Измерение расстояния до звезд их температур светимостей показали что звезды состоят

Как ученые определяют температуру звезд, находящихся на расстоянии триллионов километров?

Здесь нам на помощь приходят косвенные методы. Чтобы преодолеть вышеупомянутые проблемы, астрофизики используют ряд косвенных методов измерения температуры. Давайте посмотрим на некоторые из них по очереди!

Закон смещения Вина

Закон смещения Вина касается спектра излучения черного тела. В соответствии с этим кривая излучения черного тела для разных температур будет иметь пик на разных длинах волн, которые обратно пропорциональны температуре. Используя эту обратную зависимость между длиной волны и температурой, можно оценить температуры звезд.

Однако это применимо только к звездам, у которых спектр очень близок к спектру черного тела. Более того, должны быть доступны также спектры, откалиброванные по потоку рассматриваемой звезды. Однако этот метод не дает очень точных результатов, поскольку звезды, как правило, не являются черными телами.

Закон Стефана — Больцмана

Сначала мы измеряем полный поток света, исходящего от звезды. Объединив эти факторы, ученые оценивают светимость. А с помощью интерферометров можно определить радиус звезды. В конце концов, температура измеряется путем включения всех этих членов в формулу Стефана — Больцмана. Ограничивающим фактором здесь является сложность измерения радиусов самых больших или ближайших звезд. Таким образом, измерения существуют только для нескольких гигантов и нескольких десятков ближайших звезд главной последовательности. Однако они действуют как фундаментальные калибраторы, с которыми астрофизики сравнивают и калибруют другие методы.

По спектральному анализу звезды

Спектральный анализ состоит из измерения силы этих линий поглощения для различных химических элементов и разных длин волн. Сила линии поглощения зависит в первую очередь от температуры звезды и количества конкретного химического элемента. Однако на нее могут влиять и некоторые другие параметры, такие как гравитация, турбулентность, структура атмосферы и т.д. Этот метод дает температурные измерения с точностью до +/-50 Кельвинов.

Взаимосвязь цвета и температуры

Это включает в себя пропускание света через различные фильтры и определение количества, которое проходит через каждый фильтр. Измерения фотометра преобразуются в температуру с использованием стандартных шкал. Этот метод очень полезен, когда хороший спектр звезды недоступен. Результаты, полученные этим методом, имеют точность до +/- 100-200 К. Однако этот метод дает плохие результаты для более холодных звезд.

Каждый из вышеупомянутых методов имеет свои преимущества и недостатки. Тем не менее астрофизики во всем мире широко используют эти методы, и в конечном итоге дают удовлетворительные результаты.

Источник

1. Измерение расстояния до звезд, их температур, светимостей показали, что звезды состоят:
a) Из полностью ионизованного газа (водород, гелий)
b) Из смеси различных газов (кислород, водород, азот)
c) Из атмосферного воздуха
2. Излучение звезд обусловлено:
a) Высокой температурой газа
b) Термоядерной реакцией
c) Высокой температурой газа, которая поддерживается термоядерной реакцией
3. Звезды не распадаются на отдельные молекулы благодаря:
a) Равновесию сил гравитации и электромагнитных сил.
b) Равновесию сил гравитации и ядерных сил.
c) Равновесию сил гравитации и силами давления горячего газа.
4. Белые карлики – это звезды
a) Плотнее, чем солнце
b) Плотность такая же как и у Солнца
c) Менее плотная, чем Солнце
5. Нейтронные звезды состоят в основном:
a) Из ядер водорода и гелия
b) Нейтронов, протонов, электронов
c) Нейтронов
6. Многие звезды являются переменными по светимости
a) Из-за затмения одной звездой другую
b) Масса меняется
c) Химический состав меняется.
7. Солнце состоит из : _________________

Ответы

Из истории. Первые упоминания

Пигмеи впервые упоминаются в древнеегипетских надписях 3-го тыс. до н. э., в более позднее время — в древнегреческих источниках (в «Илиаде» Гомера, у Геродота и Страбона). В XVI—XVII вв. они под названием «матимба» упоминаются в описаниях, оставленных исследователями Западной Африки. В XIX веке их существование подтверждено немецким исследователем Г. Швейнфуртом, русским исследователем В. В. Юнкером и др., обнаруживавших эти племена в тропических лесах бассейна рек Итури и Узле (различне племена под именами: акка, тикитики, обонго, батва). В 1929—1930 гг. экспедиции П. Шебеста описала пигмеев бамбути, в 1934—1935 исследователь М. Гузинде нашёл пигмеев эфе и басуа.

Численность и население

Пигмеи питаются только тем, что найдут, поймают или убьют в джунглях. Они великолепные охотники и их любимое мясо – слоновье, но чаще им удается добыть не очень крупных животных или рыбу. У пигмеев существует особая техника ловли рыбы. Метод, который они применяют, основан на отравлении рыбы растительными ядами. Рыба засыпает и всплывает на поверхность, после чего её можно собирать просто руками. Пигмеи живут в гармонии с природой и берут ровно столько рыбы, сколько понадобится. Невостребованная рыба просыпается спустя полчаса без каких-либо повреждений.

Источник

Измерение расстояния до звезд их температур светимостей показали что звезды состоят

Методы определения расстояний до звезд

Годичный параллакс

Кажущееся перемещение более близкой звезды на фоне очень далеких звезд происходит по эллипсу с периодом в 1 год и отражает движение наблюдателя вместе с Землей вокруг Солнца. Маленький эллипс, описываемый звездой, называется параллактическим эллипсом. В угловой мере большая полуось этого эллипса равна величине угла, под которым со звезды видна большая полуось земной орбиты, перпендикулярная направлению на звезду. Этот угол называется годичным параллаксом ( π ).

Параллактические смещения звезд служат неопровержимым доказательством обращения Земли вокруг Солнца. Расстояния до звезд определяются по их годичному параллактическому смещению, которое обусловлено перемещением наблюдателя (вместе с Землей) по земной орбите.

1 пк = 206 265 а. е. = 3,086 · 10 13 км.

Таким образом, расстояние до звезд в парсеках будет определяться выражением

В астрономических единицах обычно выражаются расстояния до тел Солнечной системы. Расстояния до небесных тел, находящихся за пределами Солнечной системы, обычно выражаются в парсеках, килопарсеках ( 1 кпк = 10 3 пк ) и мегапарсеках ( 1 Мпк = 10 6 пк ), а также в световых годах ( 1 св. г. = 9,46 · 10 12 км = 63 240 а. е. = 0,3067 пк или 1 пк = 3,26 св. г. ).

Фотометрический метод определения расстояний

Для светил, у которых известны тригонометрические параллаксы, можно, определив M по этой же формуле, сопоставить физические свойства с абсолютными звездными величинами. Это сопоставление показало, что абсолютные звездные величины многих классов светил (звезд, галактик и др.) можно оценивать по ряду их физических свойств.

Цефеиды (стандартные свечи)

Для долгопериодических цефеид (периоды колебаний от 1 до 146 сут.), относящихся к звездному населению I типа (плоской составляющей Галактики), установлена важная зависимость период-светимость, согласно которой, чем короче период колебаний блеска, тем цефеида слабее по абсолютной величине. С помощью этой зависимости можно определить абсолютные величины цефеид по длительности их периодов колебаний блеска и, следовательно, фотометрические расстояния до цефеид и звездных скоплений, спиральных рукавов и звездных систем, где они наблюдаются. Погрешность определения расстояний по цефеидам составляет для звездных скоплений в среднем 40% (в отдельных случаях меньше).

Определение внегалактических расстояний

В качестве индикаторов расстояний используются также новые звезды и сверхновые звезды.

