§ 121. Основные характеристики звезд
Диаграмма «спектр — светимость»
Как и Солнце, звезды освещают Землю, но из-за огромного расстояния до них освещенность, которую они создают на Земле, на много порядков меньше солнечной. По этой причине и возникают технические проблемы при измерениях освещенности от звезд. Астрономы строят гигантские телескопы, чтобы уловить слабые излучения звезд. Чем больше диаметр объектива телескопа, тем более слабые звезды можно с его помощью исследовать. Измерения показали, что, например, Полярная звезда создает освещенность на поверхности Земли Е = 3,8 • 10 -9 Вт/м 2 , что в 370 млрд раз меньше освещенности, создаваемой Солнцем. Расстояние до Полярной звезды составляет 200 пк, или около 650 св. лет (r = б • 10 18 м). Поэтому светимость Полярной звезды Lп = 4πr 2 Е = 4 • 3,14 х (6 • 10 18 м) 2 • 3,8 • 10 -9 Вт/м 2 = 9,1 • 10 29 Вт = 4600 L. Как видим, несмотря на малую видимую яркость этой звезды, ее светимость в 4600 раз превышает солнечную.
Измерения показали, что среди звезд встречаются звезды в сотни тысяч раз более мощные, чем Солнце, и звезды со светимостями в десятки тысяч раз меньшими, чем у Солнца.
Измерения температур поверхности звезд показали, что температура поверхности звезды определяет ее видимый цвет и наличие спектральных линий поглощения тех или иных химических элементов в ее спектре. Так, Сириус сияет белым цветом и его температура равна почти 10 000 К. Звезда Бетельгейзе (α Ориона) имеет красный цвет и температуру поверхности около 3500 К. Солнце желтого цвета имеет температуру 6000 К. По температуре, по цвету и виду спектра все звезды разбили на спектральные классы, которые обозначаются буквами О, В, A, F, G, К, М. Спектральная классификация звезд приведена ниже в таблице.
Имеется еще одна интересная связь между спектральным классом звезды и ее светимостью, которая представляется в виде диаграммы (рис. 16.2) «спектр — светимость (в светимостях Солнца)» (ее еще называют диаграммой Герцшпрунга—Рессела в честь двух астрономов — Э. Герцшпрунга и Г. Рессела, построивших ее). На диаграмме четко выделяются четыре группы звезд.
Главная последовательность
На нее ложатся параметры большинства звезд. К звездам главной последовательности относится и наше Солнце. Плотности звезд главной последовательности сравнимы с солнечной плотностью.
Красные гиганты
К этой группе в основном относятся звезды красного цвета с радиусами, в десятки раз превышающими солнечный, например звезда Арктур (α Волопаса), радиус которой превышает солнечный в 25 раз, а светимость — в 140 раз.
Сверхгиганты
Это звезды со светимостями, в десятки и сотни тысяч раз превышающими солнечную. Радиусы этих звезд в сотни раз превышают радиус Солнца. К сверхгигантам красного цвета относится Бетельгейзе (а Ориона). При массе примерно в 15 раз больше солнечной ее радиус превышает солнечный почти в 1000 раз. Средняя плотность этой звезды составляет всего 2 • 10 -11 кг/м 3 , что более чем в 1 000 000 раз меньше плотности воздуха.
Белые карлики
Это группа звезд в основном белого цвета со светимостями в сотни и тысячи раз меньше солнечной. Они расположены слева внизу диаграммы. Эти звезды имеют радиусы почти в сто раз меньше солнечного и по размерам сравнимы с планетами. Примером белого карлика служит звезда Сириус В — спутник Сириуса. При массе, почти равной солнечной, и размере, в 2,5 раза большем, чем размер Земли, эта звезда имеет гигантскую среднюю плотность — ρ = 3 • 10 8 кг/м 3 .
Чтобы понять, чем объясняются наблюдаемые отличия звезд разных групп, вспомним связь между светимостью, температурой и радиусом звезды, которую мы использовали для определения температуры Солнца (формула (16.3)).
Сравним две звезды спектрального класса К, одна — главной последовательности (ГП), другая — красный гигант (КГ). У них одинаковая температура — Т = 4500 К, а светимости отличаются в тысячу раз:
т. е. красные гиганты в десятки раз больше по размерам, чем звезды главной последовательности.
