En de juiste antwoorden zijn...

Wat gebeurt er met de zon als je het oppervlak probeert te blussen met water? En welke uitvinding was volgens schilder Renoir essentieel voor de ontwikkeling van het impressionisme? Het zijn vragen uit de Nationale Wetenschapsquiz 2014, die gisteren op tv te zien was. Hieronder de antwoorden én de uitleg.

1. Waardoor wordt pastis troebel als je water toevoegt?

a) De smaakstoffen lossen slecht op in water

b) In water vormt anijs eiwitten

c) Er ontstaan heel kleine ijskristalletjes

Een makkie om mee te beginnen. Tenminste, in de zin dat antwoord b en c onzin zijn. Maar waarom zouden de smaakstoffen slecht oplossen in water (antwoord a)?

Pastis bestaat immers al uit veel water, maar bevat ook alcohol (minimaal 45 procent) en smaakstoffen waarvan anethol de belangrijkste is. Het is een etherische olie met een typische anijssmaak die slecht oplost in water, maar goed in alcohol. In de fles is het een heldere oplossing, maar voeg je water toe, dan wordt het voor de alcohol kennelijk te moeilijk om de boel bij elkaar te houden en ontstaan spontaan druppeltjes alcohol met anethol die ronddrijven in het water.

Volgens NWO, de organisator van de quiz, ontstaan er kristallen van anethol. Dat is onzin, anethol is een olie. De pastis wordt een soort emulsie - maar dan zonder emulgator. Het mengsel is heel stabiel, na een half jaar zweven de druppeltjes nog steeds. Licht kan niet door het drankje heen schijnen, de druppeltjes verstrooien het naar alle kanten. Daardoor is het troebel. Dit heet het 'ouzo'-effect, naar het Griekse anijsdrankje.

2. Op een regenachtige dag spelen vader en dochter meerdere potjes memory. Hoe vergaat het hen?

a) Gemiddeld spelen ze allebei na elk spelletje iets slechter

b) Gemiddeld speelt het kind na elk spelletje iets beter, de vader niet

c) Gemiddeld spelen ze allebei na elk spelletje iets beter

Elke memory-speler weet wat er in deze situatie gebeurt. Je dacht bijvoorbeeld zeker te weten dat de bloemenvaas rechtsboven in de hoek lag, maar dat was in een vorig potje zo. Naarmate vader en dochter meer spelletjes spelen, gaat het bij allebei steeds slechter doordat ze de opeenvolgende potjes door elkaar gaan halen. Het juiste antwoord is dus a. Oude herinneringen staan het leren en herinneren van nieuwe informatie in de weg.

3. Als je in het donker in een felle lichtbron kijkt, zoals de lamp van een lantaarnpaal, zie je een stralenkrans om de lichtbron. Waardoor komt dat?

a) Door verstrooiing van het licht in het glaswerk

b) Door verstrooiing van het licht in de lucht

c) Door verstrooiing van het licht in je oog

Het juiste antwoord is c. De stralenkrans die je rondom een felle lichtbron ziet, wordt veroorzaakt door onregelmatigheden in het oog, zoals eiwitmoleculen in de lens. Die verstrooien het licht waardoor het van alle kanten lijkt te komen. Als je je arm uitstrekt en met je hand de lichtbron afdekt, zie je de stralenkrans aan de voorkant van je hand; een teken dat het fenomeen niet bij de lichtbron ontstaat. Dragers van contactlenzen hebben er extra last van omdat vuiligheid op de lens het licht ook verstrooit. En oudere mensen zien meer stralen doordat hun lens vertroebelt. In feite is de verergering een voorbode van staar.

4. De ruimtesonde New Horizons beweegt met een snelheid van 15 kilometer per seconde naar de rand van ons zonnestelsel. Stel dat hij in de richting van de Sombrero-nevel gaat, die zich op 50 miljoen lichtjaar afstand van de aarde bevindt, wanneer komt hij daar dan aan?

a) Over ongeveer 1000 miljard jaar

b) Over ongeveer 50 miljoen jaar

c) Nooit

Als New Horizons ongehinderd door zou kunnen vliegen, legde hij de afstand van 50 miljoen lichtjaar in 1000 miljard jaar af. Maar de ruimtesonde zal niet aan de zwaartekracht van de Melkweg weten te ontsnappen. Daarvoor zou hij sneller moeten gaan dan 500 kilometer per seconde. Bovendien dijt het heelal uit en beweegt de Sombrero-nevel zich daardoor met meer dan duizend kilometer per seconde van ons vandaan. De New Horizons komt daar dan ook nooit aan. Het juiste antwoord is dus c.