Определение расстояний по красному смещению

Сравнение фотометрических расстояний до галактик с величиной смещения z их спектральных линий к красному концу спектра показало, что величина

пропорциональна расстоянию r (Хаббла закон):

Источник

Тест по астрономии на тему : «звезды»

Тест по астрономии

1.Измерение расстояния до звезд, их температур, светимостей показали, что звезды состоят:

Из полностью ионизованного газа (водород, гелий)

Из смеси различных газов (кислород, водород, азот)

Из атмосферного воздуха

2.Излучение звезд обусловлено:

Высокой температурой газа

Высокой температурой газа, которая поддерживается термоядерной реакцией

3.Звезды не распадаются на отдельные молекулы благодаря:

Равновесию сил гравитации и электромагнитных сил.

Равновесию сил гравитации и ядерных сил.

Равновесию сил гравитации и силами давления горячего газа.

4. Белые карлики – это звезды

Плотнее, чем солнце

Плотность такая же как и у Солнца

Менее плотная, чем Солнце

5.Нейтронные звезды состоят в основном:

Из ядер водорода и гелия

Нейтронов, протонов, электронов

6.Многие звезды являются переменными по светимости

Из-за затмения одной звездой другую

Химический состав меняется.

7.Солнце состоит из :_________________

1.Все переменные звезды меняют свою светимость:

Носит случайный характер

2.При вспышке новой звезды светимость

Увеличивается в 10 тыс. раз

Уменьшается в 10 тыс. раз

3.Вспышка новой звезды связана

С взаимодействием двух близких звезд

С увеличением массы звезды

С термоядерным взрывом

4.Сверхновые звезды образуются

Из гигантских звезд

Из звезд, подобных Солнцу

5.После взрыва сверхновой звезды образуется

6.Солнечная активность влияет:

На увеличение числа полярных сияний

На увеличение магнитных бурь

7.Какие химические элементы были обнаружены в солнечной короне с помощью спектрального анализа? ___________________________

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-849142

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Пик использования смартфонов приходится на 16 лет

Время чтения: 1 минута

В России утвердили новый порядок формирования федерального перечня учебников

Время чтения: 1 минута

Школьников Улан-Удэ перевели на удаленку из-за гриппа и ОРВИ

Время чтения: 1 минута

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

Время чтения: 2 минуты

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Билеты по астрономии с ответами.

1) Видимое движение светил как следствие их собственного движения в пространстве, вращения Земли и её обращения вокруг Солнца.

2) Принципы определения географических координат по астрономическим наблюдениям (П. 4 стр. 16).

3) Причины смены фаз Луны, условия наступления и периодичность Солнечных и Лунных затмений (П. 6 пп 1,2).

4) Особенности суточного движения Солнца на различных широтах в различное время года (П.4 пп 2, П. 5).

5) Принцип работы и назначение телескопа (П. 2).

6) Способы определения расстояний до тел Солнечной системы и их размеров (П. 12).

7) Возможности спектрального анализа и внеатмосферных наблюдений для изучения природы небесных тел (П. 14, «Физика» П. 62).

8) Важнейшие направления и задачи исследования и освоения космического пространства.

9) Закон Кеплера, его открытие, значение, границы применимости (П. 11).

10) Основные характеристики планет Земной группы, планет-гигантов (П. 18, 19).

11) Отличительные особенности Луны и спутников планет (П. 17-19).

12) Кометы и астероиды. Основные представления о происхождении Солнечной системы (П. 20, 21).

13) Солнце как типичная звезда. Основные характеристики (П. 22).

14) Важнейшие проявления Солнечной активности. Их связь с географическими явлениями (П. 22 пп 4).

15) Способы определения расстояний до звёзд. Единицы расстояний и связь между ними (П. 23).

16) Основные физические характеристики звёзд и их взаимосвязь (П. 23 пп 3).

17) Физический смысл закона Стефана-Больцмана и его применение для определения физических характеристик звёзд (П. 24 пп 2).

18) Переменные и нестационарные звёзды. Их значение для изучения природы звёзд (П. 25).

19) Двойные звёзды и их роль в определении физических характеристик звёзд.

20) Эволюция звёзд, её этапы и конечные стадии (П. 26).