Источник
§ 121. Основные характеристики звезд
Диаграмма «спектр — светимость». Как и Солнце, звезды освещают Землю, но из-за огромного расстояния до них освещенность, которую они создают на Земле, на много порядков меньше солнечной. По этой причине и возникают технические проблемы при измерениях освещенности от звезд. Астрономы строят гигантские телескопы, чтобы уловить слабые излучения звезд. Чем больше диаметр объектива телескопа, тем более слабые звезды можно с его помощью исследовать. Измерения показали, что, например, Полярная звезда создает освещенность на поверхности Земли Е = 3,8 • 10 -9 Вт/м 2 , что в 370 млрд раз меньше освещенности, создаваемой Солнцем. Расстояние до Полярной звезды составляет 200 пк, или около 650 св. лет (r = б • 10 18 м). Поэтому светимость Полярной звезды Lп = 4πr 2 Е = 4 • 3,14 х (6 • 10 18 м) 2 • 3,8 • 10 -9 Вт/м 2 = 9,1 • 10 29 Вт = 4600 L. Как видим, несмотря на малую видимую яркость этой звезды, ее светимость в 4600 раз превышает солнечную.
Измерения показали, что среди звезд встречаются звезды в сотни тысяч раз более мощные, чем Солнце, и звезды со светимостями в десятки тысяч раз меньшими, чем у Солнца.
Измерения температур поверхности звезд показали, что температура поверхности звезды определяет ее видимый цвет и наличие спектральных линий поглощения тех или иных химических элементов в ее спектре. Так, Сириус сияет белым цветом и его температура равна почти 10 000 К. Звезда Бетельгейзе (α Ориона) имеет красный цвет и температуру поверхности около 3500 К. Солнце желтого цвета имеет температуру 6000 К. По температуре, по цвету и виду спектра все звезды разбили на спектральные классы, которые обозначаются буквами О, В, A, F, G, К, М. Спектральная классификация звезд приведена ниже в таблице.
Имеется еще одна интересная связь между спектральным классом звезды и ее светимостью, которая представляется в виде диаграммы (рис. 16.2) «спектр — светимость (в светимостях Солнца)» (ее еще называют диаграммой Герцшпрунга—Рессела в честь двух астрономов — Э. Герцшпрунга и Г. Рессела, построивших ее). На диаграмме четко выделяются четыре группы звезд.
Главная последовательность. На нее ложатся параметры большинства звезд. К звездам главной последовательности относится и наше Солнце. Плотности звезд главной последовательности сравнимы с солнечной плотностью.
Красные гиганты. К этой группе в основном относятся звезды красного цвета с радиусами, в десятки раз превышающими солнечный, например звезда Арктур (α Волопаса), радиус которой превышает солнечный в 25 раз, а светимость — в 140 раз.
Сверхгиганты. Это звезды со светимостями, в десятки и сотни тысяч раз превышающими солнечную. Радиусы этих звезд в сотни раз превышают радиус Солнца. К сверхгигантам красного цвета относится Бетельгейзе (а Ориона). При массе примерно в 15 раз больше солнечной ее радиус превышает солнечный почти в 1000 раз. Средняя плотность этой звезды составляет всего 2 • 10 -11 кг/м 3 , что более чем в 1 000 000 раз меньше плотности воздуха.
Белые карлики. Это группа звезд в основном белого цвета со светимостями в сотни и тысячи раз меньше солнечной. Они расположены слева внизу диаграммы. Эти звезды имеют радиусы почти в сто раз меньше солнечного и по размерам сравнимы с планетами. Примером белого карлика служит звезда Сириус В — спутник Сириуса. При массе, почти равной солнечной, и размере, в 2,5 раза большем, чем размер Земли, эта звезда имеет гигантскую среднюю плотность — ρ = 3 • 10 8 кг/м 3 .
Чтобы понять, чем объясняются наблюдаемые отличия звезд разных групп, вспомним связь между светимостью, температурой и радиусом звезды, которую мы использовали для определения температуры Солнца (формула (16.3)).
Сравним две звезды спектрального класса К, одна — главной последовательности (ГП), другая — красный гигант (КГ). У них одинаковая температура — Т = 4500 К, а светимости отличаются в тысячу раз:
т. е. красные гиганты в десятки раз больше по размерам, чем звезды главной последовательности.
Массы звезд удалось измерить только у звезд, входящих в состав двойных систем. И они определялись по параметрам орбит звезд и периоду их обращения вокруг друг друга с использованием третьего обобщенного закона Кеплера. Оказалось, что массы всех звезд лежат в пределах
0,05М ≤ М ≤ 100М
Для звезд главной последовательности имеется связь между массой звезды и ее светимостью: чем больше масса звезды, тем больше ее светимость.
Так, звезда спектрального класса В имеет массу около М ≈ 20М и ее светимость почти в 100 000 раз больше солнечной.
Источник энергии Солнца и звезд. По современным представлениям, источником энергии, поддерживающим излучения Солнца и звезд, служит ядерная энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях образования (синтеза) ядер атомов гелия из ядер атомов водорода. При реакции синтеза из четырех ядер атомов водорода (четырех протонов) образуется ядро атома гелия, при этом выделяется энергия ΔЕ = 4,8 • 10 -12 Дж, называемая энергией связи, две элементарные частицы нейтрино и два позитрона (4Н Не + 2е + + 2ν + ΔЕ).
Для протекания ядерных реакций необходима температура выше нескольких миллионов кельвинов, при которой участвующие в реакции протоны с одинаковыми зарядами смогли бы получить достаточную энергию для взаимного сближения, преодоления электрических сил отталкивания и слияния в одно новое ядро. В результате термоядерных реакций синтеза из водорода массой 1 кг образуется гелий массой 0,99 кг, дефект масс Δm = 0,01 кг и выделяется энергия q = Δmc 2 = 9 • 10 14 Дж.
Теперь можно оценить, на сколько времени хватит у Солнца запасов водорода, чтобы поддерживать наблюдаемое свечение Солнца, т. е. время жизни Солнца. Запас ядерной энергии Е = Mq = 2 • 10 30 • 9 • 10 14 = 1,8 • 10 45 Дж. Если поделить этот запас ядерной энергии на светимость Солнца L
, то мы получим время жизни Солнца:
Если учесть, что Солнце состоит по крайней мере на 70% из водорода и ядерные реакции протекают только в центре, в солнечном ядре, масса которого составляет около 0,1М и где температура достаточно высокая для протекания термоядерных реакций, то время жизни Солнца и звезд, похожих на Солнце, составит t
≈ 10 10 лет. Солнце, по современным данным, существует уже около 5 млрд лет, так что ему еще жить и жить!
Термоядерные реакции синтеза гелия из водорода являются источником энергии звезд главной последовательности.
Определение спектров, цвета, температуры, светимости и масс звезд позволили классифицировать их по спектральным классам и обнаружить связь между спектральным классом и светимостью звезд, а также связь между их массой и светимостью.
Вопросы к параграфу
1. Перечислите основные группы звезд, которые выделяют на диаграмме «спектр — светимость».
2. Чем отличаются звезды одного спектрального класса, но принадлежащие разным группам?
Источник
Тесты по астрономии; 11 класс (.odt)
Даутова Гульсесек Вазировна
МБОУ СОШ имени А. С. Исхакова с. Уральск
3. Строение Вселенной
Что тянется серебристой полосой по обеим полушариям звездного неба, замыкаясь в звездное колцо?
г) солнечная ситема.
В каком году и кем было установлено, что Млечный путь состоит из колоссального множества очень слабых звёзд?
а) 1512 году Николаем Коперником;
б) 1545 году Николаем Коперником;
в) 1610 году Галилео Галилеем;
г) 1713 году Галилео Галилеем.
Сколько звезд в Галактике ?
Где расположен центр нашей Галактики?
а) в созвезди Стрельца;
б) в созвездии Лебедя;
в) нет правильного ответа;
г) ответы а и б оба правильны.
Сколько КПК между Солнцем и Галактикой?
а) 8 КПК; б) 10 КПК; в) 7 КПК; г) 5 КПК.
Как называется типы галактик, которые имеют вид кругов или эллипсов?
У каких галактик ядро пересекается по диаметру поперечной полосой?
а) у пересечённых;
в) у неправильных;
К какому типу галактик относится те, у которых отсутсвует четкое выражение ядра и не обнаружена вращательная симметрия:
г) нет правильного ответа.
Как называются линии в спектрах всех известных галактик, смещенных к красному концу спектра:
а) зеленым смещением;
б) радиогалактическим смещением;
в) красным смещением;
г) млечным путем.
В каком варианте указаны правильные три типа галактик?
а) эллиптические, паралельные, неправильные;
б) эллиптические, спиральные, неправильные;
в) неправильные,пересеченные, радиогалактические;
г) элептические, красные, звёздные.
Наука, изучающая строение и эволюцию Вселеной, называется:
Радиус Вселенной легко оценить с помощью закона:
Имеется ли прочный ответ о будущем Вселенной?
Модель расширяющейся Вселенной называют:
а) надутой Вселенной;
б) дутой Вселенной;
в) горячей Вселенной;
г) модельной Вселенной.
В каком году было обнаруженно первое микроволновое излучение, которое не связано ни с одним из извесных источников разноизлучениея?
1 — б, 2 — в, 3 — в, 4 — а, 5 — а, 6 — в, 7 — а, 8 — б, 9 — в, 10 — б, 11 — б, 12 — г, 13 — б, 14 — в, 15 -б.
По учебнику Физика 11
Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева,
Даутова Гульсесек Вазировна
МБОУ СОШ имени А. С. Исхакова с. Уральск
2. Солнце и звезды.
Линейный радиус Солнца составляет:
а) R о=а * sinO=1,5* 10 км*0,004 65 =700000км;
б) R о=а *cos О= 1,5* 10 км*0,004 65 =750000км;
в) Rо=а * sinO= 1,8*10 км*0,01465=1000000км;
г) Rо=а * sinO= 1,4*10 км*0,01465=900000км.
Период обращения Солнца вокруг оси вблизи экватора составляет:
Размеры солнечных пятен могут превышать?
Зернистая структура фотосферы Солнца называется:
На чьем законе основан метод оценки температуры звезды?
г) нет такого закона.
Внешняя часть солнечной атмосферы, имеющая вид лучистого жемчужного сияния, называется:
Непрерывный поток частиц (протонов, ядер гелия, ионов, электронов), истекающие из короны в межпланетное пространство со скоростью 800 км/ч, называется:
б) космические лучи;
в) солнечный ветер;
г) солнечная активность.
Какую температуру имеет солнце?
К какому спектральному классу относится Солнце?
Какой группе относится Звезда Артур?
б) белые гиганты;
в) красные гиганты;
г) красные гиганты.
Дайте правильне определение:
а) Белые карлики — это группа звёзд с радиусами, в десятки раз превышающими солнечный;
б) Белые карлики — это это группа звёзд с радиусами, в сотни раз превышающими солнечный;
в) Белые карлики — это это группа звёзд с радиусами, в сотни раз меньшими солнечной;
г) не бывет таких звезд.
Какая энергия служит источником, поддерживающим излучения Солнца и звёзд?
а) Энергией Солнца и звёзд служит бензин;
б) Энергией Солнца и звёзд служит человек, который умирает и отдаёт свою душу Солнцу;
в) Энергией Солнца и звёзд служит ядерная энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях образования ядер атомов гелия и водорода.
г) у Солнца нет источника энергии.
В какой области Солнца протекают термоядерные реакции?
в) В протуберанцах;
г) нет правильного ответа
Необычные звезды радиусом около 10 км, плотность
которых фантастическая и равна 2*10 кг/м , называются:
а) электронные звезды;
б) протонные звезды;
в) нейтронные звезды;
7) бетонные звезды.
Как называются объекты во Вселенной, куда все проваливается и откуда ничего не выходит:
а) черные треугольники;
г) нет таких областей.
До скольки Кельвинов повышается температура в недрах протозвезды во время эволюции звезды
а) до нескольких тысяч Кельвинов;
б) до нескольких миллионов кельвинов;
1 — а, 2 — в, 3 — г, 4 — б, 5 — б, 6 — б, 7 — в, 8 — б, 9 — в, 10 — г, 11 — в, 12 — в, 13 — а, 14 — в, 15 — б, 16 — б.
По учебнику Физика 11
Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева,
Даутова Гульсесек Вазировна
МБОУ СОШ имени А. С. Исхакова с. Уральск
1. Солнечная система
Как назвыется 12 зодиакальных созвездий, через который проходит годичный путь Солнца:
в) прямое восхождение;
Координаты светила в звездном небе определяются:
а) α — прямое восхождение;
δ — прямое восхождение;
Система отсчета, связанная с Солнцем, предложенная Николаем Коперником, называется:
Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется:
Линия, соединяющая какую-либо точку эллипса с фокусом, называется:
Отношение расстояния между фокусами к большой оси называется:
Куб большой полуоси орбиты тела, делённый на квадрат периода его обращений и на сумму масс тел, есть величина постоянная. Какой зокон Кеплера ?
а) первый закон Кеплера;
б) второй закон Кеплера;
в) третий закон Кеплера;
г) четвертый закон Кеплера.
Каждая планета движется так, что радиус — вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади. Какой зокон Кеплера ?
а) первый закон Кеплера;
б) второй закон Кеплера;
в) третий закон Кеплера;
г) четвертый закон Кеплера.
Интервал времени между двумя последовательными новолуниями, равный 29,5 сут., называется:
а) солнечное затмение;
б) синодический месяц;
в) лунное затмение;
За сколько суток луна делает один оборот вокруг Земли:
Явление, при котором, луна частично или полностью заслоняет Солнце, называтся:
в) лунное затмение;
г) солнечное затмение.
Явление при котором, Луна попадает в тень Земли, называтся:
а) лунное затмение;
б) солнечное затмение;
г) синодический месяц.
Во время Этого явления уровень воды плавно нарастает, достигая наибольшего значения, а затем постепенно снижается до низшего уровня:
а) солнечное затмение;
г) лунное затмение.
Вспыхивающие в земной атмосфере мельчайшие твёрдые частицы, которые вторгаюстя в неё извне с огромной скоростью, называются:
Выберите правильную последовательность планет по мере удаленности их от Солнца:
а) Марс — Меркурий — Земля — Венера — Юпитер — Уран — Сатурн — Нептун — Плутон;
б) Венера — Земля — Меркурий — Марс — Юпитер — Уран — Сатурн — Нептун — Плутон;
в) Плутон — Меркурий — Земля — Венера — Марс — Юпитер — Сатурн — Уран — Нептун;
г) Меркурий — Венера — Земля — Марс — Юпитер — Сатурн — Уран — Нептун — Плутон.
Небольшие бесформенное звездообразные тела, движущиеся вокруг Солнца, называются:
Протяженная оболочка кометы, которая образуется при приближении к Солнцу из-за таяния и испарения льда:
в) метеоритный поток;
Самый крупный астероид называется:
1 — б, 2 — а, 3 — б, 4 — а, 5 — в, 6 — б, 7 — в, 8 — б, 9 — б, 10 — в, 11 — г, 12 — а, 13 — б, 14 — в, 15 — г, 16 — а, 17 — б, 18 — в
По учебнику Физика 11 Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, В. М. Чаругина
Автор: Даутова Гульсесек Вазировна → abpbrfvfn |
—> 11.05.2012 1 104725 8141
Спасибо за Вашу оценку. Если хотите, чтобы Ваше имя
стало известно автору, войдите на сайт как пользователь
и нажмите Спасибо еще раз. Ваше имя появится на этой стрнице.
Есть мнение?
Оставьте комментарий
Упражнения на технику чтения и понимания прочитанного
Тонкости и секреты работы в Яндекс.Почте
Как работать с детьми с СДВГ в обычном классе?
2007-2021 «Педагогическое сообщество Екатерины Пашковой — PEDSOVET.SU».
12+ Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-41726 от 20.08.2010 г. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций.
Адрес редакции: 603111, г. Нижний Новгород, ул. Раевского 15-45
Адрес учредителя: 603111, г. Нижний Новгород, ул. Раевского 15-45
Учредитель, главный редактор: Пашкова Екатерина Ивановна
Контакты: +7-920-0-777-397, info@pedsovet.su
Домен: https://pedsovet.su/
Копирование материалов сайта строго запрещено, регулярно отслеживается и преследуется по закону.
Отправляя материал на сайт, автор безвозмездно, без требования авторского вознаграждения, передает редакции права на использование материалов в коммерческих или некоммерческих целях, в частности, право на воспроизведение, публичный показ, перевод и переработку произведения, доведение до всеобщего сведения — в соотв. с ГК РФ. (ст. 1270 и др.). См. также Правила публикации конкретного типа материала. Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.
Для подтверждения подлинности выданных сайтом документов сделайте запрос в редакцию.
О работе с сайтом
Мы используем cookie.
Публикуя материалы на сайте (комментарии, статьи, разработки и др.), пользователи берут на себя всю ответственность за содержание материалов и разрешение любых спорных вопросов с третьми лицами.
При этом редакция сайта готова оказывать всяческую поддержку как в публикации, так и других вопросах.
Если вы обнаружили, что на нашем сайте незаконно используются материалы, сообщите администратору — материалы будут удалены.
Источник
➤ Adblockdetector