Приливы и отливы. 29

Т.к. размеры Земли не бесконечно малы по сравнению с расстояниями до Луны и Солнца, то действие силы лунного и солнечного притяжения на разные точки Земли неодинаково. Действие возмущающих сил на отдельные участки поверхности Земли вызывает приливы и отливы.

Равнодействующая ускорений, сообщаемых твёрдым
частицам Земли, проходит через центр Земли Т:

Ускорения для воды в точках А и В:

Ускорение в точке А относительно центра Земли:

Разность ускорений в точке А направлена от центра Земли, т.к. w_A > w_T.

Разность ускорений в точке B по величине почти такая же и направлена также от центра Земли, т.к. w_B < w_T.

Т.о., в точках А и В действие Луны уменьшает силу тяжести на земной поверхности.

В точках F и D ускорения w_F и w_D, сообщаемые Луной, направлены под тупым углом к ускорению, обратному ускорению в точке Т. Равнодействующие ускорения в этих точках направлены почти к центру Земли.

Т.о., в точках F и D действие Луны увеличивает силу тяжести на поверхности Земли.

Итак, под действием лунного притяжения водная оболочка Земли принимает форму эллипсоида, вытянутого по направлению к Луне. Вблизи точек А и В будет прилив, а вблизи точек F и D – отлив.

• Вследствие вращения Земли приливная волна бежит по поверхности океана.

• За промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями Луны, равный в среднем 24^h52^m, приливные выступы дважды обойдут вокруг всего земного шара.

• Под действием солнечного притяжения водная оболочка Земли также испытывает приливы и отливы, величина которых в 2,2 раза меньше лунных.

• Во время новолуний и полнолуний солнечный и лунный приливы происходят в «фазе» и наблюдается самый большой прилив. Во время первой и последней четвертей в момент лунного прилива происходит солнечный отлив, и наблюдается наименьший прилив.

• Приливы и отливы испытывает земная атмосфера, а также земная кора.

30.Движение космических аппаратов. Три космические скорости.

Траектория космического аппарата состоит из двух основных участков: активного и пассивного. Движение на активном участке определяется в основном тягой реактивных двигателей и притяжением Земли. Пассивный участок траектории начинается с момента выключения двигателя последней ступени. На пассивном участке космический аппарат движется под действием притяжения Земли и других тел Солнечной системы (Луны, Солнца, планет).При предварительном расчете космических траекторий пользуются приближенной методикой, которая заключается в следующем. Если скорость аппарата в начале пассивного участка равна (или больше) параболической скорости относительно Земли, то, если пренебречь возмущениями, космический аппарат будет двигаться относительно Земли по параболе (или по гиперболе) до тех пор, пока он не выйдет из сферы действия Земли или не войдет в сферу действия другого небесного тела. Говорить в указанном смысле о сфере действия Солнца можно, строго говоря, лишь как об области пространства, определенной по отношению к звездам..Войдя в сферу действия другого небесного тела, космический аппарат будет двигаться дальше под действием силы притяжения этого тела. Притяжение Земли перестанет оказывать на движение аппарата существенное влияние и будет играть роль возмущающей силы..Характер дальнейшего движения космического аппарата зависит от величины его скорости на границе сферы действия небесного тела. Если эта скорость относительно небесного тела равна нулю, то космический аппарат упадет на него.Если скорость аппарата относительно небесного тела будет больше нуля, но меньше параболической скорости, то при некоторых дополнительных условиях аппарат может стать искусственным спутником этого тела и будет обращаться вокруг него по круговой или эллиптической орбите.Наконец, если скорость космического аппарата будет равна или больше параболической скорости, то аппарат, описав относительно небесного тела отрезок параболы или гиперболы, удалится от него, а затем выйдет из его сферы действия.Таким образом, космический аппарат может упасть на поверхность любого тела Солнечной системы, может стать его искусственным спутником и может выйти из пределов Солнечной системы. В последнем случае он должен иметь на границе сферы действия Земли с Солнцем скорость, равную или большую параболической скорости относительно Солнца.

Для того чтобы космический аппарат, преодолев притяжение Земли и войдя в сферу действия Солнца, не упал на его поверхность, он должен иметь в этот момент скорость относительно Солнца, отличную от нуля. Разность гелиоцентрической скорости аппарата V (определяющей форму его орбиты относительно Солнца) и гелиоцентрической скорости Земли V3 называется дополнительной скоростью аппарата Vдоп. С этой скоростью аппарат покидает сферу действия Земли относительно Солнца.

Первая космическая скорость, или круговая скорость V1 - скорость, необходимая для обращения спутника по круговой орбите вокруг Земли или другого космического объекта. Если R - радиус орбиты, а G - гравитационная постоянная, то V1 = (GM/R)1/2. Для Земли V1=7.9 км/с. Вторая космическая скорость, называемая также скоростью убегания, или параболической скоростью V2 - минимальная скорость, которую должно иметь свободно движущееся тело на расстоянии R от центра Земли или другого космического тела, чтобы, преодолев силу гравитационного притяжения, навсегда покинуть его. Из законов механики следует простое соотношение: V2 = 21/2V1. Для Земли V2 = 11.2 км/с.

Кроме этих общепринятых существуют еще две редкоупотребимые величины: 3-я и 4-ая космические скорости - это скорости ухода, соответственно, из Солнечной системы и Галактики. Их точные значения нельзя определить по ряду причин. Например, 3-ю космическую скорость обычно определяют как параболическую при M = M (масса Солнца) и R = 1 а.е. (радиус орбиты Земли), получая значение V3 = 16,7 км/с. Но при старте с поверхности Земли или с околоземной орбиты необходимо преодолеть еще притяжение планеты. Выйдя из сферы притяжения Земли (практически, удалившись от нее на несколько диаметров планеты), аппарат сохраняет орбитальную скорость Земли (29.8 км/с), поэтому необходимое приращение скорости до 16,7 км/с зависит от того, в каком направлении аппарат должен покинуть Солнечную систему. Взлетая с поверхности Земли и наилучшим образом используя орбитальное движение планеты, аппарат может при старте иметь 3-ю космическую скорость всего 16.6 км/с, а для полета в неблагоприятном направлении его необходимо разогнать до 72.8 км/с

31.ФазыЛуны.

• Луна в течение звездного месяца перемещается среди звёзд всегда в одну и ту же сторону — с запада на восток, или прямым движением. Видимый путь Луны на небе — незамыкающаяся кривая, постоянно меняющая свое положение среди звезд зодиакальных созвездий. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида.

• Различные формы видимой освещённой части Луны называются её фазой. Величиной фазы называется освещённая доля диаметра, перпендикулярного линии, соединяющей концы серпа (ВС/АВ). Из-за удаленности Солнца солнечные лучи, падающие на Луну, почти параллельны и всегда освещают ровно половину лунного шара; другая его половина остается темной. Но т.к. к Земле обычно обращены часть светлого полушария и часть тёмного, то Луна чаще всего кажется нам неполным кругом. Линия, отделяющая тёмную часть диска Луны от светлой, называется терминатором и всегда является полуэллипсом.

• Различают четыре основные фазы Луны, которые постепенно переходят одна в другую в следующей последовательности:

• новолуние (1), соединение с Солнцем – Луна не видна на небе,

• первая четверть (3), восточная квадратура – Луна видна в первой половине ночи,

• полнолуние (5), противостояние с Солнцем – полная Луна видна всю ночь,

• последняя четверть (7), западная квадратура – Луна видна во второй половине ночи.

•

• Во время новолуния Луна проходит между Солнцем и Землей (т.е. находится в соединении с Солнцем), фазовый угол f = 180град к Земле обращена темная сторона Луны и она не видна на небе. Дня через два после новолуния Луна видна в виде узкого серпа на западе, в лучах вечерней зари,вскоре после захода Солнца, Лунный серп,, ото дня ко дню постепенно расширяется и приблизительно через 7 суток после новолуния принимает форму полукруга. Наступает фаза, называемая первой четвертью. В это время Луна находится в восточной квадратуре, т.е. на 90град к востоку от Солнца,фазовый угол f = 90град,..С каждым днем с Земли видна все большая часть освещенного полушария Луны и приблизительно через 7 суток после первой четверти наступает полнолуние, когда Луна имеет вид полного круга. Во время полнолуния Луна находится в противостоянии с Солнцем, f = 0град, и к Земле обращено все освещенное полушарие Луны. Приблизительно через 7 дней после полнолуния Луна снова видна в виде полукруга. Наступает последняя четверть. В это время Луна находится в западной квадратуре, f = 90град, и к Земле снова обращена половина освещенного и половина неосвещенного полушария Луны. Но теперь Луна отстоит уже на 90град к западу от Солнца и видна во второй половине ночи,вплоть до восхода Солнца.. Через 2-3 дня лунный серп исчезает, и Луна снова не видна на небе, так как приблизительно через 7 суток после последней четверти опять наступает новолуние. Соединение Луны с Солнцем во время новолуния и противостояние во время полнолуния называются сизигиями.

32.Солнечныеи лунные затмения. Условия наступления затмения. Сарос.

• При движении вокруг Земли Луна проходит перед более далекими светилами и своим диском может их заслонить. Это явление носит название покрытий светил Луной. Определение точных моментов начала и конца покрытий имеет большое значение для изучения движения Луны и формы ее диска.

• Покрытия Солнца Луной называются солнечными затмениями. Солнечное затмение имеет различный вид для разных точек земной поверхности. Диск Солнца будет целиком закрыт только для наблюдателя, находящегося внутри конуса лунной тени, максимальный диаметр которой на поверхности Земли не превосходит 270 км. В этой сравнительно узкой области земной поверхности, куда падает тень от Луны, будет видно полное солнечное затмение. В областях земной поверхности, куда падает полутень от Луны, внутри т.н. конуса лунной полутени будет видно частное (или частичное) солнечное затмение — диск Луны закроет только часть солнечного диска. Вне конуса полутени виден весь диск Солнца, и никакого затмения не наблюдается.

• Так как расстояние Луны от Земли изменяется от 405 500 км до 363 300 км, а длина конуса полной тени от Луны в среднем равна 374 000 км, то вершина конуса лунной тени иногда не доходит до поверхности Земли. В этом случае для наблюдателя вблизи оси конуса лунной тени солнечное затмение будет кольцеобразным — края солнечного диска останутся незакрытыми и будут образовывать вокруг темного диска Луны тонкое блестящее кольцо.

• Если в начале и конце полосы максимальной фазы затмение является кольцеобразным, а в середине полосы – полным, такое затмение называется гибридным (или смешанным). Механизм возникновения гибридного затмения: пусть в центре полосы максимальной фазы происходит полное затмение с фазой 1.000; вследствие увеличения расстояния от Луны до точки наблюдателя из-за кривизны Земли, видимый размер лунного диска уменьшается, что приводит к уменьшению фазы и ширины полосы.

В разных точках Земли солнечное затмение наступает в разное время. Вследствие движения Луны вокруг Земли и вращения Земли вокруг своей оси тень от Луны перемещается по земной поверхности приблизительно с запада на восток, образуя полосу тени длиной в несколько тысяч километров и шириной в среднем около 200 км (максимальная ширина 270 км). Общая продолжительность всех фаз полного солнечного затмения может длиться более двух часов.

Лунные затмения

• Земля, освещаемая Солнцем, отбрасывает от себя тень (и полутень) в сторону, противоположную Солнцу. Конус земной тени длиннее конуса лунной, а его диаметр на расстоянии Луны превышает диаметр Луны больше, чем в 2,5 раза.

• При движении вокруг Земли Луна может попасть в конус земной тени, и тогда произойдет лунное затмение. Поскольку во время затмения Луна в действительности лишается солнечного света, то лунное затмение видно на всем ночном полушарии Земли и для всех точек этого полушария начинается в один и тот же физический момент и заканчивается также одновременно. Полное лунное затмение может продолжаться почти два часа.

Продолжение 32вопро Условия наступления затмений

• Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью эклиптики, то солнечные и лунные затмения происходили бы каждый синодический месяц. Но плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом в 5°09', поэтому Луна во время новолуния или полнолуния может находиться далеко от плоскости эклиптики, и тогда ее диск пройдет выше или ниже диска Солнца или конуса тени Земли, и никакого затмения не случится.

• Чтобы произошло солнечное или лунное затмение, необходимо, чтобы Луна во время новолуния или полнолуния находилась вблизи узла своей орбиты, т.е. недалеко от эклиптики.

• C, T и L – центры Солнца, Земли и Луны, находящиеся в настоящий момент в плоскости, перпендикулярной плоскости эклиптики.

• Если угол Ð LTC = β (геоцентрическая эклиптическая широта Луны) будет меньше изображённого, то произойдёт (хотя бы частное) затмение Солнца для пункта О:

β = Ð LTL' + Ð L'TC' + Ð C'TC,

причём Ð LTL' = ρ_ƒ – угловой радиус Луны,

Ð C'TC = ρ_€ – угловой радиус Солнца,

Ð L'TC' = 180⁰ – Ð TL'C' – Ð TC'O = 180⁰ – (180⁰ – Ð TL'O) – Ð TC'O = Ð TL'O – Ð TC'O,

где Ð TL'O = p _ƒ – горизонтальный параллакс Луны,

Ð TC'O = p _€ – горизонтальный параллакс Солнца.

• Т.о., β = ρ_ƒ + p _ƒ – p _€ + ρ_€ = 15,5' + 57,0' – 8,8" +16,3' = 88,7'

Угловое расстояние центра Луны от узла (долгота Луны относительно узла) Δ l находится из сферического треугольника ♌E L:

• Очевидно, что затмение Солнца возможно и по другую сторону лунного узла, на таком же расстоянии от него.

• Дугу эклиптики в 33° Солнце, перемещаясь со средней скоростью 59' в сутки, проходит за 34 дня. Но за 34 дня обязательно будет одно новолуние, а может быть и два, так как продолжительность синодического месяца 29,5 суток. Следовательно, каждый год обязательно бывает 2 солнечных затмения (около двух узлов лунной орбиты), но может быть 4 и даже 5 затмений. Пять солнечных затмений в году случается тогда, когда первое происходит вскоре после 1-го января. Тогда второе наступает в следующее новолуние, третье и четвертое произойдут несколько раньше, чем через полгода, а пятое — через 354 дня после первого (через 354 дня пройдет 12 синодических месяцев).

• Аналогичные рассуждения относительно затмений Луны приводят к следующему результату: на протяжении года может не произойти ни одного лунного затмения, а самое большее их число может быть 3. Три лунных затмения в году случаются тогда, когда первое из них происходит вскоре после 1-го января, второе — в конце июня, а третье — в конце декабря, через 12 синодических месяцев (через 354 дня) после первого.

Продолжение32 вопроса САРОС

• Последовательность затмений повторяется почти точно в прежнем порядке через промежуток времени, который называется саросом. Сарос, известный еще в древности, составляет 18 лет и 11,3 суток: затмения будут повторяться в прежнем порядке (после какого-либо начального затмения) спустя столько времени, сколько необходимо, чтобы та же фаза Луны случилась на том же расстоянии Луны от узла ее орбиты, как и при начальном затмении.

• Фазы Луны повторяются в среднем через 29,53 суток; возвращение Луны к одному и тому же узлу своей орбиты происходит через 27,21 суток, а промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через один и тот же узел лунной орбиты (драконический год) равен 346,62 суток. Следовательно, период повторяемости затмений (сарос) будет равен промежутку времени, по истечении которого начала этих трех периодов будут снова совпадать. Оказывается, что 242 драконических месяца почти в точности равны 223 синодическим месяцам, а также 19 драконическим годам, а именно:
242 драконических месяца = 6 585,36 суток;
223 синодических месяца = 6 585,32 суток = 18 лет 11 дней 7 часов 42 мин;
19 драконических лет = 6 585,78 суток.

• Т.к. 223 синодических месяца на 0,04 суток короче, чем 242 драконических месяца, то через 6 585 дней новолуние (или полнолуние) будет происходить на несколько ином расстоянии от узла лунной орбиты, чем 18 лет назад. Поэтому условия затмений не будут повторяться в точности. Кроме того, так как в саросе содержится целое число суток и еще примерно 1/3 суток, то области видимости затмений за 18 лет перемещаются по земной поверхности к западу примерно на 120°.

• В течение каждого сароса происходит 70 затмений, из них 41 солнечное и 29 лунных. Т.о., солнечные затмения происходят чаще лунных, но в данной точке на поверхности Земли чаще можно наблюдать лунные затмения, так как они видны на целом полушарии Земли, тогда как солнечные затмения видны лишь в сравнительно узкой полосе. Особенно редко удается видеть полные солнечные затмения, хотя в течение каждого сароса их бывает около 10. В данной точке земной поверхности полные солнечные затмения видны в среднем 1 раз в 200 — 300 лет.

Предыдущее полное солнечное затмение в Минске произошло 21 августа 1914. Ближайшее частное произойдёт 15 января 2010 (фаза всего 0,39%). Ближайшее заметное затмение – 4 января 2011 (фаза составит 82,63%). В XXI-м веке в Минске полных (или кольцеобразных) затмений не будет.

33.ЛибрацииЛуны.

• Луна обращена к Земле всегда одной и той же стороной, одним и тем же полушарием, т.к. она вращается вокруг своей оси с тем же периодом (и в том же направлении), с каким она обращается вокруг Земли, т.е. «звёздные сутки» на Луне составляют 27,32 земных средних суток. Ось вращения Луны наклонена к плоскости лунной орбиты на угол 83°20' (изменяется в пределах от 83°10' до 83° 31'). «Синхронизация» вращений Луны вокруг своей оси и вокруг Земли возникла в результате торможения, вызванного приливными силами.

• Плоскость лунного экватора составляет угол 6°39' с плоскостью лунной орбиты, и угол 1°30' с плоскостью эклиптики. При этом плоскость эклиптики лежит между плоскостями лунного экватора и орбиты Луны и все три плоскости пересекаются по одной прямой. Последнее обстоятельство было обнаружено Кассини в 1721 году и называется законом Кассини.

• В каждый данный момент с Земли видна ровно половина поверхности Луны, но продолжительные наблюдения позволяют изучать почти 60% её поверхности. Это возможно благодаря явлениям, носящим общее название либрации (качаний) Луны.

• Оптические, или видимые либрации, при которых Луна в действительности никаких «колебаний» не совершает, бывают трех видов: по долготе, по широте и параллактическая.

• Либрация по долготе вызывается тем, что Луна вращается вокруг оси равномерно, а её движение по орбите (согласно II-му закону Кеплера) вблизи перигея быстрее, а вблизи апогея — медленнее. Поэтому за четверть месяца после прохождения перигея П Луна пройдет путь больше четверти всей орбиты, а вокруг оси повернется ровно на 90°. Точка а, которая ранее была в центре лунного диска, теперь будет видна уже левее центра диска.

• В том же направлении сместится и точка b, которая раньше была видна на правом (западном) краю диска, и, следовательно, станет видимой часть поверхности Луны за западным краем её диска. В апогее А будет видна та же поверхность Луны, что и в перигее, но за четверть месяца после прохождения апогея Луна пройдет меньше четверти всей орбиты, а вокруг оси снова повернется ровно на 90°, и теперь уже будет видна часть поверхности Луны за восточным краем ее диска.

• Период либрации по долготе равен аномалистическому месяцу, а наибольшая её возможная величина 7°54'.

• Либрация по широте возникает от наклона оси вращения Луны к плоскости её орбиты и сохранения направления оси в пространстве при движении Луны. В результате этого с Земли попеременно видна то часть поверхности Луны, расположенная вокруг её южного полюса, то, наоборот, вокруг северного полюса. Период либрации по широте равен драконическому месяцу, а её величина достигает 6°50'.

• Суточная или параллактическая либрация возникает вследствие сравнительной близости Луны к Земле. Поэтому из разных точек Земли поверхность Луны видна неодинаково. Два наблюдателя, находящиеся в двух противоположных точках земного экватора, в один и тот же момент видят несколько различные области лунной поверхности. Параллактическая либрация составляет около 1°.

• Физическая либрация, т.е. действительное «покачивание» Луны, происходит от того, что большая полуось лунного эллипсоида периодически отклоняется от направления на Землю, а притяжение Земли стремится вернуть ее в это положение. Величина физической либрации очень мала — около 2".

34.Спектрэлектромагнитного излучения, исследуемый в астрофизике. Прозрачность атмосферыЗемли.

Совокупность всех видов излучения называется спектром электромагнитного излучения.За единицу измерения энергии квантов обычно принимают электрон-вольт (эв). Это -энергия, которую приобретает свободный электрон, ускоренный электрическим полем с разностью потенциалов в 1вольт (в). Поэтому Кванты видимого света обладают энергиями в 2-3 эв и занимают лишь небольшую область электромагнитного спектра, исследуемого в астрофизике,. Между этими крайними видами электромагнитного излучения последовательно располагаются рентгеновские, ультрафиолетовые, визуальные (видимые) и инфракрасные лучи.Электромагнитное излучение обладает волновыми свойствами, проявляющимися в таких явлениях, как интерференция и дифракция. Поэтому, как и всякое колебание, его можно характеризовать длиной волны и частотой, произведение которых равно скорости распространения колебаний:У всех электромагнитных волн скорость распространения в вакууме одинакова и составляет 299 792 км/сек,

Указанные границы условны,и в действительности цвета излучения плавно переходят друг в друга. Излучение в видимой области спектра играет особенно большую роль в астрономии, так как оно сравнительно хорошо пропускается земной атмосферой Сильнее всего атмосфера поглощает коротковолновую область спектра,где находятся ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Все они, кроме близкого ультрафиолета, доступны наблюдениям только с ракет и искусственных спутников, оснащенных специальной аппаратурой.В сторону длинных волн от видимой области спектра расположены инфракрасные лучи и радиоволны. Большая часть инфракрасных лучей, начиная примерно с длины волны в 1 микрон (мк), поглощается молекулами воздуха, главным образом молекулами водяных паров и углекислого газа. Наблюдениям с Земли доступно излучение только в некоторых, сравнительно узких "окнах" видимости между полосами молекулярного поглощения. Остальные участки спектра становятся доступными наблюдениям со сравнительно небольших высот и могут изучаться с аэростатов и шаров-зондов или (частично) на некоторых высокогорных обсерваториях.

Земная атмосфера прозрачна для радиоволн в диапазоне примерно от 1 см до 20 м. Волны короче 1 см, за исключением узких областей около 1 мм, 4,5 мм и 8 мм,полностью поглощаются.

35.Механизмы излучения космических тел в разных диапазонах спектра. Виды спектра: линейчатыйспектр, непрерывный спектр, рекомбинационное излучение.

Рекомбинационное излучение

Радиативная рекомбинация

При радиативной рекомбинации доля кинетической энергии рекомбинирующего электрона крайне мала в энергии испускаемого фотона hν = ξi + mev2 (ξi -потенциал ионизации уровня, на который рекомбинирует электрон. Так как почти всегда Ei>>mv₂/2, то большая часть выделяющееся энергии не тепловая. Поэтому радиативная рекомбинация в общем случае малоэффективна для охлаждения газа. Однако мощность излучения единицы объёма из-за радиативной рекомбинации для равновесной среды с Т<105 превосходит потери на тормозное излучение.

Диэлектронная рекомбинация

Диэлектронная рекомбинация состоит из двух этапов. Сначала энергичный электрон возбуждает атом или ион так, что образуется неустойчивой ион с двумя возбужденными электронами. Далее либо электрон испускается и ион перестаёт быть неустойчивым (автоионизация), либо испускается фотон с энергией порядка потенциала ионизации и ион вновь становиться устойчивым. Для того, чтобы возбудить атом нужен очень быстрый электрон, с энергией выше средней. Понижая количество быстрых электронов мы понижаем среднюю энергию системы, среда охлаждается. Данный механизм охлаждения начинает доминировать над радиативной рекомбинацией при T>105 К. то большая часть выделяющееся энергии не тепловая. Поэтому радиативная рекомбинация в общем случае малоэффективна для охлаждения газа. Однако мощность излучения единицы объёма из-за радиативной рекомбинации для равновесной среды с Т<105 превосходит потери на тормозное излучение.

Анализ изучения - наиболее важный астрофизический метод; с его помощью получена основная часть наших знаний о космических объектах.Тепловое излучение. Всякое, даже слабо нагретое тело излучает электромагнитные волны (тепловое излучение). Однако при низких температурах, не превышающих 1000 градусов по шкале Кельвина, излучаются главным образом инфракрасные лучи и радиоволны. По мере дальнейшего нагревания спектр теплового излучения меняется: во-первых,увеличивается общее количество излучаемой энергии, во-вторых, появляются лучи все более и более коротких длин волн - видимые (от красных до фиолетовых),ультрафиолетовые, рентгеновские и т.д. При каждом данном значении температуры нагретое тело излучает сильнее всего в некоторой области спектра, определяющей видимый цвет объекта.. Однако точное распределение энергии и конкретный вид спектра в общем случае зависят не только от температуры, но и от химического состава и физического состояния светящегося тела.Излучение абсолютно черного тела. Особую роль играет один частный случай, для которого законы теплового излучения имеют наиболее простой вид. Если излучающее тело полностью изолировать от окружающей среды идеально теплонепроницаемыми стенками, то после того как всюду в его пределах температура станет одинаковой, оно придет в состояние теплового равновесия (термодинамического равновесия). Однако часто встречаются условия, близкие к термодинамическому равновесию, например, когда излучающее тело, скажем,внутренние слои звезды, окружено сильно непрозрачным слоем газа - атмосферой.

закон смещения максимума излучения Вина: с увеличением температуры максимум излучения абсолютно черного тела смещается в коротковолновую область спектра.По мере увеличения температуры меняется не только цвет излучения, но и его мощность.

Доля излучения, поглощаемая данным телом в некотором участке спектра, называется поглощательной способностью (или коэффициентом поглощения) Поэтому для абсолютно черного тела отношение излучательной и поглощательной способности равно функции Планка. Элементарные процессы излучения и поглощения. Разреженные газы (например, часто встречающиеся в Млечном Пути диффузные туманности) дают линейчатые спектры, в которых излучение сосредоточено в узких участках - ярких спектральных линиях,характеризующихся определенными значениями длин волн. Расположение и количество спектральных линий в различных участках спектра зависит от химического состава излучающего газа, а также от его температуры и плотности.

При некотором критическом значении внутренней энергии электрон отрывается от атома и начинает двигаться как свободная частица. Этот процесс называется ионизацией, а критическое значение энергии - энергией ионизации.. Если энергия ионизующей частицы или кванта превышает энергию ионизации,то оторванный электрон получает вдобавок остаток этой энергии в виде кинетической энергии своего свободного движения. Это является причиной, например, того, что горячие звезды, излучающие много ультрафиолетовых квантов,нагревают вокруг себя газ: каждый мощный квант, поглощенный нейтральным атомом,не только ионизует его, но и придает электрону большую скорость; сталкиваясь с другими свободными частицами, оторванные электроны отдают им часть своей кинетической энергии, нагревая тем самым газ.

Встречаясь с ионом, электрон может вернуться "на место" в связанное с атомом состояние, выделяя при этом квант с энергией, равной сумме своей кинетической энергии и энергии ионизации. В результате такой рекомбинации возникает другой важный тип излучения, имеющий непрерывный (сплошной) спектр. В отличие от линейчатого, в нем интенсивность плавно меняется в пределах большой области.Медленные электроны, скорость которых близка к нулю, рекомбинируя, образуют кванты с энергиями, близкими к энергии ионизации. Все остальные электроны,имеющие большие скорости, дают более коротковолновое излучение. Поэтому непрерывное излучение, образующееся при рекомбинации свободных электронов на каждый Данный энергетический уровень атома, имеет резкую границу с красного конца спектра. В коротковолновой области оно постепенно ослабевает. Это связано с тем, что более мощные кванты возникают при рекомбинации более быстрых электронов, количества которых при данной температуре газа, как мы видели,экспоненциально убывает.Непрерывный спектр (континуум) в виде слабого фона наблюдается в спектрах наиболее плотных и ярких туманностей, в которых велика общая масса светящегося газа.

Область спектра	Длины волн	Прохождение через земную атмосферу	Методы исследования
γ-излучение	≤ 0,01 нм	Сильное поглощение молекулами воздуха	Внеатмосферные
Рентгеновское излучение	0,01 – 10 нм	То же	Внеатмосферные
Далёкий УФ	10 – 310 нм	То же	Внеатмосферные
Близкий УФ	310 – 390 нм	Слабое поглощение	С поверхности Земли
Видимое излучение	390 – 760 нм	Слабое поглощение	С поверхности Земли
ИК излучение	0,76 – 15 мкм	Полосы поглощения	Частично с поверхности Земли
	15 мкм – 1 мм	Сильное поглощение	С аэростатов
Радиоволны	≥ 1 мм	Частичное поглощение	С поверхности Земли