5. Een rooftas is een tas die aan de binnenkant bedekt is met aluminium. Daarin smokkelen winkeldieven spullen die beveiligd zijn met een chip langs de beveiligingspoortjes zonder dat het alarm afgaat. Hoe werkt dat?

a) Het aluminium zorgt ervoor dat de straling van het poortje om de tas buigt

b) Het aluminium wekt een tegengesteld veld op

c) Het aluminium reflecteert de straling van het poortje

Beveiligingspoortjes zenden elektromagnetische straling uit die de chip in een product activeert waardoor het alarm afgaat. Als het product bij de kassa wordt afgerekend, wordt de chip uitgeschakeld.

De rooftas voorkomt dat de straling de chip bereikt. In het aluminium kunnen de elektronen vrij bewegen en dat doen ze zo dat ze een elektrisch veld opwekken dat precies tegengesteld is aan het veld van de poortjes. Daardoor is het veld binnen in de tas gelijk aan nul en ervaart de chip het poortje niet. Dit fenomeen staat bekend als de kooi van Faraday. B is daarom het officiële antwoord.

Maar eigenlijk is antwoord c ook goed. In het poortje zit een antenne die geen statisch veld opwekt, maar golven uitzendt. De kooi voldoet als verklaring nog steeds, maar je kunt het fenomeen nu ook beschrijven alsof de golven worden weerkaatst.

6. Als een luidspreker met twee keer de geluidssnelheid over je heen vliegt en een toonladder laat horen, hoe hoor je de tonen dan?

a) Je hoort de toonladder op de oorspronkelijke snelheid, maar twee keer zo hard

b) Je hoort de toonladder twee keer zo snel en een octaaf hoger

c) Je hoort de toonladder zowel vooruit als achteruit

Als de luidspreker bij het naderen een toon laat horen, is hij al dichter bij de waarnemer dan bij de noot ervoor. De toonladder bereikt de lezer dus achterstevoren. Is de luidspreker voorbij, dan moeten de tonen 'terug'. De volgorde verandert niet; de tonen liggen - in het oor van de waarnemer - alleen verder uiteen. Die hoort de toonladder dus eerst achteruit en dan vooruit. Het juiste antwoord is c.

7. Als je een oneindig grote vloer aaneengesloten zou betegelen met strikjes- en bootjestegels (zie afbeelding), wat is dan de verhouding tussen strikjes en bootjes?

a) 1 strikjestegel op 2 bootjestegels

b) Minder dan 1 strikjestegel op 2 bootjestegels

c) Meer dan 1 strikjestegel op 2 bootjestegels

Het is even puzzelen maar dan blijken de tegels maar op één manier tot een aangesloten patroon te leggen (zie afbeelding). En daarin is te zien dat een groter strikje is opgebouwd uit twee strikjes en zes halve bootjes. En een groter bootje uit drie strikjes en vijf bootjes (twee hele en zes halve). Enzovoorts. Dat wordt een reeks getallen uit de Fibonacci-reeks: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55.....

Als je die reeks maar lang genoeg doorrekent, gaat de verhouding tussen twee opeenvolgende getallen naar de gulden snede (1/2 + 1/2¿5), en dat is ongeveer 1,6. De verhouding strikjes en bootjes is dan ook 1 op 1,6. Dat is meer dan een strikje op twee bootjes (antwoord c).

8. Wat gebeurt er met de zon als je het oppervlak zou proberen te blussen met water?

a) De zon wordt heter

b) De zon dooft uit

c) De zon gaat minder fel branden

De zon wordt heter (antwoord a). De zon haalt zijn energie uit kernfusie: in de kern van de zon fuseren waterstofdeeltjes onder hoge druk tot helium. Deze druk wordt veroorzaakt door zwaartekracht. Hoe zwaarder een ster is, hoe hoger de druk in de kern en hoe sneller het fusieproces verloopt. Door de toevoeging van het water wordt de zon zwaarder en gaat hij dus feller branden.

9. Welke uitvinding was volgens de Franse schilder Pierre-Auguste Renoir essentieel voor de ontwikkeling van het impressionisme?

a) Synthetische kleurstoffen

b) Verf in tubes

c) Kant-en-klare schildersdoeken

De impressionisten wilden de wereld schilderen zoals ze hem zagen, met natuurlijk licht. Maar tot in de negentiende eeuw maakten schilders buiten alleen schetsen, en maakten ze het doek in hun atelier af. De verf - verpakt in potjes of varkensblaas - was niet geschikt om mee naar buiten te nemen. Tot 1841. Toen vroeg de Amerikaanse portretschilder John Goffe Rand patent aan op de tube: een loden cilinder die aan twee kanten dichtgemaakt was. Om de verf eruit te kunnen knijpen, moest er nog wel een gat in worden gemaakt (antwoord b). Maar de impressionisten konden vanaf dat moment buiten schilderen.

10. Op zee drijft allerlei materiaal, waaronder organische resten en stukken plastic. Soms scheidt een golf de drijvende objecten en zie je clusters van organische resten en clusters van plastic. Hoe komt dit?

a) Doordat plastic een lager soortelijk gewicht heeft dan organische resten

b) Doordat plastic water afstoot en organische resten water aantrekken

c) Doordat plastic niet elektrisch geleidend is en organische resten wel

Antwoord b is het juiste antwoord. Organische resten zoals stukjes zeewier trekken water aan (hydrofiel) en plastic is waterafstotend (hydrofoob). Wateraantrekkende drijvende deeltjes bewegen naar het laagste deel van de golf, terwijl waterafstotende deeltjes juist naar het hoogste deel van de golf bewegen. En als zeewier en plastic eenmaal gescheiden zijn, zullen ze niet snel meer mengen.

11. Een stel heeft twee kinderen. Moeder vindt spruitjes niet bitter, vader wel. Het proeven van bitter is een dominante eigenschap van één gen. De werkzame en de niet-werkzame versie van dit gen komen even vaak voor. Wat is de kans dat beide kinderen de spruitjes niet bitter vinden smaken?

a) 1/4

b) 1/6

c) 1/9

Glucosinolaten zijn stoffen die koolsoorten als broccoli, bloemkool en spruitjes bitter maken. Deze stoffen kun je alleen proeven als je minimaal één werkzame kopie hebt van het TAS2R38-gen. Daarvan heeft iedereen twee kopieën, die wel (A) of niet (a) werkzaam zijn. Wie de AA- of Aa-variant heeft, proeft bitter. Mensen met aa proeven geen bitter.

Moeder vindt spruitjes niet bitter dus zij heeft aa. Vader kan wel bitter proeven en heeft dus Aa of AA. Als beide kinderen spruitjes niet bitter vinden, moet de vader beide keren een a hebben doorgegeven en niet de A.

Omdat vader AA maar op één manier kan hebben en Aa op twee (Aa en aA) is de kans 2/3 dat hij Aa heeft. De kans om met Aa het a-gen door te geven en niet het A-gen, is 50 procent. En dat dus twee keer achter elkaar, bij beide kinderen. De kans dat twee nakomelingen geen bitter proeven is daarom: 2/3 x 1/2 x 1/2 = 1/6. Het juiste antwoord is dus b.

12. Wat was het aandeel van Nederland in de westerse slavenhandel tussen Afrika en de Nieuwe Wereld?

a) Ongeveer 5 procent

b) Ongeveer 25 procent

c) Ongeveer 45 procent

Vanuit Afrika zijn 12,5 miljoen slaven naar de Nieuwe Wereld en Europa vervoerd - bijna allemaal naar Noord- of Zuid-Amerika. Europese handelaren hielden daarvan een uitgebreide administratie bij. Daaruit blijkt dat Nederlandse handelaren ongeveer 600.000 slaven hebben vervoerd, bijna 5 procent dus (antwoord a). Portugal (zes miljoen) en Engeland (ruim drie miljoen) hadden een veel groter aandeel in de slavenhandel.

13. Piet en Kees eten allebei een liter vegetarische groentesoep. Piet eet soep uit blik, Kees maakt zelf soep zonder zout. Wie is het extra gewicht van de soep het eerste kwijt?

a) Piet

b) Kees

c) Maakt niet uit

Wie zoutarme soep eet, verlaagt het zoutgehalte in zijn lichaam. Het lijf wil dat gehalte weer herstellen en prikkelt de nieren om meer urine te produceren. Na een paar uur heeft Kees het overtollige vocht weer uitgeplast (antwoord b). Piet verandert met zijn zoute soep nauwelijks iets aan zijn zoutgehalte. In zijn lichaam dan ook geen prikkel om de urineproductie te verhogen. Het gevolg is dat Piet het extra gewicht van de soep pas na een paar dagen kwijt is. Als Piet elke dag een liter soep uit blik zou eten, zou hij het overtollige vocht niet kwijtraken en steeds dikker worden.

14. Waarom is iemand zien gapen voor kinderen met autisme minder aanstekelijk dan voor kinderen zonder autisme?

a) Omdat ze niet helemaal begrijpen waarom de ander gaapt.

b) Omdat ze niet goed genoeg kijken naar het hele gezicht van de ander.

c) Omdat ze gevoeliger zijn voor auditieve prikkels dan voor visuele prikkels.

Als dit een open vraag was geweest, had de psychologie het antwoord niet geweten. Het veld kent twee kampen. Eén groep zegt dat dit komt doordat autistische kinderen niet goed kijken (antwoord b). Kinderen met autisme kijken bij andere mensen vooral naar de mond, en minder naar de ogen. Als ze werden gedwongen om naar iemands ogen te kijken, bijvoorbeeld omdat ze moesten controleren of iemand een bril droeg, gaapten ze even vaak mee als niet-autistische kinderen.

Andere psychologen denken dat het niet meegapen een gevolg is van een gebrek aan empathie. Autisten kunnen zich niet goed inleven in de ander en zouden daarom niet gevoelig zijn voor diens gapen. Dit idee verliest terrein, maar het beslissende onderzoek moet nog worden uitgevoerd. Gebrek aan empathie zou dus goed moeten zijn, maar dat is iets anders dan dat ze het niet zouden begrijpen (antwoord a). Niemand gaapt mee omdat hij begrijpt waarom de ander gaapt.

15. In een grote bak water van 4°C leg je een blok ijs. Wat gebeurt er met het waterniveau terwijl het ijs smelt?

a) Het stijgt

b) Het blijft gelijk

c) Het daalt

Zoals ieder jaar bevat de quiz een vraag over de wet van Archimedes, maar deze keer is het antwoord in tegenspraak met eerdere edities. De wet zegt: 'Het ijs ervaart een opwaartse kracht die gelijk is aan het gewicht van de verplaatste hoeveelheid water'. In 1995 bijvoorbeeld concludeerde NWO daaruit - toen het ging om een smeltende ijsberg - dat het gewicht van ijs niet verandert als het smelt. En dat het waterpeil daarom gelijk blijft.

Anno 2014 is dat niet meer exact genoeg. Het water in de bak heeft een andere dichtheid (gewicht per volume) dan het smeltwater. Normaal krimpt water als het afkoelt, maar - en nu komt pas de clou van de vraag - water van 4 graden Celsius zet juist uit als het afkoelt. Dit fenomeen heet de anomalie van water. Het smeltwater van nul graden heeft daarom een groter volume dan het water van 4 graden dat door het ijsblok omhoog werd geduwd. Het waterpeil stijgt daarom (antwoord a).

Het is een minimaal effect. Een kubieke meter water van 4 graden neemt 0,13 liter minder volume in dan water van 0 graden. Ook als het water mengt tot één geheel met een homogene temperatuur, blijft het peil hoger. Dat kun je uitrekenen, maar dan moet je weten wat de volumes van water en ijsblok zijn, en hoe koud het ijs was. Dat is niet gegeven. En als het ijsblok te groot of te koud is, gaat het mis. Dan bevriest de hele boel.

Kijk op www.trouw.nl/wetenschapquiz voor de antwoorden van de junior wetenschapsquiz.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden