er vier ontwerpeisen zijn:

1. Functionele eisen (wat moet het apparaat kunnen?)

2. Ergonomische eisen (hoe gebruiksvriendelijk moet het zijn?) 3. Design- (vormgevings-)eisen. (welke vorm en kleur?)

4. Financiële eisen (hoe duur mag het kosten?)

Daarnaast houdt een ontwerper soms rekening met de gevolgen van zijn ontwerp op maatschappelijk en ethisch gebied

3. Gezondheid en ziekte 3.1: Ziek en gezond

Je hebt veel onmeetbare subjectieve klachten zoals depressie of jeuk. Het medische raadsel ME (chronisch moeheidssyndroom). Elke cultuur kijkt op zijn manier naar de werkelijkheid.

Meest toegepaste alternatieve geneeswijzen in Nederland: acupunctuur en homeopathie.

De moderne natuurwetenschappelijke geneeskunde houdt in dat dokters zich uitsluitend op feiten baseren.

Het hart is voor doktors gewoon een bloedpomp. Het bloed gaat bij elke hartslag via slagaders, haarvaten en aders in 30 seconden weer terug naar het hart. Het circuleert. Het brengt zuurstof en voedingsstoffen naar alle delen van het lichaam. Hoe meer behoefte aan zuurstof, hoe sneller het hart slaat.

Een levend lichaam past zich voortdurend aan aan steeds wisselende omstandigheden om zijn interne milieu constant te houden. Lichaamstemperatuur is altijd ong. 37 ºC.

Epidemiologen: medische rekenmeesters die, zonder een patiënt te zien, belangrijke conclusies trekken uit cijfers. Valkuilen:

 Als eerst A gebeurt en dan B, wil dat nog niet zeggen dat B het gevolg van A is.

 Manier van cijfers publiceren

Door het lichaam als een ding te bestuderen, heeft de moderne geneeskunde vaak spectaculaire

resultaten behaald. Als ding is het lichaam namelijk chemisch, biologisch en natuurkundig te behandelen.

Diagnose en therapie zijn gestandaardiseerd, dus onafhankelijk van de patiënt. Daarom is een test op ziekte bij iedereen dezelfde -> deze veralgemenisering is de grote kracht van de moderne geneeskunde.

Nadeel: als nummer worden behandeld en niet als persoon.

De grens tussen ziek en gezond is niet scherp te definiëren en hangt af van hoe iemand zijn ziekte beleeft.

De visie op ziekte en genezing kan verschillen en is onder andere cultureel bepaald.

De geneeskunde op natuurwetenschappelijke basis ziet de mens als een lichaam met storingen die dikwijls op gestandaardiseerde manieren te verhelpen zijn.

Ziekte volgens het westerse beeld: er is een afwijking die je kunt zien, voelen of meten.

ME is een "ziekte" waar zo'n afwijking niet is vast te stellen.

In het oosterse denken (vooral China) is het begrip evenwicht heel belangrijk: yin en yang moeten in evenwicht zijn. Bij ziekte overheerst een van de twee krachten. Het herstel van het evenwicht kan met macrobiotiek of acupunctuur.

Winti is een religie waarin geesten van voorouders een rol spelen. als die beledigd worden kunnen ze je ziek maken. Een winti-genezer zal de ziekte met rituelen proberen te verdrijven.

Toen de stof ureum (een lichaamsstof!) in het laboratorium werd nagemaakt begon men zich te realiseren dat het lichaam uit gewone scheikundige stoffen bestaat en dat je aan ziektes kunt meten, dat was het begin van de moderne, natuurwetenschappelijke geneeskunde.

Een epidemioloog bestudeert cijfers over ziektes en andere verschijnselen en trekt daar conclusies uit.

(bijvoorbeeld: roken is slecht voor de gezondheid want,....).