21) Состав, структура и размер нашей Галактики (П. 27 пп 1).

22) Звёздные скопления, физическое состояние межзвёздной среды (П. 27 пп 2, П. 28).

23) Основные типы галактик и их отличительные особенности (П. 29).

24) Основы современных представлений о строении и эволюции Вселенной (П. 30).

Практические задания.

1) Задание по звёздной карте.

2) Определение географической широты.

3) Определение склонения светила по широте и высоте.

4) Вычисление размеров светила по параллаксу.

5) Условия видимости Луны (Венеры, Марса) по данным школьного астрономического календаря.

6) Вычисление период обращения планет на основании 3-го закона Кеплера.

Ответы.

Билет № 1. Земля совершает сложные движения: вращается вокруг своей оси (Т=24 ч.), движется вокруг Солнца (Т=1 год), вращается вместе с Галактикой (Т= 200 тыс. лет). Отсюда видно, что все наблюдения, совершаемые с Земли, отличаются кажущимися траекториями. Планеты делятся на внутренние и внешние (внутренние: Меркурий, Венера; внешние: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон). Все эти планеты обращаются так же, как и Земля вокруг Солнца, но, благодаря движению Земли, можно наблюдать петлеобразное движение планет (календарь стр. 36). Благодаря сложному движению Земли и планет возникают различные конфигурации планет (рисунок).

для внутренних планет

для внешних планет

Кометы и метеоритные тела движутся по эллиптическим, параболическим и гиперболическим траекториям.

Когда Луна видна нам как узкий серп, остальная часть её диска тоже слегка светится. Это явление называется пепельным светом и объясняется тем, что Земля освещает ночную сторону Луны отражённым солнечным светом.

Земля и Луна, освещённые Солнцем, отбрасывают конусы тени и конусы полутени. Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично происходит полное или частное затмение Луны. С Земли оно видно одновременно повсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны продолжается, пока Луна не начнёт выходить из земной тени, и может длиться до 1 ч 40 мин. Солнечные лучи, преломляясь в атмосфере Земли, попадают в конус земной тени. При этом атмосфера сильно поглощает голубые и соседние с ними лучи, а пропускает внутрь конуса преимущественно красные. Вот почему Луна при большой фазе затмения окрашивается в красноватый свет, а не пропадает совсем. Лунные затмения бывают до трёх раз в году и, конечно, только в полнолуние.

Солнечное затмение как полное видно только там, где на Землю падает пятно лунной тени, диаметр пятна не превышает 250 км. Когда Луна перемещается по своей орбите, её тень движется по Земле с запада на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного затмения. Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается частное затмение Солнца.

Солнечных затмений в году может быть от 2 до 5, в последнем случае непременно частных.

Билет № 4. В течение года Солнце движется по эклиптике. Эклиптика проходит через 12 зодиакальных созвездий. В течение суток Солнце, как обычная звезда, движется параллельно небесному экватору
(-23 ° 27 ¢ £ d £ +23 ° 27 ¢ ). Такое изменение склонения вызвано наклоном земной оси к плоскости орбиты.

На широте тропиков Рака (Южный) и Козерога (Северный) Солнце бывает в зените в дни летнего и зимнего солнцестояния.

На Северном полюсе Солнце и звёзды не заходят в период с 21 марта по 22 сентября. 22 сентября начинается полярная ночь.

Билет № 5. Телескопы бывают двух видов: телескоп-рефлектор и телескоп-рефрактор (рисунки).

Помимо оптических телескопов существуют радиотелескопы, которые представляют собой устройства, регистрирующие излучение космоса. Радиотелескоп представляет собой параболическую антенну, диаметром около 100 м. В качестве ложа для антенны употребляют естественные образования, такие как кратеры или склоны гор. Радиоизлучение позволяет исследовать планеты и звёздные системы.

Билет № 6. Горизонтальным параллаксом называют угол, под которым с планеты виден радиус Земли, перпендикулярный лучу зрения.

Сейчас для определения расстояния до светил используют методы радиолокации: посылают радиосигнал на планету, сигнал отражается и фиксируется приёмной антенной. Зная время прохождения сигнала определяют расстояние .

Билет № 7. Спектральный анализ является важнейшим средством для исследования вселенной. Спектральный анализ является методом, с помощью которого определяется химический состав небесных тел, их температура, размеры, строение, расстояние до них и скорость их движения. Спектральный анализ проводится с использованием приборов спектрографа и спектроскопа. С помощью спектрального анализа определили химический состав звёзд, комет, галактик и тел солнечной системы, т. к. в спектре каждая линия или их совокупность характерна для какого-нибудь элемента. По интенсивности спектра можно определить температуру звёзд и других тел.

По спектру звёзды относят к тому или иному спектральному классу. По спектральной диаграмме можно определить видимую звёздную величину звезды, а далее пользуясь формулами:

найти абсолютную звёздную величину, светимость, а значит и размер звезды.

Используя формулу Доплера

Создание современных космических станций, кораблей многоразового использования, а также запуск космических кораблей к планетам («Вега», «Марс», «Луна», «Вояджер», «Гермес») позволили установить на них телескопы, черех которые можно наблюдать эти светила вблизи без атмосферных помех.

· пребывание человека в космосе;

· исследование космического пространства;

· отработка технологий космических полётов;

2) Военные цели (защита от ядерного нападения);

3) Телекоммуникации (спутниковая связь, осуществляемая с помощью спутников связи);

4) Прогнозы погоды, предсказание стихийных бедствий (метео-спутники);

5) Производственные цели:

· поиск полезных ископаемых;

Билет № 9. Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся учёному Иоганну Кеплеру.

Этот закон позволил установить относительные расстояния планет от Солнца (в единицах большой полуоси земной орбиты), поскольку звёздные периоды планет уже были вычислены. Большую полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу (а. е.) расстояний.

1) Перечислить все планеты;

2) Подразделение (планеты земной группы: Меркурий, Марс, Венера, Земля, Плутон; и планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун);

3) Рассказать об особенностях этих планет исходя из табл. 5 (стр. 144);

4) Указать основные особенности этих планет.

1) Физические условия на Луне (размер, масса, плотность, температура);

2) Рельеф, моря, кратеры;

3) Химические особенности поверхности;

4) Наличие тектонической деятельности.

1) Марс (2 небольших спутника: Фобос и Деймос);

2) Юпитер (16 спутников, самые известные 4 галлилеевых спутника: Европа, Каллисто, Ио, Ганимед; на Европе обнаружен океан воды);

3) Сатурн (17 спутников, особо известен Титан: имеет атмосферу);

4) Уран (16 спутников);

5) Нептун (8 спутников);

6) Плутон (1 спутник).

1) Кометы (физическая природа, строение, орбиты, типы), наиболе известные кометы:

2) Астероиды (малые планеты). Наиболее известные Церера, Веста, Паллада, Юнона, Икар, Гермес, Аполлон (всего более 1500).

Исследование комет, астероидов, метеорных потоков показало, что все они имеют одинаковую физическую природу и одинаковый химический состав. Определение возраста Солнечной системы говорит о том, что Солнце и планеты имеют примерно один возраст (около 5,5 млрд. лет). По теории возникновения Солнечной системы академика О. Ю. Шмидта Земля и планеты возникли из газо-пылевого облака, которое вследствие закона всемирного тяготения было схвачено Солнцем и вращалось в том же направлении, что и Солнце. Постепенно в этом облаке формировались сгущения, которые дали начало планетам. Свидетельством того, что планеты образовались из таких сгущений является выпадение метеоритов на Землю и на другие планеты. Так в 1975 г. было отмечено падение кометы Вахмана-Штрассмана на Юпитер.

Под действием сил гравитационного притяжения, направленных к центру Солнца, в его недрах создаётся огромное давление, которое в центре достигает 2 * 10 8 Па, при температуре около 15 млн К.

При таких условиях ядра атомов водорода имеют очень высокие скорости и могут сталкиваться друг с другом, несмотря на действие электростатической силы отталкивания. Некоторые столкновения заканчиваются ядерными реакциями, при которых из водорода образуется гелий и выделяется большое количество теплоты.

Поверхность солнца (фотосфера) имеет гранулярную структуру, т. е. состоит из «зёрнышек» размером в среднем около 1000 км. Грануляция является следствием движения газов, в зоне, расположенной по фотосферой. Временами в отдельных областях фотосферы тёмные промежутки между пятнами увеличиваются, и образуются большие тёмные пятна. Наблюдая солнечные пятна в телескоп Галилей заметил, что они перемещаются по видимому диску Солнца. На этом основании он сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, с периодом 25 сут. на экваторе и 30 сут. вблизи полюсов.

Билет № 14. Проявление солнечной активности на Земле:

1) Солнечные пятна являются активным источником электромагнитного излучения, вызывающего так называемые «магнитные бури». Эти «магнитные бури» влияют на теле- и радиосвязь, вызывают мощные полярные сияния.

2) Солнце излучает следующие виды излучения: ультрафиолетовое, рентгеновское, инфракрасное и космические лучи (электроны, протоны, нейтроны и тяжёлые частицы адроны). Эти излучения почти целиком задерживаются атмосферой Земли. Вот почему следует сохранять атмосферу Земли в нормальном состоянии. Периодически появляющиеся озоновые дыры пропускают излучение Солнца, которое достигает земной поверхности и пагубно влияет на органическую жизнь на Земле.

· эпидемиологическую обстановку на Земле;

· количество разного рода стихийных бедствий (тайфуны, землетрясения, наводнения и т. д.);

· на количество автомобильных и железнодорожных аварий.

Максимум всего этого приходится на годы активного Солнца. Как установил учёный Чижевский, активное Солнце влияет на самочувствие человека. С тех пор составляются периодические прогнозы самочувствия человека.

Билет № 15. Радиус земли оказывается слишком малым, чтобы служить базисом для измерения параллактического смещения звёзд и расстояния до них. Поэтому пользуются годичным параллаксом вместо горизонтального.

Годичным параллаксом звезды называют угол, под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты, если она перпендикулярна лучу зрения.

1 парсек = 3,26 светового года = 206265 а. е. = 3 * 10 11 км.

Измерением годичного параллакса можно надёжно установить расстояние до звёзд, находящихся не далее 100 парсек или 300 св. лет.

Билет № 16. Звёзды классифицируются по следующим параметрам: размеры, цвет, светимость, спектральный класс.

По спектру звёзды подразделяют на спектральные классы (см. таблицу).

Билет № 17. Закон Стефана-Больцмана определяет зависимость между излучением и температурой звёзд.

С помощью формулы Стефана-Больцмана и закона Вина определяют длину волны, на которую приходится максимум излучения:

Можно исходить из обратного, т. е. с помощью светимости и температуры определять размеры звёзд.

3) Сверхновые звёзды

1) Визуально двойные, кратные

3) Затменно-переменные звёзды

Билет № 22. В нашей Галактике помимо одиночных звёзд существуют звёзды, которые объединяются в скопления. Различают 2 вида звёздных скоплений:

Билет № 23. Вильям Гершель в XVII веке нанёс на звёздную карту очень много туманностей. Впоследствии оказалось, что это гигантские галактики, которые находятся за пределами нашей Галактики. С помощью цефеид американский астроном Хаббл доказал, что ближайшая к нам галактика М-31, находится на расстоянии 2 млн световых лет. В созвездии Вероники обнаружено около тысячи таких галактик, удалённых от нас на миллионы световых лет. Хаббл доказал, что в спектрах галактик есть красное смещение. Это смещение тем больше, чем дальше от нас галактика. Иначе говоря, чем дальше галактика, тем её скорость удаления от нас больше.

Модель расширяющейся вселенной на основании теории Эйнштейна подтвердил русский учёный Фридман.

Источник