Строение звезд кратко астрономия 11 класс

Обновлено: 04.07.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Тема урока. Основные характеристики звезд . Внутреннее строение звёзд .

Цель : рассмотреть физические характеристики звезд: видимые и абсолютные звездные величины, температура, светимость, размеры; познакомиться со связью между разными характеристиками звезд; узнать, как определяются массы звезд.

I. Организационный момент.

II. Мотивация учебной деятельности

III. Изучение нового материала

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ДО ЗВЕД

Для определения расстояний до звезд астрономы измеряют годичный параллакс, который связан с орбитальным движением Земли вокруг Солнца. Расстояние от Земли до звезды определяется из прямоугольного треугольника CBS:

r = 1a.е./sinp

Годичный параллакс определяет угол, под которым было бы видно со звезды большую полуось земной орбиты в перпендикулярном к лучу зрения направлении.

Расстояние до звезд измеряют в световых годах, но астрономы еще используют единицу парсек (пк), для которой годичный параллакс p = 1" (парсек — сокращение от параллакс-секунда).

1 пк = 3,26 св. года

2. ВИДИМЫЕ ЗВЕЗДНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

Греческий астроном Гиппарх в II ст. до н.э. разделил все звезды по яркости на 6 классов — 6 звездных величин.Самые яркие звезды были названы звездами 1-й звездной величины, а самые слабые, которые едва видно на небе, — 6-й

Английский астроном Норман Погсон дополнил определение звездной величины еще одним условием: звезды 1-й звездной величины должны быть в 100 раз ярче звезд 6-й величины.

Обозначают видимую звездную величину буквой m. Для звездных величин m₁, m₂ будет справедливо такое отношение их яркостей E₁ и E₂:

3. АБСОЛЮТНЫЕ ЗВЕЗДНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ И

СВЕТИМОСТЬ ЗВЕЗДЫ

Звездную величину, которую имела бы звезда на стандартном расстоянии 10 пк, называют абсолютной звездной величиной. . Солнце на расстоянии 10 пк имело бы вид достаточно слабой звезды пятой звездной величины, то есть абсолютная звездная величина Солнца М = +5 m .

Светимость звезды определяет количество энергии, которую излучает звезда за единицу времени, то есть мощность излучения звезды. За единицу светимости в астрономии принимают мощность излучения Солнца 4•10 26 Вт.

4. СПЕКТРЫ ЗВЕЗД

Распределение цветов в спектре =К О Ж З Г С Ф = запомнить можно например по тексту: Как однажды Жак Звонарь городской сломал фонарь.

Исаак Ньютон (1643-1727) в 1665г разложил свет в спектр объяснил его природу.

Уильям Волластон в 1802г наблюдал темные линии в солнечном спектре, а в 1814г их независимо обнаружил и подробно описал Йозеф фон ФРАУНГОФЕР (1787-1826, Германия) (они называются линиями Фраунгофера) 754 линии в солнечном спектре. В 1814г он создал прибор для наблюдения спектров - спектроскоп.

В 1859г Г. КИРХГОФ, работая вместе с Р. БУНЗЕН с 1854г, открыли спектральный анализ, назвав спектр непрерывным, и сформулировали законы спектрального анализа, что послужило основой возникновения астрофизики:

1. Нагретое твердое тело дает непрерывный спектр.

2. Раскаленный газ дает эмиссионный спектр.

3. Газ, помещенный перед более горячим источником, дает темные линии поглощения.

У. ХЕГГИНС , первым применив спектрограф, начал спектроскопию звезд. В 1863г показал, что спектры Солнца и звезд имеют много общего и что их наблюдаемое излучение испускается горячим веществом и проходит через вышележащие слои более холодных поглощающих газов.

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.

Все звезды имеют почти одинаковый химический состав, потому что основные химические элементы во Вселенной — водород и гелий.

5. ЦВЕТ И ТЕМПЕРАТУРА ЗВЕЗД

Самый простой метод измерения температуры звезд заключается в определении ее цвета.

На графике представлена интенсивность излучения космических тел с разной температурой

СПЕКТРАЛЬНЫЕ КЛАССЫ

По температуре звезды разделили на 7 спектральных классов, которые обозначили буквами латинской азбуки: О, B, A, F, G, K, M.

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

6. РАДИУСЫ ЗВЕЗД

Радиус звезды можно определить, измеряя ее светимость и температуру поверхности. Для определения радиуса звезды астрономы используют закон Стефана—Больцмана:

где Q — энергия, которую излучает единица поверхности звезды за единицу времени; σ — постоянная Стефана—Больцмана; Т — абсолютная температура поверхности звезды.

Мощность, которую излучает звезда с радиусом R, определяется общей площадью ее поверхности, то есть:

Е = 4πR 2 ·Q = 4πR 2 ·σ·T 4

IV. Закрепление нового материала

Ответы учащихся на вопросы заданий

Используя таблицу самых ярких звезд, выберите звезду и ответьте на следующие вопросы:

1. Название звезды

2. К какому созвездию относится данная звезда?

3. Видимая звездная величина

4. Расстояние до звезды в парсеках и св. годах

5. Во сколько раз светимость больше светимости Солнца?

6. Чему равна энергия Е, излучаемая звездой ежесекундно?

7. К какому спектральному классу относится ваша звезда?

8. К какому типу звезд по своим размерам относится данная звезда (карлик, нормальная звезда, гигант, сверхгигант)?

9. Определите радиус выбранной вами звезды, если радиус Солнца равен ≈ 7·10 5 км.

Космос

Вид звездного неба завораживает. Кажется, что им можно любоваться бесконечно. Столько там таинственности и загадочности. Но что же собой представляют звезды? Какие космические объекты так называют?

Что такое звезды

Звезды – это большие небесные тела, разбросанные по всему космическому пространству. Силой взаимного притяжения в них удерживаются определенные вещества. Звезды имеют высокую температуру, благодаря чему излучают свет, который могут увидеть наблюдатели с Земли. Объекты раскалены до такой степени, что любое вещество, даже металлы, находятся в них в газообразном состоянии, а их совокупность называется плазмой.

Почему звезды светятся

Звезды светятся благодаря трансформации водорода в гелий

Все дело в разнице температур ядра и поверхности. Внутри звезды она может достигать 10 млн градусов и больше. Благодаря этому, в космическом объекте постоянно происходят термоядерные реакции, что превращает одни химические элементы в другие. К примеру, водород, из которого состоит большая часть звезд, становится в их недрах гелием. Благодаря этому возникает свечение, которое и видят земляне.

Интересный факт: человек видит на небе звезды из трех ближайших галактик: Андромеда, Треугольник и Млечный путь. Для того, чтобы посмотреть на более далекие космические объекты, нужны мощные телескопы.

Наименование звезд

Карта звездного неба с наименованиями звезд (нажать для увеличения)

Имена отдельным космическим телам и созвездиям люди стали давать еще в глубокой древности. В то время человеку небо представлялось обиталищем различных мифических существ, в честь которых им и давали названия. Большинство из них используются до сих пор.

Разительно отличаются названия созвездий в Северном и Южном полушариях. Здесь преобладают не мифические существа, а различные части кораблей и морских обитателей. Дело в том, что Южное полушарие в древнем мире было слабо известно учеными. Его активное освоение началось с эпохой великих географических открытий. Логично, что многие созвездия южного полушария были впервые обнаружены моряками, которые и давали им название, исходя из собственных предпочтений. Так на небосводе появились Киль, Корма и пр.

Отдельные звезды обозначают буквенно-цифровой аббревиатурой. Кроме того, небесные тела классифицируют по цвету и размерам. К примеру, голубые гиганты или коричневые карлики.

Формирование звезды

Схема формирования звезды

Моментом рождения звезды является объединение молекул водорода и гелия в одно облако. Оно начинает вращаться. Появляется внутренняя гравитация. Это обстоятельство ускоряет вращение.

Постепенно внешнее пространство облака начинает напоминать диск, а внутреннее – сферическое скопление. Температура материала повышается, как и его плотность. Это приводит к образованию шарообразной протозвезды.

Со временем давление и тепло повышаются до 1 млн.оС. Это приводит к слиянию атомных ядер. В этот момент и зажигается новая звезда. Небесное тело при этом практически незаметно для глаз наблюдателя, т.к. его окутывает мощное газо-пылевое облако.

Постепенно вследствие ядерного синтеза происходит преобразование некоторого количества атомной массы в энергию.

Все это время звезда из-за воздействия различных сил находится в движении. В основном она вращаются вокруг галактик или космических объектов с мощным гравитационным полем.

Интересный факт: в космосе звезды видны в любое время суток, ведь время там не разделяется на день и ночь.

Звездная эволюция

Схема эволюции звезды

У любого космического тела есть определенный цикл развития, который называется эволюцией. Большое влияние на этот процесс оказывает масса звезды. Чем больше весит объект, тем менее продолжительным будет его жизненный цикл.

Космические тела с промежуточной массой, т.е. в 1,5-8 раз тяжелее Солнца, зарождаются из облака, размер которого может достигать 100000 световых лет. Когда температура внутри достигает 3725 оС, из туманности образуется протозвезда. После начала слияния водорода она преобразуется в объект с переменными колебаниями в яркости. Благодаря сжатию силы тяжести, уравновешивается процесс расширения. Звезда начинает получать энергию от синтеза водорода, происходящего в ее ядре. На формирование объекта уходит около 10 млн. лет.