3.2: Ziekte als raadsel

 Semmelweis ontdekte een duidelijk verband tussen hygiëne en infectieziekten. Op de kraamafdeling

waar wij werkte overleden veel vrouwen aan kraamvrouwenkoorts. Over de oorzaak werden verschillende veronderstellingen gedaan. Zo'n niet bewezen veronderstelling noem je een hypothese. Op een hypothese volgt altijd een voorspelling en daarna een experiment. Het resultaat hiervan bepaalt of de hypothese bevestigd wordt of verworpen. In het laatste geval wordt een nieuwe hypothese opgesteld. De

natuurwetenschappelijke onderzoeksmethode; Probleem -> hypothese -> voorspelling -> experiment ->

resultaat -> hypothese bevestigd/verworpen.

Eén van de hypotheses was dat de sterfte veroorzaakt werd door de zijligging tijdens de bevalling. Deze hypothese werd snel verworpen. Uiteindelijk ontdekte Semmelweis dat de studenten die bij de bevalling hielpen en daarvoor in lijken hadden gesneden voor de besmetting zorgden (door etter). Hij leverde het bewijs dat hygiëne verspreiding van ziekte kan verkomen. Daarna werd de hygiëne tijdens bevallingen en operaties sterk verbeterd (kiemvrij opereren).

 Dubbelblind onderzoek: niemand mag tijdens het onderzoek weten wie wat inneemt. Elke patient

ondergaat dezelfde behandeling. Pas na het onderzoek wordt bekend, wie wat gehad heeft. Het is dus een streng vergelijkend warenonderzoek bij patiënten.

 Iriscopie: volgens deze liggen alle delen van het lichaam geprojecteerd op de iris, het vlies dat het oog zijn kleur geeft.

Semmelweis gaat niet uit van onbewezen verklaringen, maar ordent feiten en cijfers. Bij

(natuur)wetenschappelijk onderzoek toets je of een hypothese juist is. Dit leid je af uit de resultaten van experimenten.

Maatregelen tegen verspreiding van besmettelijke ziekten zijn effectiever dan alle medische behandelingen achteraf.

Dubbelblind onderzoek is noodzakelijk voor betrouwbaar medisch onderzoek.

3.3: Ziektekiemen

 Niemand geloofde Semmelweis om dat men het idee van de ‘generatio spontanea’ geloofde:

ziektekiemen ontstaan spontaan, uit lagere soorten (mensen/dieren), ze komen niet ergens anders vandaan.

 De Nederlander Van Leeuwenhoek ontdekte in 1683 het bestaan van micro-organismen met zijn zelfgemaakte microscoop. Hij meende terecht dat die zich voortplantten.

 Rond 1760 toonde Pasteur de onmogelijkheid van de ‘generatio spontanea’ aan. Hij bewees met experimenten dat de schimmels en bacteriën (micro-organismen) bij bederf niet spontaan in de rottende massa ontstonden, maar van buitenaf kwamen.

Pasteur ontdekte dus dat bederf van voedingsmiddelen door micro-organismen wordt veroorzaakt. Hij vond het “pasteuriseren”uit: enkele minuten sterk verhitten van het voedsel en de verpakking daarna luchtdicht afsluiten.

 In 1876 bewees Koch dat een bepaald micro-organisme maar een ziekte veroorzaakt.

 In 1882 ontdekte Koch de tuberkelbacil, de verwekker van tuberculose. Tubercolose was in die tijd een dodelijke ziekte.

Postresultaten van Koch: de voorwaarden om met zekerheid te kunnen aanwijzen welk micro-organisme de oorzaak van een bepaalde ziekte is.

1. Op de zieke plek is het verdachte micro-organisme in ongewoon grote hoeveelheden aanwezig.

2. Het micro-organisme kan bij elke patiënt met deze ziekte worden gevonden.

3. Het micro-organisme is uit de ziekte delen te isoleren en in zuivere vorm verder te kweken.

4. Als een proefdier met het gekweekte micro-organisme wordt besmet, krijgt het dezelfde ziekte als de patiënt.

-> De methode van Koch was zo effectief, dat binnen 30 jaar bijna alle verwekkers van de levensbedreigende besmettelijke ziekten werden ontdekt.

