Урок "Видимі зоряні величини. Одиниці відстаней в астрономії"

Лекція

Тема. Видимі зоряні величини. Найяскравіші зорі на небі та в північній півсфері. Одиниці відстаней в астрономії. Абсолютна зоряна величина. Точки і лінії небесної сфери. Залежність висоти полюса світу від географічної широти місця спостереження. Явища, пов’язані з добовим обертанням Землі: схід та захід світил, кульмінація світил (моменти кульмінації та висоти). Зоряні карти.

Мета: навчальна: продовжити формування вмінь роботи з картою зоряного неба, поглибити знання студентів про сузір’я, походження, назви сузір’їв та цікаві об’єкти, які знаходяться в них; ввести поняття річного паралаксу та ознайомити з методами визначення відстаней до зір та одиницями відстаней в астрономії; ввести поняття абсолютної зоряної величини та сформувати вміння обчислювати абсолютну зоряну величину для зір;

розвивальна: розширити знання студентів про методи пізнання природних об’єктів, способів визначення відстаней до віддалених небесних об’єктів;

виховна: з метою формування діалектичного світогляду показати пізнаваність світу, розкриваючи роль математичних методів в астрономії.

Нові поняття:

• Студенти повинні знати: поняття видимої та абсолютної зоряних величин, річного паралаксу, одиниці відстаней в астрономії.
• Студенти повинні вміти: вести розрахунки абсолютної зоряної величини, визначати відстані до зір за їх річним паралаксом в астрономічних одиницях, парсеках, світлових роках.
• Міжпредметні зв’язки: природознавство, математика, креслення.

ЗАНЯТТЯ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ

ІІ. ПОЯСНЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Абсолютна зоряна величина

У середині ХІХ ст. англійський астроном Норман Погсон удосконалив метод класифікації зір за принципом світності, що існувала з часів Гіппарха і Птолемея. Погсон врахував, що різниця в плані світності між двома класами становить 2,5 (наприклад , сила світності зорі третього класу в 2,5 раза більше, ніж у зорі четвертого класу). Погсон увів нову шкалу, за якою відношення між зорями першого і шостого класу становить 100 до 1.

Видимі зоряні величини нічого не говорять ні про загальну енергію, випромінювану зорею, ні про яскравості її поверхні. Дійсно, внаслідок відмінності у відстанях маленька, порівняно холодна зоря тільки через свою відносно значну близькість до нас може мати значно меншу видиму зоряну величину (тобто здаватися яскравіше), ніж далекий гарячий гігант.

Якщо відстані до двох зір відомі, то на підставі їхніх видимих зоряних величин легко знайти ставлення випромінюваних ними дійсних світлових потоків. Для цього достатньо освітленості, створювані цими зірками, віднести до загальної для всіх зір стандартної відстані. За таку відстань приймають 10 пк.

Зоряна величина, яку мала б зоря, якщо її спостерігати з відстані                 в 10 пк, називається абсолютною зоряною величиною. (При цьому не враховується міжзоряне поглинання світла). Таким чином, абсолютна зоряна величина дозволяє порівнювати питому світність небесних об’єктів у заданому діапазоні спектра.

Що ми дізналися на уроці?

• Видима зоряна величина – міра того, наскільки яскравою виглядає зоря на зоряному небі.
• Абсолютна зоряна величина – це міра світності, яка показує, скільки світла зоря випромінює у простір.
• Зоряний паралакс зменшується відповідно до збільшення відстані до зорі.
• Відстань до зір можна визначити за допомогою формули

r=1/π (пк)

• Величина відстаней в астрономії: астрономічні одиниці, парсек, світлові роки.
• Різниця блиску для двох об’єктів в 1 зоряну величину означає, що відношення їхнього блиску складає приблизно 2,5. Різниця у 5 зоряних величин відповідає різниці в яскравості рівно в 100 разів.
• За допомогою формули M=m+5+5lgπ можна визначити абсолютну зоряну величину.
• Небесною сферою називається уявлювана допоміжна сфера довільного радіуса, на яку проектуються усі світила так, як їх бачить спостерігач у визначений момент часу з визначеної точки простору.
• Кут нахилу осі світу до площини математичного горизонту (висота полюса світу) дорівнює куту географічної широти місцевості.

• Точки перетинання екліптики з небесним екватором називаються точками весняного (γ) і осіннього (Ω) рівнодень. Точка весняного рівнодення знаходиться в сузір’ї Риб, дата весняного рівнодення – 20(21) березня. Точка осіннього рівнодення знаходиться в сузір’ї Діви; дата осіннього рівнодення – 22 (23) вересня.
• Точки, що відстоять на 90^о від точок весняного рівнодення, називаються точками сонцестоянь. Літнє сонцестояння припадає на 22 червня, зимове сонцестояння – на 22 грудня.
• Горизонтальна система координат: висота світила h, азимут світила А.
• Екваторіальна система координат: схилення світила δ, пряме сходження α.
• Момент проходження світила через небесний меридіан – кульмінація. Момент верхньої кульмінації центра Сонця називається справжнім полуднем, а момент нижньої кульмінації – справжньою північчю.
• h=90^o- φ+δ -  формула для обчислення висоти світила за його схиленням та широтою місця спостереження.

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Читати § 4-6.

2. Конспект.