Дополнительные вопросы и задачи

 

Упр. 16-6*. Оцените, примерную ширину метеорного потока Персеид, зная, что метеоры этого потока наблюдаются с 17 июля по 24 августа.

 

 

 

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-22 СОЛНЦЕ   1. Во сколько раз Солнце больше Земли по диаметру? массе? Какова особенность вращения Солнца вокруг оси? Что такое «солнечная постоянная»? Каким образом, зная её, вычислить светимость Солнца? Какую долю излучаемой Солнцем энергии получает Земля?   2. Из каких химических элементов состоит Солнце и каково их соотношение? Каков источник энергии излучения Солнца? Какие изменения с его веществом происходят при этом? В каком физическом состоянии находится вещество на Солнце?   3. Каково внутреннее строение Солнца? Назовите слои его атмосферы. Какой слой Солнца является основным источником видимого излучения? В каких пределах изменяется температура на Солнце от его центра до фотосферы? Какими способами осуществляется перенос энергии из недр Солнца наружу? Почему в обычных условиях не видна солнечная корона? Какова протяжённость короны и физические условия в ней?   4. Чем объясняется наблюдаемая на Солнце грануляция? Что представляют собой солнечные пятна? факелы? Чем объясняется понижение температуры в области солнечных пятен? Какие явления наблюдаются в хромосфере и короне? Опровергните иногда встречающееся мнение о том, что появление солнечных пятен свидетельствует об остывании Солнца.   5. Что такое солнечная активность и какова её цикличность? Какие проявления солнечной активности наблюдаются в различных слоях атмосферы Солнца? С чем связана основная причина этих явлений? Какие явления на Земле связаны с солнечной активностью? Что вам известно о магнитных полях на Солнце?

ЗАДАЧИ К ОК-22 СОЛНЦЕ   Упр.17-1. Можно ли заметить невооружённым глазом (через тёмный фильтр) на Солнце пятно размером с Землю, если глаз различает объекты, видимые размеры которых 2–3¢? Упр. 17-2. Какова вторая космическая скорость на уровне фотосферы Солнца? Упр. 17-3. Какая мощность излучения приходится в среднем на 1 кг солнечного вещества?         ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ   Д1. Какие правила необходимо соблюдать при наблюдении Солнца?

 

 

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-23 РАССТОЯНИЯ ДО ЗВЁЗД.                                 АБСОЛЮТНАЯ ЗВЁЗДНАЯ ВЕЛИЧИНА   1. Что используется в качестве базиса при определении годичных параллаксов звёзд? Почему? Дайте определение годичного параллакса. Какие единицы применяются при измерении расстояний до звёзд? Каково соотношение между этими единицами? Сколько парсек составляет расстояние до звезды, годичный параллакс которой 0,2²?   2. Что такое светимость звезды? Какова светимость Солнца? Для чего была введена абсолютная звёздная величина? Чем она отличается от видимой? Используя формулу Погсона и тот факт, что видимая яркость обратно пропорциональна квадрату расстояния, выведите формулу для вычисления абсолютной звёздной величины. Как по абсолютной звёздной величине вычислить светимость звезды?

ЗАДАЧИ К ОК-23 РАССТОЯНИЯ ДО ЗВЁЗД.                             АБСОЛЮТНАЯ ЗВЁЗДНАЯ ВЕЛИЧИНА   Упр.18-1. Во сколько раз Сириус ярче, чем Альдебаран; Солнце ярче, чем Сириус? Упр. 18-2. Одна звезда ярче другой в 16 раз. Чему равна разность их звёздных величин? Упр. 18-3. Параллакс Веги 0,11². Сколько времени идёт свет от неё до Земли? Упр. 18-4. Сколько лет надо было бы лететь по направлению к созвездию Лиры со скоростью 30 км/с, чтобы Вега стала вдвое ближе? Упр. 18-5. Во сколько раз звезда 3,4 звёздной величины слабее, чем Сириус, имеющий звёздную величину -1,6? Чему равны абсолютные величины этих звёзд, если расстояние до каждой составляет 3 пк?     ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ   Д1.Параллакс Солнца 8,8², параллакс звезды 0,88². Во сколько раз эта звезда дальше Солнца?

 

 

 

 

5. Почему на диаграмме Герцшпрунга-Рассела больше всего звёзд располагается на главной последовательности? Какова зависимость «масса – светимость» для звёзд главной последовательности? Во сколько раз различаются светимости звёзд главной последовательности с массами , ?

ВОПРОСЫ К ОК-24 СПЕКТРЫ, ЦВЕТ И ТЕМПЕРАТУРА ЗВЁЗД.                                 ДИАГРАММА СПЕКТР-СВЕТИМОСТЬ   1. К какому виду спектров относятся спектры звёзд? Каким образом по спектру определяют химический состав атмосферы звезды? О чём говорит закон смещения Вина? Звёзды какого цвета являются самыми горячими? самыми холодными? А какого цвета Солнце и какова его температура?   2. Перечислите семь основных спектральных классов звёзд. Как спектральный класс связан с температурой поверхности звезды? Холоднее или горячее Солнца звезда Сириус спектрального класса А1? звезда Бетельгейзе спектрального класса М2?   3. В чём заключается эффект Доплера? Приведите формулу. Как, используя эффект Доплера, определить скорость движения по лучу зрения? Что означает «красное смещение» и «фиолетовое смещение» линий в спектре звезды?   4. Как строится диаграмма «спектр – светимость»? На какие группы – последовательности – можно разделить звёзды? К какой из групп можно отнести указанные в таблице звёзды?   Название Температура, К Спектральный класс Светимость Солнце 6000 G2 1 Арктур 4500 K1 110 Сириус А 9400 A1 21 Сириус В 23000 DA2 0,026 Бетельгейзе 3600 М2 100 000

 

   

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-25 ДВОЙНЫЕ ЗВЁЗДЫ.                                ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАСС ЗВЁЗД   1. Расскажите, какими бывают двойные звёзды. Чем отличаются спектрально-двойные звёзды от визуально-двойных?  Чем объясняется изменение яркости затменно-двойных звёзд? Почему кривая блеска Алголя за период имеет два минимума? Какими методами в настоящее время ведётся поиск экзопланет?   2. Используя обобщённый III закон Кеплера, записанный для двойной системы звёзд, выведите формулу для вычисления суммы масс этих звёзд. Что нужно знать, чтобы вычислить массы звёзд по отдельности?

ЗАДАЧИ К ОК-25 ДВОЙНЫЕ ЗВЁЗДЫ.                             ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАСС ЗВЁЗД   Упр.19-1. Определите сумму масс двойной звезды Капелла, если большая полуось её орбиты равна 0,85 а.е., а период обращения 0,285 года. Упр. 19-2. Во сколько раз светимость Ригеля больше светимости Солнца, если его параллакс равен 0,003², а видимая звёздная величина 0,34?

 

 

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-26 РАЗМЕРЫ, ПЛОТНОСТЬ ЗВЁЗД   1. Сформулируйте закон Стефана-Больцмана. Используя его, выведите формулу, связывающую светимости, радиусы и температуры звёзд (L-R-T). Как по этой формуле можно вычислить радиус звезды в радиусах Солнца? Во сколько раз, по сравнению с Солнцем, отличаются размеры звёзд карликов, гигантов и сверхгигантов? Сравните плотности красного гиганта и белого карлика.   2. В чём заключаются различия внутреннего строения (согласно моделям) звёзд главной последовательности, гигантов и карликов? Что происходит со звездой после того, как в её ядре прекратятся реакции превращения водорода в гелий?    Покажите эволюционный трек нашего Солнца на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Почему массивные звёзды имеют более короткое время жизни?

ЗАДАЧИ К ОК-26 РАЗМЕРЫ, ПЛОТНОСТЬ ЗВЁЗД   Упр.19-3. Какова средняя плотность красного сверхгиганта, если его диаметр в 300 раз больше солнечного, а масса в 30 раз больше массы Солнца?

 

 

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-27 ПЕРЕМЕННЫЕ И НЕСТАЦИОНАРНЫЕ                                    ЗВЁЗДЫ. ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЁЗД   1. Перечислите известные вам типы переменных звёзд. Почему изменяется блеск цефеид? Нередко цефеиды называют «маяками Вселенной»? Почему?   2. В чём причина увеличения яркости новых и сверхновых звёзд? В чём отличия сверхновых I и II типа? Что остаётся в результате взрыва сверхновой II типа? Может ли Солнце вспыхнуть, как новая или сверхновая звезда? Почему?   3. Перечислите возможные конечные этапы эволюции звёзд, от чего они зависят? Укажите, какими будут конечные стадии эволюции звёзд, если звезда: а) в 10 раз массивнее Солнца, б) в 2 раза массивнее Солнца, в) по массе равна Солнцу, г) имеет массу, равную половине массы Солнца, д) в 20 раз «легче» Солнца.   4. Каким образом были открыты пульсары и что, как оказалось, они собой представляют? Что за объекты и почему назвали «чёрными дырами»? Что такое гравитационный радиус? По каким признакам можно обнаружить чёрную дыру?

 

 

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-28 НАША ГАЛАКТИКА. ДВИЖЕНИЕ ЗВЁЗД   1. Что представляет собой наша Галактика? Какова её структура и размеры? Какие объекты входят в её состав? Сколько лет требуется лучу света, чтобы пересечь Галактику по диаметру? Где расположено Солнце в Галактике? Что находится в центре Галактики?   2. Как проявляет себя межзвёздная среда? Из чего она состоит? Где в Галактике располагаются диффузные газовые и газопылевые туманности? Где происходит образование звёзд? Какие химические элементы и соединения обнаружены в межзвёздном пространстве?   3. Приведите примеры звёздных скоплений. Чем различаются рассеянные и шаровые звёздные скопления? Каковы их различия по возрасту, численности и составу звёзд, расположению в Галактике? В каких скоплениях содержится больше газа и пыли – в рассеянных или шаровых?   4.Что называют «собственным движением» звезды? Что нужно знать, чтобы определить полную пространственную скорость звезды? В каком направлении и с какой скоростью движется Солнце среди ближайших звёзд? Каковы параметры и особенности его движения вокруг центра Галактики? О чём говорит вид кривой вращения Галактики?

ЗАДАЧИ К ОК-28 НАША ГАЛАКТИКА. ДВИЖЕНИЕ ЗВЁЗД   Упр.20 Звезда, находящаяся на расстоянии 10 пк, приближается к нам со скоростью 100 км/с. Как изменится это расстояние за 100 лет?

 

 

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-29 ГАЛАКТИКИ. ЗАКОН ХАББЛА   1. На какие основные типы можно разделить галактики по их внешнему виду и форме? Какие вы знаете спиральные галактики? Чем отличаются от спиральных эллиптические и неправильные галактики? Какие факты наводят на мысль о скрытой массе в галактиках?   2. Чем объясняется «красное смещение» в спектрах галактик? В чём заключается закон Хаббла? Каков смысл входящей в него константы? Как, используя закон Хаббла, определяют расстояния до галактик?   3. Какие галактики называют взаимодействующими? В чём это выражается? Что является источником радиоизлучения в радиогалактиках? Что такое квазары? Каков, согласно современным представлениям, источник их столь мощного выделения энергии?   4.Какие галактики входят в местную группу? Как распределены галактики в пространстве? Что представляет собой ячеисто-сотовая структура? Какому скоплению принадлежит наша Галактика?

ЗАДАЧИ К ОК-29 ГАЛАКТИКИ. ЗАКОН ХАББЛА   Упр.21-1. Галактика, находящаяся на расстоянии 150 Мпк, имеет видимый угловой диаметр 21². Сравните её линейные размеры с размерами нашей Галактики. Упр. 21-2. Каково расстояние до галактики, если в ней обнаружена новая звезда, видимая звёздная величина которой +18, а абсолютная звёздная величина равна -7? Упр. 21-3.Какова скорость удаления галактики, находящейся от нас на расстоянии 300 Мпк? Упр. 21-4. На каком расстоянии находится галактика, если скорость её удаления составляет 2×104 км/с? Упр. 21-5. Какого углового диаметра будет видна наша Галактика, диаметр которой составляет 30 000 пк, для наблюдателя, находящегося в галактике М31 (туманность Андромеды) на расстоянии 600 кпк?

 

 

 

 

ВОПРОСЫ К ОК-30 КОСМОЛОГИЯ   1. Что изучает космология? Какие факты свидетельствуют о том, что во Вселенной происходит процесс эволюции, что в прошлом Вселенная была не такой, как сейчас? Зачем понадобилось теоретикам представление об однородной и изотропной Вселенной и в какой степени оно согласуется с данными наблюдений?   2. Запишите уравнение движения, выражающее ускорение галактики, находящейся на поверхности сферы радиуса r в однородной Вселенной. От чего зависит будущее в такой модели Вселенной, расширяющейся по закону Хаббла? Как вычислить возраст Вселенной, т.е. время, прошедшее с начала расширения?   3. Какие важные открытия в космологии были сделаны в XX - начале XXI века? Какие наблюдения свидетельствуют об ускоренном расширении Вселенной? Каково соотношение масс «обычной» материи, тёмной материи и тёмной энергии во Вселенной?