Практическое занятие по астрономии «Физическая природа звёзд»

1. Спектры звезд – это их паспорт с описанием всех звездных закономерностей. По спектру звезды можно узнать ее светимость, расстояние до звезды, температуру, размер, химический состав ее атмосферы, скорость вращения вокруг оси, особенности движения вокруг общего центра тяжести.

2. Цвет звезд

ЦВЕТ - свойство света вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения. Свет разных длин волн возбуждает разные цветовые ощущения: от 380 до 470 нм имеют фиолетовый и синий цвет, от 470 до 500 нм — сине-зеленый, от 500 до 560 нм — зеленый, от 560 до 590 нм — желто-оранжевый, от 590 до 760 нм — красный.

Однако цвет сложного излучения не определяется однозначно его спектральным составом.

3. Температура звезд

Непосредственно связана с цветом и спектральной классификацией. Температура видимой поверхности большинства звезд составляет от 2500 К до 50000 К.

4. Спектральная классификация

Буквенное обозначение спектров от горячих к холодным звездам выглядит так: O B A F G K M. Между каждыми двумя классами введены подклассы, обозначенные цифрами от 0 до 9. К 1924г классификация окончательно была установлена Энной Кэннон.

Порядок спектров можно запомнить по терминологии: = Один бритый англичанин финики жевал как морковь

5. Химический состав звезд

Звезды состоят в основном из водорода и гелия (95-98% массы) и других ионизированных атомов, а у холодных в атмосфере присутствуют нейтральные атомы и даже молекулы.

6. Светимость – полная энергия, излучаемая астрономическим объектом (планетой, звездой, галактикой и т. п.) в единицу времени. Измеряется в абсолютных единицах: ваттах (Вт) – в Международной системе единиц СИ; либо в единицах светимости Солнца (светимость Солнца Ls = 3,8·1026 Вт).

Светимость звезды можно рассчитать по формуле: где R – радиус звезды, T – температура её поверхности, σ = 5,67∙ 10-8 Вт/м2∙К4 - постоянная Стефана-Больцмана.

7. Размеры звезд - существует несколько способов их определения:

1) Непосредственное измерение углового диаметра звезды (для ярких ≥2,5m, близких звезд, >50 измерено) с помощью интерферометра Майкельсона.

2) Через светимость звезды L=4πR2σT4в сравнении с Солнцем.

3) По наблюдениям затмения звезды Луной определяют угловой размер, зная расстояние до звезды.

По своим размерам, звезды делятся на: Сверхгиганты (I) Яркие гиганты (II) Гиганты (III) Субгиганты (IV) Карлики главной последовательности (V) Субкарлики (VI) Белые карлики (VII)

8. Масса звезд - одна из важнейших характеристик звезд, указывающая на ее эволюцию, т.е. определяет жизненный путь звезды.

9. Плотность звезд - находится ρ=М/V=M/(4/3πR3) Чем больше размер звезды, тем меньше плотность. Самая маленькая плотность у сверхгигантов. Очень большие плотности имеют белые карлики. Но еще больше средняя плотность нейтронных звезд. Средние плотности звезд изменяются в интервале от 10-6 г/см3 до 1014 г/см3 - в 1020 раз!

Задания для самостоятельной работы (используйте П.3.1 – 3.3 учебника)

Назовите виды звёзд.

Что такое видимая и абсолютная звёздные величины?

К каким спектральным классам относятся самые горячие и самые холодные звёзды?

Из каких химических элементов в основном состоят звёзды?

Во сколько раз отличаются светимости двух звёзд одинакового цвета, если радиус одной из них больше в 25 раз?

Определите размеры звезды Спики (α Девы), если температура её фотосферы равна

17 600 К, а светимость в 1950 раз больше светимости Солнца.

Выполнить тест

1 вариант.

1. Как называется ближайшая к Земле звезда, которая является самым ярким объектом на небе?
а) Эниф б) Персей в) Солнце

2. Полная энергия, которую излучает звезда в единицу времени это –
а) светимость б) свет в) яркость

3. Как называется слой, в котором формируется подавляющая часть излучения, приходящего к наблюдателю?
а) фотосфера звезды б) верхний слой в) внутренний слой звезды

4. Какие элементы преобладают в химическом составе звезд?
а) аргон (около 65% по массе) и хлор (около 35% по массе) б) водород (около 65% по массе) и гелий (около 35% по массе) в) фосфор (около 65% по массе) и алюминий (около 35% по массе)

5. Перечислите оболочки Солнца:
а) фотосфера, корона б) хромосфера, корона в) фотосфера, хромосфера и корона +

6. Назовите оболочку Солнца, получившую название «цветная сфера» за яркий красный цвет…
а) хромосфера б) фотосфера в) стратосфера

7. В какой оболочке формируются почти все радио- и рентгеновские излучения Солнца?
а) в хромосфере б) в короне в) в стратосфере

8. Как называется явление постоянного истечения плазмы солнечной короны в межпланетное пространство?
а) волновой ветер б) межгалактический ветер в) солнечный ветер

9. Какой цвет у звезд класса M

а) красные б) оранжевые в) желтые г) бело-желтые д) белые е) бело-голубые ж) голубые

10. Что такое парсек?

а) расстояние до ближайшей звезды б) расстояние до звезды, параллакс которой 1" в) расстояние в 3 световых года

2 вариант.

1. Появление и развитие активных образований на Солнце называется…
а) солнечной активностью б) лунной активностью в) солнечным движением

2. Самая яркая звезда это…
а) Денеб б) Мимоза в) Сириус

3. Чем обусловлен цвет звезды?
а) температурой б) влажностью в) расположением

4. Выберите правильное название диаграммы взаимосвязей характеристик звезд.
а) диаграмма Ресселла б) диаграмма Герцшпрунга в) диаграмма Герцшпрунга-Ресселла

5. Как называются звезды, которые изменяют свою светимость (видимую яркость, блеск, видимую звездную величину)?
а) переменные звезды б) мерцающие звезды в) звезды хамелеоны

6. Как называются звезды, блеск которых внезапно увеличивается в тысячи и миллионы раз за несколько суток, после чего ослабевает до первоначального в течение года и более?
а) мириды б) новые звезды в) цефеиды

7. Что такое пульсар?
а) медленно вращающаяся нейтронная звезда, испускающая радиоимпульсы б) быстро вращающаяся нейтронная звезда, испускающая радиоимпульсы в) быстро вращающаяся звезда, испускающая радиоимпульсы

8. Что такое цефеиды?
а) черные дыры классов F и G б) нейтронные звезды классов F и G
в) звезды – сверхгиганты, гиганты классов F и G

9. Какой цвет у звезд класса G

а) красные б) оранжевые в) желтые г) бело-желтые д) белые е) бело-голубые ж) голубые

10. Что такое световой год?

а) единица измерения больших промежутков времени.

б) единица измерения больших расстояний в) расстояние до ближайшей звезды.

Вывод.