 Kiemvrij opereren: Operatie instrumenten, verband en operatiekleding in stoomketel gesteriliseerd.

Later gummihandschoenen, later mondmasker bij chirurgen.

 Cholera: Een tot drie dagen na het binnendringen van de cholerabacterie ontstaan een waterdunne heftige diarree -> snelle uitdroging patiënten. De behandeling van cholera bestaat uit het onmiddellijk herstellen van de vochtbalans in het lichaam. Het vochttekort schaadt het interne milieu van alle cellen.

Vochttoediening via een infuus geeft het snelst verbetering (waar dit niet mogelijk is, zoutoplossing drinken).

 Verspreiding van besmettelijke ziekten werd aangepakt door de aanleg van waterleiding en een gesloten riolering (openbare hygiëne) en ruimere behuizing.

 De belangrijkste verschillen tussen bacteriën en virussen moet je kennen (zie compendium).

Pasteur bewees experimenteel dat ziektekiemen niet spontaan ontstaan.

Koch ontdekte dat een ziektekiem maar een soort ziekte veroorzaakt.

Waterleiding, riolering en goede huisvesting zijn effectieve maatregelen tegen de verspreiding van ziektekiemen.

3.4: Vaccineren

 Edward Jenner produceerde het eerste vaccin.

 Een vaccin is een verzwakte of gedode ziektekiem, te zwak om ziekt te maken, sterk genoeg om de productie van afweerstoffen te stimuleren (per ongeluk ontdekt door Pasteur).

 Eerste barrière tegen ziekteverwekkers (bacteriën en virussen) zijn je huid, huidzweet speeksel en het zure maagsap.

 Witte bloedcellen vormen het afweersysteem (2e barrière). De T-cellen herkennen geïnfecteerde lichaamscellen en vernietigen die en activeren tevens de B-cellen, die op hun beurt antistoffen maken waarmee ze de binnendringers markeren. Die worden vervolgens opgeruimd door de macrofagen (ander soort witte bloedcellen).

Is de uitschakeling succesvol verlopen, dan transformeren een aantal B-cellen zich in geheugencellen. T- en B-geheugencellen blijven tientallen jaren in het bloed en reageren direct als dezelfde infectie opnieuw optreedt: je bent immuun voor die ziekte. Dit afweersysteem kan door bepaalde medicijnen,

chemotherapie en bepaalde virussen (bijvoorbeeld AIDS) niet goed werken.

 Nederlandse kinderen worden ingeënt tegen een aantal ziektes, ze krijgen de DKTP- en BMR-prik (tegen bof, mazelen en rode hond). Mensen die zich niet laten inenten doen dat om religieuze redenen (komen vaker (polio)epidemieën voor, omdat deze niet ingeënt zijn en in besloten kring met elkaar leven) of omdat ze aanhangers zijn van alternatieve geneeswijzen.

 Een AIDS-vaccin is er (nog) niet, omdat het virus voortdurend van vorm verandert, proefdieren

ongevoelig zijn (testen op mensen kan niet, uit risico aids besmetting) voor de ziekte en het meeste geld wordt uitgegeven aan het vinden van medicijnen (maken het leven van aidspatiënten langer en

dragelijker).

 In Nederland waren veel polio epidemieën (polio verlamt de spieren, kan dodelijk zijn als het de longspieren verlamt). Er bestaat geen medicijn tegen polio, het enige dat helpt is een vaccin.

 Ziektekiemen veranderen. De ene bacteriestam kan beter tegen antibiotica dan de andere. De sterkste bacteriën overleven. Als zij zich vermenigvuldigen ontstaat er een immune (resistente) bacteriestam.

 De laatste 20 jaar zijn er nieuwe infectieziekten opgedoken waarop het menselijk afweersysteem geen antwoord heeft. Zoals AIDS. Deze ziekten leiden tot de dood omdat de wetenschap nog moet ontdekken op welke manier ze bestreden kunnen worden.

Besmetting met verzwakte ziektekiemen maakt niet ziek, maar immuun tegen de ziekte.

Door vaccinatieprogramma’s wordt de Nederlandse bevolking beschermd tegen gevaarlijke infectieziekten.

Ziektekiemen veranderen en nieuwe gevaarlijke ziektekiemen ontstaan. Wetenschappelijk onderzoek naar oorzaak, preventie en behandeling van infectieziekten blijft daarom actueel.

4. Productie 4.1: Jam maken

Bij de productie van jam gebruikt men vruchten en suiker (met de functie zoetstof en

conserveringsmiddel). Pectine (soms aanwezig, soms toegevoegd) zorgt voor de stroperigheid (geleermiddel). Tijdens het koken verdampt er water en neemt het gehalte aan suiker dus toe.

Als je grote hoeveelheden wilt produceren moet je "opschalen". In de fabriek wordt onder vacuüm gekookt, met als voordeel dat er op lagere temperatuur en korter wordt gekookt en het fruit niet kapot gaat. Er worden verschillende hulpstoffen toegevoegd, o.a. conserveermiddelen. Op het laatst schuiven de jampotten in de koeltunnel om af te koelen. In de luchtdichte verpakking ontstaat door de afkoeling vacuüm.

Hulpstoffen bij jam: conserveermiddelen, kleurstoffen, antioxydantia, zuurteregelaars -> toegepast om verloop van de productie te bevorderen en het product aantrekkelijker te maken.

Het eindproduct moet aan de eisen van de Warenwet voldoen in het belang van de volksgezondheid en waarborging van kwaliteit.

Nieuwe producten kun je maken door het kiezen van ingrediënten die de gewenste eigenschappen opleveren.

Kenmerken van grootschalige productie zijn het gebruik van meet- en regelapparatuur en een constante kwaliteit van het eindproduct.

Om efficiënt te produceren gebruikt de industrie vaak andere grond- en hulpstoffen dan bij de bereiding op kleine schaal.

4.2: Een miljoen colablikjes

Bodem en zijkant van frisdrankblikjes zijn gemaakt van een dunne staallaag met daaroverheen een dun laagje tin, dat voorkomt dat het staal zou gaan roesten (blik = vertind staal). Het deksel is meestal van aluminium, een licht metaal, dat gemakkelijk is te vervormen. De meeste blikjes bestaan uit drie delen van staal; Bodem en deksel zijn rondjes van staalplaat. Het middendeel is een rechthoek van staalplaat die rondgebogen wordt en in het midden vastgelast. Bodem en deksel worden om dit middenstuk

vastgeklemd. Eigenschap metalen: vervormbaar en toch stevig. Dmv walsen wordt het benodigde dunne staal voor de blikjes gemaakt.

Het verschil tussen staal en ijzer: zuiver ijzer is 100% ijzer, de niet-ontleedbare stof. In de hoogovens wordt in een continuproces (vindt voortdurend toevoer van grondstoffen plaats, waarna deze met elkaar

reageren en als eindproducten steeds weer worden afgevoerd) bij hoge temperatuur ijzererts omgezet in ruwijzer. Dit ruwijzer bevat veel koolstof en is niet stevig.

In een batchproces (batch=portie, bij staalbereiding gaat het om grote porties. De reactor wordt gevuld met ruwijzer en schroot en behandeld met zuurstof totdat het proces voltooid is) wordt deze koolstof verbrand tot koolstofdioxide. Wat overblijft is staal. De blikjes die in huishoudafval terechtkomen, kunnen worden teruggewonnen met een magneet (het staal is magnetisch). Met elektrische stroom is het (dure) tin terug te winnen. In een verbrandingsoven gaan tin en aluminium verloren. Het gesmolten ijzer is wel terug te winnen.

Hoogwaardige grondstoffen en geautomatiseerde processen maken de productie van grote hoeveelheden halffabricaten en eindproducten mogelijk.

Bij de ijzer- en staalproductie zijn grote hoeveelheden grondstoffen en energie nodig. Bij de productie van staal uit ruwijzer wordt staalafval gebruikt.

Voor de productie van blikjes uit ijzererts is veel energie nodig en er ontstaat veel vervuiling. Voor recycling van blikjes tot nieuw staal is minder energie nodig.

4.3: Kleurstof voor spijkerbroeken

Een goede textielkleurstof moet niet in water oplossen, goed hechten aan de vezels en niet verkleuren in zonlicht, Indigo is de meest gebruikte textielkleurstof en werd vroeger gekweekt uit planten in vooral Z- Amerika en India. In Europa uit de bladeren van de wede.

Na de oogst worden dde bladeren gekneusd en in water geweekt tot ze gaan rotten (wordt geelkleurige oplossing van de stof indigowit). Als je daar textiel in dompelt hecht dit wit aan de vezels en buiten het bad wordt de geelwitte kleur indigoblauw. Het indigo kan na zeven en drogen ook als vaste stof gebruikt worden. Tegenwoordig kan men indigo chemisch namaken, wat sneller gaat.

Voordat zo'n natuurproduct kan worden nagemaakt moet de stof eerst geïsoleerd worden uit de plant.

Door ontledingsreacties moet de (moleculaire) structuur opgehelderd worden: hoeveel atomen, welke atomen, hoe zitten ze aan elkaar? (Bij indigo zijn dat koolstof, waterstof, stikstof en zuurstof).

Dan moeten geschikte grondstoffen gevonden worden en moet gekeken worden of de eventuele

bijproducten niet schadelijk zijn. Via een proeffabriek komt het fabrieksproces tot stand. Daar krijgt men een beter idee van wat er bij schaalvergroting kan gebeuren. Het verloop van de reacties wordt

geoptimaliseerd.

Vroeger was de manier die men koos om bijv. indigo te maken sterk afhankelijk van de beschikbaarheid van grondstoffen. Tegenwoordig moet men op nog meer factoren letten, zoals schadelijkheid van de toegepaste chemische stoffen en de gevormde afvalproducten.

Men kan octrooi (patent) aanvragen op het gevonden proces. Een ander bedrijf mag het proces dan alleen gebruiken met een licentie (vergunning).

In de natuur komen veel kleurstoffen in kleine hoeveelheden voor. Grootschalige productie van kleurstoffen met landbouwmethodes vereist veel arbeidskracht.

Door onderzoek kan van vele natuurlijke stoffen de moleculaire structuur bepaald worden. Het is dan mogelijk deze stoffen kunstmatig te fabriceren.

De chemische industrie is voortdurend op zoek naar nieuwe producten en naar methodes die de productiewijze optimaliseren.

4.4: De productie van penicilline

Micro organismen: verzamelnaam voor organismen die je met het blote oog niet kunt zien.

Het antibioticum penicilline is toevallig ontdekt: de schimmel "penicilline" bleek een bacteriedodende stof af te scheiden (ontdekt door Fleming, 1928). Het grootste probleem was aanvankelijk om de stof penicilline

zuiver te krijgen en in grote hoeveelheden te produceren.

Het zoveel mogelijk kweken van schimmels die penicilline maken gebeurt in drie stappen.

1. Kleine hoeveelheid schimmel in een voorkweektank -> vermenigculdigt zich 2. Kweek voortgezet in een grotere reactor

3. Een zeer grote reactor (de bioreactor) wordt gevuld met voedingsvloeistof en alle tot dusver gekweekte schimmel.

Tegenwoordig gebruikt men schimmelsoorten die veel meer antibioticum produceren dan de eerste soorten.

Dan volgt het zuiveren: filtratie (schimmel en vloeistof gescheiden), extractie, kristallisatie, filtratie en wassing. Tot slot vriesdrogen. Er blijft nu zuivere penicilline in de vorm van witte kristalletjes over.

Er moet zeer steriel gewerkt worden; er mag geen enkele bacterie of andere schimmelsoort in de reactor komen.

Het halffabricaat penicilline wordt verwerkt als vloeistof, tablet of pil.

Hoe penicilline werkt: het verhindert de opbouw van de celwanden van bacteriën. Ondanks het grote succes van penicilline is een groot probleem dat er resistente bacteriesoorten zijn ontstaan. Andere

nadelen van penicilline zijn dat niet iedereen de stof kan verdragen. Ook een nadeel is dat penicilline soms ook goede bacteriën dood maakt waardoor bijvoorbeeld de spijsvertering ontregeld raakt. Nog een nadeel is dat sommige bacteriën penicillinase produceren, een enzym dat penicilline afbreekt. Deze bacteriën zijn resistent.

Manieren om andere soorten antibiotica te maken (-> probleem van resistentie kleiner):

 Met de zuivere penicilline een reactie uit voeren waardoor er een iets gewijzigd penicillinemolecuul ontstaat dat ook iets andere eigenschappen heeft.

 Aan de kweekvloeistof stoffen toevoegen die een beetje anders zijn dan de normale, zodat de schimmel een iets gewijzigde penicillinesoort vormt.

Wetenschappelijk onderzoek is afhankelijk van maatschappelijke ontwikkelingen. Het onderzoek naar de productie van penicilline werd versneld door de Tweede Wereldoorlog.

Penicilline ontstaat door een schimmelsoort te laten groeien in een voedingsvloeistof. De steriele omgeving en zuivering stellen hoge eisen aan de productie.

Geneesmiddelen kunnen minder werkzaam worden doordat ziekteverwekkers veranderen. Door voortdurend onderzoek is men in staat geneesmiddelen daarop aan te passen.

5. De onderzoeker

5.1: Ontdekkingsreiziger en kaartenmaker

In de oudste culturen werden alle natuurverschijnselen toegeschreven aan de goden. De filosofen in het klassieke Griekenland ontwikkelden een nieuwe manier van kijken naar natuurverschijnselen;

onpersoonlijke krachten en principes lagen aan de grondslag. Ze onderzochten niet met experimenten of wat zij beweerden waar was, alleen door ‘logisch te redeneren’.

Pas in de 16e en 17e eeuw (Wetenschappelijke revolutie) onderzochten geleerden voor het eerst door eigen waarnemingen en experimenten of die oude theorieën wel klopten (de grote ontdekkingsreizen zorgden ook voor een ‘Eye opener’ voor de geleerden). Deze methode wordt wel de inductieve methode genoemd.

Het idee achter inductie is, dat je aan de hand van voldoende waarnemingen kunt komen tot algemeen, geldende, dus wetenschappelijke uitspraken over de natuur. Toch is inductie onvoldoende als basis voor wetenschappelijke uitspraken want het aantal waarnemingen is altijd beperkt.

Andere manier: de deductieve methode. Uit kennis proberen de onderzoekers door logisch te redeneren nieuwe kennis af te leiden, die ze dan aan waarnemingen en experimenten kunnen toetsen. De wiskunde speelt een belangrijke rol in deductieve redeneringen.

-> Zonder deductie geen hypotheses, zonder inductie geen waarnemingen en experimenten. In de onderzoeken van tegenwoordig kunnen deze twee niet zonder elkaar.

-> In de manier waarop de oude Grieken natuurwetenschap bedreven speelde de deductie de hoofdrol.

Een van de oudste vragen: Uit welke bouwstenen zijn wij zelf en de wereld om ons heen gemaakt?

 Atomen: Het idee dat materie bestaat uit zeer kleine deeltjes kwam van de Griekse natuurfilosoof Demokritios.

 Eind vorige eeuw leverde de ontdekking van Thomsons het eerste atoommodel op: het krentenbolmodel.

Daarin is de positieve lading gelijkmatig door het hele atoom verdeeld, terwijl de negatief geladen elektronen in een regelmatig patroon in het atoom ‘zweven’.

 Rutherford deed in 1911 een experiment waaruit bleek dat dit model onjuist was. Een atoom is bijna helemaal leeg, vrijwel alle materie zit in de kern. De elektronen draaien eromheen -> het

zonnestelselmodel. Afb. 5.2 blz.17

 Daarna kwam de theorie van de waarschijnlijkheidswolk: een gebied waarbinnen het elektron kan worden aangetroffen. Hoe lichter het gebied, hoe groter de kans dat zich daar een elektron bevindt.

Voor een onderzoeker zijn logisch redeneren om een theorie af te leiden (deductie) en waarnemingen doen om regelmaat te vinden (inductie) even belangrijk.

Theoretische aannames en praktische kennis samen leverden steeds betere modellen van de bouwstenen van materie. Vooruitgang in de wetenschap is een kwestie van veranderende, steeds betere modellen.

5.2: Hoe vrij is een onderzoeker?

 Toegepast onderzoek: natuurwetenschap praktische toepassingen oplevert (en zorgt voor economische en technische vooruitgang, zoals elektromotor). Grote rol bij bedrijven.

 Fundamenteel of zuiver onderzoek: hier gaat het uitsluitend om meer kennis en met mogelijke

toepassingen wordt geen rekening gehouden. Grote rol bij universiteiten en niet-commerciële instellingen.

Bijvoorbeeld, onderzoek naar de bouw van de atoomkern of leven op Mars.

 Een natuurwetenschapper zijn drijfveren: nieuwsgierigheid en uithoudingsvermogen.

Politiek en economie hebben grote invloed op richting en inhoud van wetenschappelijk onderzoek.

Geen enkele menselijke eigenschap is de onderzoeker vreemd.

Zowel binnen als buiten de wetenschap worden de ethische grenzen van onderzoek nauwlettend bewaakt en breed bediscussieerd.

5.3: De wetenschappelijke methode

 De wetenschappelijke methode: De hypothese wordt wel of niet verworpen. Gebeurt het wel, moet er een nieuwe bedacht worden. Gebeurt het niet, dan mag de onderzoeker er voorlopig vanuit gaan dat deze juist is. Een wetenschappelijke hypothese moet toetsbaar zijn (er moet dus een waarneming of experiment mee gemoeid zijn). De eerste hypotheses komen meestal voort uit goed waarnemen en rangschikken van onderzoeksmateriaal.

 De wetenschapper Karl Popper (1902-1994) stelde dat natuurwetenschappelijk onderzoek niet gericht moet zijn op het aantonen dat een hypothese juist is (verificatie), maar op het aantonen van de eventuele onwaarheid van een hypothese (falsificatie). Je kunt nooit voldoende waarnemingen of experimenten doen ten bewijze dat een hypothese absoluut waar is. Falsificatie is wel goed mogelijk.

 Met modellen kun je een deel van de werkelijkheid beschrijven, verklaren of voorspellen. Vooruitgang in de wetenschap is een zaak van veranderende modellen. Hoewel veranderende modellen steeds betere beschrijvingen en verklaringen geven, blijven het toch altijd vereenvoudigde afspiegelingen van een deel van de werkelijkheid.

Toetsbare hypotheses en experimenten zijn essentieel bij het ontstaat van nieuwe wetenschappelijke kennis.

Wetenschappelijke kennis is nooit absoluut waar.

Modellen moeten niet verward worden met de werkelijkheid. Ze geven niet meer dan een gedeeltelijk en vereenvoudigd beeld.

5.4: De onderzoeker onderzocht

Een studierichting moet passen bij je karakter.

Hard werken met een goed team is belangrijk bij het behalen van succes.

Zuiver onderzoek en eigen initiatief kunnen leiden tot doorbraken bij onderzoek.