После того, как весь водород преобразовался в гелий, под действием силы гравитации материя становится ядром, которое начинает быстро нагреваться. Происходит расширение внешних слоев, которые благодаря воздействию внешней среды быстро охлаждаются. Так образуется красный гигант. Далее начинаются химические процессы с гелием. Когда он полностью преобразуется в другие вещества, ядро под действием увеличивающейся температуры расширяет оболочку. Это приводит к образованию белого карлика, температура которого может достигать 100000 оС. Продукты, необходимые для нагревания, окончательно иссякают. Поэтому объект начинает постепенно охлаждаться. Через несколько миллиардов лет он становится черным карликом и заканчивает свой жизненный путь.

Наиболее быстро эволюция протекает у звезд большой массы. От формирования объекта до окончания жизненного цикла проходит от 10000 до 100000 лет. В начале своей жизни они имеют высокую температуру, яркость и большие размеры. Звезда отличается насыщенным голубым цветом. Постепенно она становится красным сверхгигантом, внутри которого идет активное сплавление углерода в тяжелые элементы. Благодаря этому образуется железное ядро. Его ширина может достигать 6000 км. Его ядерное излучение не может сопротивляться силе притяжения.

Интересный факт: первую карту звездного неба составили примерно 3000 лет назад.

Разумеется, у любого тела в нашем мире есть определённый набор параметров, который отличает его от других тел. Собственно говоря, космические объекты не исключение. Вы знаете, какие-либо характеристики звёзд?

У них много общего между собой, но в то же время каждая, можно сказать, уникальна. Учёные на протяжении долгого времени изучали и следили за светилами и их жизнью. На основании многолетних исследований удалось выявить основные физические характеристики звёзд и их взаимосвязь.

Звёзды в космосе

Итак, основные характеристики звезд:

светимость;
вес и масса;
размер (радиус);
температура поверхности.

Светимость

Говоря про основные характеристики звезд, светимость, возможно, является самой главной. Поскольку данное свойство позволяет даже простому наблюдателю выделить на небе звёздное тело. А вот для опытного астронома этот показатель позволяет определить к какому типу принадлежит тело.

Светимость отражает связь между физическими и химическими характеристиками звезд.

Сириус (самая яркая звезда)

Температура

Температура звёздного тела зависит от его химического состава, который, как известно, со временем может меняться. Соответственно, вместе с ним изменяются и процессы, происходящие внутри. Что, в свою очередь, влияет на другие свойства и параметры объекта.

По законам термодинамики можно вычислить какая температура поверхности у светила. Для этого измеряют длину волны, что позволяет определить цвет звезды и её спектральный класс.

Наос (самая горячая звезда)

Массивность звезд

Кроме этого, все светила различаются по массе. Но по данному показателю классификация проще. Стоит отметить, что масса звезд рассчитывается по отношению к Солнечной массе. Так, на момент рождения различают светила малой, средней и большой массой.

Массивных звёзд в нашей Вселенной намного меньше, чем других.

Звезда R136a1 из туманности Тарантул (Одна из самых массивных звёзд)

Размер звезд

Наконец, размер, а если точнее радиус звёзд, имеет существенные отличия. И что важно, радиусы звезд меняются. Так как в процессе эволюции изменяется химический состав, от которого зависит дальнейшая судьба объекта. Проще говоря, возможно либо расширение, либо сжатие, что соответственно приведёт к увеличению или уменьшению размера.

UY Щита (Самая большая звезда)

Характеристика звезд и их взаимосвязь

Между прочим, все главные характеристики звезд тесно связаны между собой, и напрямую влияют на ход звёздной эволюции. Наиболее точно это описано в диаграмме Герцшпрунга-Рассела.

Диаграмма Герцшпрунга — Рассела

Как видно, светила располагаются на диаграмме в определённой последовательности.

Безусловно, характеристика и описание звезд не ограничиваются описанными величинами. Поскольку существуют и другие отличительные черты. Например, расстояние или возраст.
При изучении и рассмотрении отдельно взятого звёздного тела можно многое узнать про него. Ведь звёзды, как люди, их много, но каждый уникальный и неповторимый, у каждого свой жизненный путь.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Внутреннее строение звезд. Презентация на заданную тему содержит 11 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Что такое звезда? Звезда — излучающий свет массивный газовый шар, удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза.

Структура В общем случае у звезды, находящейся на главной последовательности, можно выделить три внутренние зоны: ядро, конвективную зону и зону лучистого переноса.

86573 86585 86580 86590 86584 86572 86579 86582 86571 86589 86588 86575 86577 86594 86566 86569 86567 86587 86570 86578 86593 86586 86592 86595 86574 86583 86581 86576 86565 86568

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Мы в социальных сетях

Читайте также: