Тема: "Определение расстояния до звезды".

Тема: Определение расстояния до звезды.  Урок 22  Ход урока:      1. Новый материал  Вселенная ,конечно, бесконечна А звезды – население ее…       Какие объекты, наблюдаемые на небе Вы знаете?     Как Вы понимаете, что такое звезда?     Какая звезда ближе всего находится к Земле?     Во всех системах, в т.ч. К. Птолемея (150г) и даже Н. Коперника (1543г) ­ на сфере звезды неподвижны,  только у Н.  Коперник она дальше удалена.  Но уже в 1610г Г.Галилей, разглядев в Млечном Пути множество звезд, говорит, что они  находятся на разном расстояние от Земли.     В 1728г Дж. Брадлей (Англия), производя измерения координат  определяет, что звезда описала эллипс с большой полуосью 20,5". Еще в течение года проверил на других звездах  вывод тот  же,  все звезды в течение года описывают на небе эллипсы, ­ что доказывает годичное движение Земли вокруг  Солнца [открыл аберрацию, 1726г].   Это была первая в мире попытка определения параллакса звезды и впервые в качестве  базиса использовал R земной орбиты, который равен 146,9 млн.км =1 а.е.(астрономической единице).      Как определить расстояние до звезд?   Дракона с 14 декабря 1725г по 14 декабря 1726г  γ 1 способ (параллактический) = БАЗИС=1а.е (т.е. радиус земной орбиты) Годичным параллаксом звезды называется угол, под которым со звезды можно было бы видеть  большую полуось земной орбиты, перпендикулярную направлению на звезду.   Из Δ видно, что r=a/sinπ  Так как для звезд угол π очень мал (< 1˝), то переходим к радианной мере (стр49)  π  1 рад =206265˝, тогда r=206265"a/ Расстояние до звезды , которое соответствует параллаксу = 1˝ ­ называют парсеком, тогда  r=1/π .  π  =206265"/  а.е. Из формулы видно, что:   1пк = 206265а.е. =206265*149,6*106км =3,08*1013км  1св.г. = 3*105км/с*365,25*24*3600с = 9,46*1012км  1 пк = 3,08*1013км/ 9,46*1012км = 3,26св.лет  1кпк (килопарсек) = 103пк    1Мпк (мегапарсек) = 106пк       Впервые параллакс был измерен к 8 февраля 1837г русским астрономом Василий Яковлевич Струве (1793­1864). После 17  измерений звезды Вега он определил ее параллакс в 0,125".      8 августа был запущен астрономический спутник «Гиппарх» (HIPPARCOS, ЕКА).      Космический аппарат проработал на орбите 37 месяцев. По результатам его работы напечатан в июле 1997 году каталог  Hipparcos (Перриман и др., 1997). который  является одним из наиболее точных массовых каталогов положений, собственных  движений и параллаксов 118 218 звезд, удаленных от нас на расстоянии до 1000 пк (точность 0,001").    Задача: Определите расстояние до Веги (а Лиры), найденное В.Я. Струве, в парсеках и световых годах. II Способ  (визуальный ) = через блеск (яркость) звезд и звездные величины.        Глядя на звездное небо видим, что яркость звезд неодинакова ­ поэтому Гиппарх  к 126 г до НЭ, составляя каталог на 1008 звезд,  вводит понятие звездной величины.  Самые яркие обозначал 1m , еле заметные ­ 6 m, считая, что они отличаются размером. Позже выяснилось, что звездная величина характеризуется не размерами , а  БЛЕСКОМ (яркостью) ­ освещенность, создаваемая звездой на Земле. Но шкалу Гиппарха сохранили. Причем звезды 1 m оказались в 100 раз ярче 6 m.      Обозначим X ­ разность в блеске на одну звездную величину, тогда  X6­1=100  X=2,512.   → X5=100, логарифмирует по основанию 10 и получим  5lg X=20, или lgX=0,4, тогда Возьмем две произвольные звезды. Для 1­й звезды обозначим звездную величину m1 и блеск  I1, а для второй  обозначим m2 ,I2. Тогда, как установил в 1850г  английский астроном Н.Р. Погсон  I1/I2=2,512m2­m1  Блеск звезд и звездная величина бывает разная, даже отрицательная. Так самая яркая звезда неба Сириус имеет m=­ 1,46 m, Солнце m =­26,58m.          Но видимая звездная величина ничего не говорит о светимости звезды, так как они находятся на разном расстоянии от нас. Для характеристики светимости (мощности  излучения) применяют понятие абсолютной звездной величины (М) ­видимой звездной величины звезды с расстояния в 10 пк. C 10 пк Солнце выглядело бы как  звезда 4,8m. Если звезда имеет видимую звездную величину m, а абсолютную М, то из формулы Погсона получим I/I0=2,512М­m. Поскольку освещенность обратно  пропорциональна квадрату расстояния, то из I/I0=r0 2/r2 или I/I0=102/r2 получим 102/r2=2,512M­m, откуда логарифмируя получим M=m+5­5 lgr.  Пример №9 ­ посмотреть решение.  Существуют и другие способы определения расстояний до звезд, некоторые их которых мы изучим дальше:     2. Закрепление материала:  1. Приложение №13. Каждому по звезде. Самостоятельно найти:       а) по имеющемуся расстоянию ­ параллакс и выразить расстояние в парсеках, а.е., км.      б) по известной видимой звездной величине и вычисленному расстоянию определить абсолютную звездную величину.      в) Найти  эту звезду на ПКЗН и определить координаты близлежащей по карте яркой звезды.  2. Дополнительно:  1. Годичный параллакс самой близкой звезды из созвездия Центавра (Альфа Центавра) = 0,76". Каково расстояние до нее в парсеках, световых годах, километрах?  [параллакс найден в 1839г Т. Гендерсон ­ обсер. мыс Доброй Надежды, ­ тройная звезда, вся система летит к нам под углом 45° со скоростью 31 км/с].  2. Экваториальные координаты яркой звезды  ч35м,  величины ее соответственно равны m = 0,1m и M = 0,5m.     3. Итог:  1. Что такое парсек, световой год? Соотношение между ними.  2. Во сколько раз световой год больше астрономической единицы?  3. Как вы думаете, почему на протяжении нескольких тысячелетий вид созвездий практически не меняется? (Вид созвездий почти не меняется (изменение ощутимо за  десятки тысяч лет), так как расстояния до звезд велики по сравнению с перемещениями их в пространстве.  4. Основные способы определения расстояний до звезд и их математическое выражение.  5. Что такое абсолютная звездная величина?  6. Оценки.   = 38°44'. Какая это звезда? Вычислите расстояние до нее, если известно, что видимая и абсолютная звездные  β α  = 18 Дома: §22 стр 131 (задачи 3 и 5 письменно).