Перейти к содержанию

Астрофизика и космология: звёзды, галактики и эволюционирующая Вселенная

Физика 12 класс Сложность 4/5

Начало урока

Астрофизика и космология: звёзды, галактики и эволюционирующая Вселенная

Свет переносит информацию через космос. Объединяя спектры, физические законы и измерения расстояний, мы восстанавливаем жизнь звёзд и историю Вселенной.

Цели обучения

  • определять температуру, состав и движение по свету звезды;
  • связывать светимость, поток и расстояние;
  • читать диаграмму Герцшпрунга — Рассела и объяснять эволюцию звёзд разной массы;
  • применять красное смещение и закон Хаббла;
  • оценивать основные свидетельства эволюции Вселенной.

1. Информация в свете

Спектр разделяет излучение по длинам волн. Горячее плотное тело даёт примерно непрерывный тепловой спектр; более холодный газ на пути создаёт линии поглощения, а возбуждённый разреженный газ — линии излучения. У каждого элемента характерный набор линий из-за квантования электронных уровней.

Для приближённого спектра чёрного тела действует закон Вина: $\lambda_{\max}T=b$. Меньшая длина волны максимума соответствует большей температуре поверхности. Движение вдоль луча зрения сдвигает линии. При малой скорости удаления $z=(\lambda_{\mathrm{набл}}-\lambda_{\mathrm{исп}})/\lambda_{\mathrm{исп}}\approx v/c$. Красное смещение — относительный сдвиг длины волны, а не просто видимый красный цвет.

2. Светимость, поток и расстояние

Светимость $L$ — полная мощность излучения. Поток $F$ — мощность, приходящаяся на единицу площади у наблюдателя. При равномерном распространении $F=L/(4\pi d^2)$. Одинаковые звёзды могут казаться неодинаково яркими из-за разных расстояний. Параллакс ближайших звёзд калибрует методы больших расстояний, образуя лестницу расстояний.

Проверка:

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 16
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя