Звезды: виды звезд и их классификация по цвету и размеру. Многообразие звёзд

Слайд 2

Выбрать признаки соответствующие СОЛНЦУ 1.Шарообразная форма. 2.Источник света и тепла. 3.Не излучает собственного света и тепла. 4.Планета. 5.Раскаленное небесное тело. 6.Находится в центре солнечной системы. 7.Вращается вокруг своей оси. 8.Движется вокруг центра Солнечной системы по своей орбите. 9.Наблюдается смена времен года. 10.Звезда. 11.Происходит смена дня и ночи. Солнце- 1,2,5,6,7,10

Слайд 3

солнце звезды астероиды планеты спутники кометы метеоры метеориты

Слайд 4

Вывод:

Солнце гигантский пылающий _______ Солнце ближайшая к нам _______ Солнце находится в _______ Солнечной системы; В солнечную систему входят: _______ и _______________ Какое значение имеет Солнце? шар звезда центре солнце небесные тела.

Слайд 5

Задачи урока

познакомиться с многообразием звезд; расширить представление о строении Вселенной нам предстоит узнать: что такое созвездие; число созвездий на небе; происхождение названий созвездий.

Слайд 6

Антарес Сравнительные размеры звезд Канопус Арктур Солнце Вега Физическая природа звезд Мир звезд необычайно разнообразен. Они различаются между собой по размерам, яркости, температуре, цвету и другим признакам.

Слайд 7

Самые большие звезды, в сотни раз больше Солнца Звезды, которые в десятки раз больше Солнца. Солнце и подобные ему, а также звезды меньших размеров.

Слайд 8

Цвет и температура звёзд У Арктура желто-оранжевый оттенок, Арктур Ригель Антарес Звезды имеют самые разные цвета. Ригель бело-голубой, Антарес ярко-красный. Самые холодные звезды имеют красную окраску. Самые горячие сияют синим цветом

Слайд 9

Карта звёздного неба

Северное полушарие Южное полушарие

Слайд 10

СОЗВЕЗДИЯ

Созвездия - определённые участкизвёздного неба. Всё небо разделено на 88 созвездий.

Слайд 11

35 В созвездиях не все звезды одинаковой яркости. Самые яркие звезды в созвездиях тоже имеют свои названия. Самые яркие звезды Большой и Малой Медведицы. Существует миф об этом созвездии.

Введение 3

1 Многообразие звезд и физические процессы, происходящие в их недрах 4

1.1 Физические характеристики звезд 4

1.2 Многообразие звезд. Гарвардская классификация звездных спектров 7

1.3 Физические процессы, происходящие в недрах звезд 8

2 Солнце и его характеристики 14

2.1 Физические процессы происходящие на Солнце 14

2.2 Внутреннее строение Солнца 16

2.3 Магнитные поля Солнца 19

2.4 Проблема солнечных нейтрино и нагрева короны 21

Заключение 23

Список использованных источников 25

Приложение А 26

Спектральный класс звезды и ее светимость 26

Приложение Б 27

Внутреннее строение Солнца 27

Введение

Звездное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды? Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять, и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем.

Возрастающий интерес к физике Солнца и звезд обусловлен тем, что процессы, протекающие в различных областях солнечного вещества и в околоcолнечном пространстве, характерны для других космических объектов. Явления типа солнечных открыты на других звездах: звездные осцилляции, пятна, вспышки, короны, ветры и глубокие и длительные минимумы активности. Солнце – ближайшая к нам звезда. Всего около восьми минут требуется, чтобы солнечные лучи достигли Земли, тогда как от самой близкой к нам звезды Проксима Центавра свет идет 4,3 года. Такая близость Солнца приводит к тому, что она является единственной звездой, которую мы видим не как точку, а как диск. Поэтому именно эту ("нашу") звезду можно изучить наиболее детально. Солнце и гелиосфера представляют собой уникальную гигантскую лабораторию, где можно осуществить эксперименты по проверке сценариев и моделей эволюции звезд, изучению основополагающих проблем магнитогидродинамики, физики плазмы, атомной физики и даже космологии и физики элементарных частиц.

Результаты десятилетних экспериментов по регистрации солнечных нейтрино показали, что существующая уверенность в том, что мы достаточно хорошо знаем, как идут термоядерные реакции в глубоких слоях Солнца, по меньшей мере поколебалась.

Солнце является единственным астрофизическим объектом, который небезразличен для обитателя Земли. Оно согревает нас своим теплом, дарует свет, именно Солнце способствовало появлению всего живого на Земле и является источником всех видов энергии, используемой человечеством. И сейчас, в связи с непрерывным увеличением энергетических потребностей, решается проблема прямого использования солнечной энергии, которая излучается с поразительным постоянством миллиарды лет. Каждый квадратный метр поверхности Солнца в энергетическом отношении можно сравнить с электростанцией мощностью 60000 кВт. Научиться преобразовывать солнечную энергию – значит навсегда отвести неумолимо нависшую над человечеством тень энергетического кризиса.

Земля погружена во внешнюю исключительно подвижную атмосферу Солнца и, следовательно, подвергается сильному влиянию погоды на Солнце. Солнце воздействует на климат и биосферу, приводит в движение атмосферу планеты и т. д. Поэтому исследование солнечно-земных связей приобретает особое научное и научно-прикладное значение.

1 Многообразие звезд и физические процессы, происходящие в их недрах

1.1 Физические характеристики звезд

Если смотреть на звездное небо, сразу бросается в глаза, что звезды резко отличаются по своей яркости – одни светят очень ярко, они легко заметны, другие трудно различить невооруженным глазом.

Еще древний астроном Гиппарх предложил различать яркость звезд. Звезды были разделены на шесть групп: к первой относятся самые яркие – это звезды первой величины (сокращенно - 1 m , от латинского magnitudo - величина), звезды послабей - ко второй звездной величине (2 m) и так далее до шестой группы – едва различимые невооруженным глазом звезды. Звездная величина характеризует блеск звезды, то есть освещенность, которую звезда создает на земле. Блеск звезды 1 m больше блеска звезды 6 m в 100 раз.

Изначально яркость звезд определялась неточно, на глазок; позже, с появлением новых оптических приборов, светимость стали определять точнее и стали известны менее яркие звезды со звездной величиной больше 6. (Самый мощный российский телескоп – 6-ти метровый рефлектор – позволяет наблюдать звезды до 24-й величины.)

С увеличением точности измерений, появлением фотоэлектрических фотометров, возрастала точность измерения яркости звезд. Звездные величины стали обозначать дробными числами. Наиболее яркие звезды, а также планеты имеют нулевую или даже отрицательную величину. Например, Луна в полнолуние имеет звездную величину -12,5, а Солнце - -26,7.

В 1850 г. английский астроном Н. Поссон вывел формулу:

E 1 /E 2 =(5 √100) m 3- m 1 ≈2,512 m 2- m 1

где E 1 и E 2 – освещенности, создаваемые звездами на Земле;

m 1 и m 2 – их звездные величины.

Иными словами, звезда, например, первой звездной величины в 2,5 раза ярче звезды второй величины и в 2,5 2 =6,25 раз ярче звезды третьей величины.

Однако значения звездной величины недостаточно для характеристики светимости объекта, для этого необходимо знать расстояние до звезды.

Расстояние до предмета можно определить, не добираясь до него физически. Нужно измерить направление на этот предмет с двух концов известного отрезка (базиса), а затем рассчитать размеры треугольника, образованного концами отрезка и удалённым предметом. Этот метод называется триангуляцией.

Чем больше базис, тем точнее результат измерений. Расстояния до звёзд столь велики, что длина базиса должна превосходить размеры земного шара, иначе ошибка измерения будет велика. К счастью, наблюдатель вместе с планетой путешествует в течение года вокруг Солнца, и если он произведёт два наблюдения одной и той же звезды с интервалом в несколько месяцев, то окажется, что он рассматривает её с разных точек земной орбиты, - а это уже порядочный базис. Направление на звезду изменится: она немного сместится на фоне более далёких звёзд. Это смещение называется параллактическим, а угол, на который сместилась звезда на небесной сфере, - параллаксом. Годичным параллаксом звезды называется угол, под которым с неё был виден средний радиус земной орбиты, перпендикулярный направлению на звезду.

С понятием параллакса связано название одной из основных единиц расстояний в астрономии – парсек. Это расстояние до воображаемой звезды, годичный параллакс которой равнялся бы точно 1’’. Годичный параллакс любой звезды связан с расстоянием до неё простой формулой:

где r – расстояние в парсеках;

П – годичный параллакс в секундах

Сейчас методом параллакса определены расстояния до многих тысяч звёзд.

Теперь, зная расстояние до звезды, можно определить ее светимость – количество реально излучаемой ею энергии. Ее характеризует абсолютная звездная величина.

Абсолютная звездная величина (M) – такая величина, которую имела бы звезда на расстоянии 10 парсек (32,6 световых лет) от наблюдателя. Зная видимую звездную величину и расстояние до звезды, можно найти ее абсолютную звездную величину:

M = m + 5 – 5 * lg(r)

Ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра – крошечный тусклый красный карлик – имеет видимую звездную величину m=-11,3, а абсолютную M=+15,7. Несмотря на близость к Земле, такую звезду можно разглядеть только в мощный телескоп. Еще более тусклая звезда №359 по каталогу Вольфа: m=13,5; M=16,6. Наше Солнце светит ярче, чем Вольф 359 в 50000 раз. Звезда δ Золотой Рыбы (в южном полушарии) имеет только 8-ю видимую величину и не различима невооруженным глазом, но ее абсолютная величина M=-10,6; она в миллион раз ярче Солнца. Если бы она находилась от нас на таком же расстоянии, как Проксима Центавра, она бы светила ярче Луны в полнолуние.

Для Солнца M=4,9. На расстоянии 10 парсек солнце будет видно слабой звездочкой, с трудом различимой невооруженным глазом.

Размеры, массы, плотность звезд

Звёзды так далеки, что даже в самый большой телескоп они выглядят всего лишь точками. Как же узнать размер звезды?

На помощь астрономам приходит Луна. Она медленно движется на фоне звёзд, по очереди перекрывая идущий от них свет. Хотя угловой размер звезды чрезвычайно мал, Луна заслоняет её не сразу, а за время в несколько сотых или тысячных долей секунды. По продолжительности процесса уменьшения яркости звезды при покрытии её Луной определяют угловой размер звезды. А, зная расстояние до звезды, из углового размера легко получить её истинные размеры. Но лишь небольшая часть звёзд на небе расположена так удачно, что может покрываться Луной. Поэтому обычно используют другие методы оценки звёздных размеров.

Угловой диаметр ярких и не очень далёких светил может быть непосредственно измерен специальным прибором – оптическим интерферометром. Но в большинстве случаев радиус звезды (R) определяют теоретически, исходя из оценок её полной светимости (L) и температуры (T):

R 2 = L / (4πσT 4)

Рисунок 1 – Зависимость между массой звезды и ее светимостью

Размеры звезд бывают очень различны, встречаются звезды сверхгиганты, радиус которых в тысячи раз больше солнечного. С другой стороны известны звезды-карлики с радиусом в десятки раз меньше, чем у Солнца.

Важнейшей характеристикой звезды является масса. Чем больше вещества собралось в звезду, тем выше давление и температура в её центре, а это определяет практически все остальные характеристики звезды, а так же особенности её жизненного пути.

Прямые оценки массы могут быть сделаны только на основании закона всемирного тяготения. Масса звезд колеблется в значительно меньших пределах: примерно от 10 28 до 10 32 килограмм. Существует связь между массой звезды и ее светимостью: чем больше масса звезды, тем больше ее светимость. Светимость пропорциональна примерно четвертой степени массы звезды (Рисунок 1).

Сильно различаются плотности звезд. Например, плотность красного гиганта Бетелгейзе в полторы тысячи раз меньше плотности комнатного воздуха (имеется в виду средняя плотность; в центре звезды плотность гораздо больше, чем на поверхности). Кстати, диаметр этой звезды в 300 раз больше диаметра Солнца, объем, соответственно, в 27 миллионов раз больше, а масса всего в 15 раз превышает солнечную. А плотность белого карлика Сириус в 30000 раз больше плотности воды, то есть в 1500 раз больше плотности золота. 1 литр такого вещества весит 30 тонн.

1.2 Многообразие звезд. Гарвардская классификация звездных спектров

Основной метод изучения звезд – исследование их спектров. Специальный аппарат, устанавливаемый на телескопе, при помощи дифракционной решётки раскладывает свет звезды по длинам волн в радужную полоску спектра. Астрономы получают множество сведений о звездах, расшифровывая их спектры. Спектр звезды позволяет определить, какая энергия приходит от звезды на различных длинах волн, и оценить её температуру точнее, чем по цвету. Многочисленные тёмные линии, пересекающие спектральную полоску, связаны с поглощением света атомами различных элементов в атмосфере звёзд. Так как каждый химический элемент имеет свой набор линий, спектр позволяет определить, из каких веществ состоит звезда. Спектры звезд можно разделить на несколько основных классов.

Еще в 70-х годах XIX века один из пионеров астрофизики директор Ватиканской обсерватории А. Секки предложил первую классификацию звездных спектров. Позже она была расширенна и уточнена.

В 1924 году Гарвардская обсерватория завершила публикацию каталога Г. Дрепера, содержащего классификацию свыше 225 тысяч звезд. Современная классификация является уточненной и дополненной версией этой классификации, общепринятой в современной астрономии.

По Гарвардской классификации выделялось семь спектральных классов, обозначенных латинскими буквами O, B, A, F, G, K, M. При движении по ряду слева направо изменяется цвет звезды: O – голубой, А – белый, G – желтый, М – красный. В том же направлении соответственно уменьшается температура звезд. Позже к Гарвардской классификации спектров были добавлены два ответвления и еще один главный класс W. В итоге классификация звездных спектров ныне выглядит следующим образом:

Кроме того, каждый основной класс делится еще на десять подклассов, например О1, О2, О3 и так далее. Наше Солнце относится к классу G2.

Звезды имеют в основном примерно одинаковый химический состав: основные компоненты – водород и гелий с небольшими примесями других веществ. Поэтому разнообразие спектров объясняется различными температурами звезд.

Самые горячие звезды – звезды класса W. Температура их поверхности достигает 100000 К. Их цвет – голубой. Голубые также звезды класса O. Их температура от 50000 К и ниже. Голубовато-белые звезды класса B имеют температуру 12000 – 25000 К; белые звезды класса А – 11000 К. Желтые звезды классов F и G и желтовато-оранжевые класса К имеют температуру порядка 4500 К. И, наконец, самые холодные звезды – красные звезды класса М с температурой ниже 3600 К.

В 1905 году голландский астроном Э. Герцпрунг попробовал сопоставить абсолютные величины звезд и их спектральные классы. В 1913 году его работу завершил американец Г. Рассел. В результате получилась знаменитая диаграмма, названная именами ученых (Приложение А).

Как видно из диаграммы, приведенной в Приложении А, спектральный класс звезды и ее светимость находятся в некоторой зависимости: точки, соответствующие различным звездам, группируются в несколько скоплений. Эти скопления называют последовательностями.

Основная масса звезд принадлежит главной последовательности. Чем горячее звезда главной последовательности, тем большую светимость она имеет. Кроме главной последовательности выделяются также белые карлики, гиганты и сверхгиганты.

Диаграмма показывает, что звезды данного спектрального класса не могут иметь произвольную светимость, и наоборот, звезды определенной светимости не могут иметь произвольную температуру.

Солнце основной фактор жизни на ЗемлеРеферат >> Биология

В частности астрофизика, тесно связанная с физикой , химией, математикой, способствует развитию последних... из очень горячего ядра Солнца звезда типа белый карлик, которая... . Галилей - основатель экспериментальной физики . Своими экспериментами он убедительно...

  • Что такое звезды (4)

    Реферат >> Астрономия

    Довольно близким к химическому составу Солнца и звезд . Преобладающими элементами являются водород и... Оппенгеймера и Волкова. Интерес этих физиков к данной проблеме был вызван... рождаются все известные в ядерной физике частицы и резонансы, которых насчитывается...

  • Рождение и эволюция звезд

    Контрольная работа >> Астрономия

    Данными о внешних слоях, известными законами физики и механики, общими как для Земли... , где масса М и светимость L звезды выражены в массах и светимостях Солнца . Для звезд с массой, близкой к солнечной...

    • Каждый человек знает, как выглядят звезды на небе. Крошечные, сияющие огоньки. В древности люди не могли придумать объяснения этому явлению. Звезды считали глазами богов, душами умерших предков, хранителями и защитниками, оберегающими покой человека в ночной тьме. Тогда никто и подумать не мог, что Солнце - это тоже звезда.

    Что такое звезда

    Много веков прошло, прежде чем люди поняли, что представляют собой звезды. Виды звезд, их характеристики, представления о происходящих там химических и физических процессах - это новая область знания. Древние астрономы даже предположить не могли, что такое светило на самом деле вовсе не крохотный огонек, а невообразимых размеров шар раскаленного газа, в котором происходят реакции

    термоядерного синтеза. Есть странный парадокс в том, что неяркий звездный свет - это ослепительное сияние ядерной реакции, а уютное солнечное тепло - чудовищный жар миллионов кельвинов.

    Все звезды, которые можно увидеть на небосводе невооруженным глазом, находятся в галактике Млечный Путь. Солнце - тоже часть этой причем расположено оно на ее окраине. Невозможно себе вообразить, как выглядело бы ночное небо, если бы Солнце находилось в центре Млечного Пути. Ведь количество звезд в этой галактике - более 200 миллиардов.

    Немного об истории астрономии

    Древние астрономы тоже могли бы рассказать необычное и интересное о звездах на небе. Уже шумеры выделяли отдельные созвездия и зодиакальный круг, они же впервые рассчитали деление полного угла на 360 0 . Они же создали лунный календарь и смогли синхронизировать его с солнечным. Египтяне считали, что Земля находится в но при этом знали, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца.

    В Китае астрономией как наукой занимались уже в конце ІІІ тысячелетия до н. э., а

    первые обсерватории появились в XII в. до н. э. Они изучали лунные и солнечные затмения, сумев при этом понять их причину и даже рассчитав прогнозные даты, наблюдали метеоритные потоки и траектории комет.

    Древние инки знали различия между звездами и планетами. Есть косвенные доказательства того, что им были известны Галилеевы и визуальная размытость очертаний диска Венеры, обусловленная наличием на планете атмосферы.

    Древние греки смогли доказать шарообразность Земли, выдвинули предположение о гелиоцентричности системы. Они пытались рассчитать диаметр Солнца, пускай и ошибочно. Но греки были первыми, кто в принципе предположил, что Солнце больше Земли, до этого все, полагаясь на визуальные наблюдения, считали иначе. Грек Гиппарх впервые создал каталог светил и выделил разные виды звезд. Классификация звезд в этом научном труде опиралась на интенсивность свечения. Гиппарх выделил 6 классов яркости, всего в каталоге было 850 светил.

    На что обращали внимание древние астрономы

    Первоначальная классификация звезд основывалась на их яркости. Ведь именно этот критерий является единственно доступным для астронома, вооруженного только телескопом. Самые яркие или обладающие уникальными видимыми свойствами звезды даже получали собственные имена, причем у каждого народа они свои. Так, Денеб, Ригель и Алголь - названия арабские, Сириус - латинское, а Антарес - греческое. Полярная звезда в каждом народе имеет собственное название. Это, пожалуй, одна из самых важных в «практическом смысле» звезд. Ее координаты на ночном небосводе неизменны, несмотря на вращение земли. Если остальные звезды движутся по небу, проходя путь от восхода до заката, то Полярная звезда не меняет своего местоположения. Поэтому именно ее использовали моряки и путешественники в качестве надежного ориентира. Кстати, вопреки распространенному заблуждению, это вовсе не самая яркая звезда на небосклоне. Полярная звезда внешне никак не выделяется - ни по размерам, ни по интенсивности свечения. Найти ее можно, только если знать, куда смотреть. Она располагается на самом конце «рукоятки ковша» Малой Медведицы.

    На чем основывается звездная классификация

    Современные астрономы, отвечая на вопрос о том, какие виды звезд бывают, вряд ли станут упоминать яркость свечения или расположение на ночном небосводе. Разве что в порядке исторического экскурса или в лекции, рассчитанной на совсем уж далекую от астрономии аудиторию.

    Современная классификация звезд основывается на их спектральном анализе. При этом обычно еще указывают массу, светимость и радиус небесного тела. Все эти показатели даются в соотношении с Солнцем, то есть именно его характеристики приняты в качестве единиц измерения.

    Классификация звезд опирается на такой критерий, как абсолютная звездная величина. Это видимая степень яркости без атмосферы, условно расположенного на расстоянии 10 парсек от точки наблюдения.

    Кроме этого учитывают переменности блеска и размеры звезды. Виды звезд в настоящее время определяются их спектральным классом и уже детальнее - подклассом. Астрономы Рассел и Герцшпрунг независимо друг от друга проанализировали зависимость между светимостью, абсолютной температурной поверхностью и спектральным классом светил. Они построили диаграмму с соответствующими осями координат и обнаружили, что результат вовсе не хаотичен. Светила на графике располагались отчетливо различимыми группами. Диаграмма позволяет, зная спектральный класс звезды, определить хотя бы с приблизительной точностью ее абсолютную звездную величину.

    Как рождаются звезды

    Эта диаграмма послужила наглядным доказательством в пользу современной теории эволюции данных небесных тел. На графике отчетливо видно, что самым многочисленным классом являются относящиеся к так называемой главной последовательности звезды. Виды звезд, принадлежащих к этому сегменту, находятся в наиболее распространенной в данный момент во Вселенной точке развития. Это этап развития светила, при котором энергия, затраченная на излучение, компенсируется полученной в ходе термоядерной реакции. Длительность пребывания на данном этапе развития определяется массой небесного тела и процентным содержанием элементов тяжелее гелия.

    Общепризнанная в данный момент теория эволюции звезд гласит, что на начальном

    этапе развития светило представляет собой разряженное гигантское газовое облако. Под влиянием собственного тяготения оно сжимается, постепенно превращаясь в шар. Чем сильнее сжатие, тем интенсивнее гравитационная энергия переходит в тепловую. Газ раскаляется, и когда температура достигает 15-20 млн К, в новорожденной звезде запускается термоядерная реакция. После этого процесс гравитационного сжатия приостанавливается.

    Основной период жизни звезды

    Поначалу в недрах юного светила преобладают реакции водородного цикла. Это самый длительный период жизни звезды. Виды звезд, находящихся на этом этапе развития, и представлены в самой массовой главной последовательности описанной выше диаграммы. Со временам водород в ядре светила заканчивается, превратившись в гелий. После этого термоядерное горение возможно только на периферии ядра. Звезда становится ярче, ее внешние слои значительно расширяются, а температура понижается. Небесное тело превращается в красный гигант. Этот период жизни звезды

    намного короче предыдущего. Дальнейшая ее судьба изучена мало. Есть различные предположения, но достоверных им подтверждений пока не получено. Самая распространенная теория гласит, что когда гелия становится слишком много, звездное ядро, не выдерживая собственной массы, сжимается. Температура растет до тех пор, пока уже гелий не вступает в термоядерную реакцию. Чудовищные температуры приводят к очередному расширению, и звезда превращается в красного гиганта. Дальнейшая судьба светила, по предположениям ученых, зависит от его массы. Но теории, касающиеся этого, всего лишь результат компьютерного моделирования, не подтвержденный наблюдениями.

    Остывающие звезды

    Предположительно, красные гиганты с малой массой будут сжиматься, превращаясь в карликов и постепенно остывая. Звезды средней массы могут трансформироваться в при этом в центре такого образования продолжит свое существование лишенное внешних покровов ядро, постепенно остывая и превращаясь в белого карлика. Если центральная звезда испускала значительное инфракрасное излучение, возникают условия для активации в расширяющейся газовой оболочке планетарной туманности космического мазера.

    Массивные светила, сжимаясь, могут достигать такого уровня давления, что электроны буквально вминаются в атомные ядра, превращаясь в нейтроны. Поскольку между

    этими частицами нет сил электростатического отталкивания, звезда может сжаться до размера нескольких километров. При этом ее плотность превысит плотность воды в 100 миллионов раз. Такая звезда называется нейтронной и представляет собой, по сути, огромное атомное ядро.

    Сверхмассивные звезды продолжают свое существование, последовательно синтезируя в процессе термоядерных реакций из гелия - углерод, затем кислород, из него - кремний и, наконец, железо. На этом этапе термоядерной реакции и происходит взрыв сверхновой. Сверхновые звезды, в свою очередь, могут превратиться в нейтронные либо, если их масса достаточно велика, продолжить сжатие до критического предела и образовать черные дыры.

    Размеры

    Классификация звезд по размеру может быть реализована двояко. Физический размер звезды может определяться ее радиусом. Единицей измерения в этом случае выступает радиус Солнца. Существуют карлики, звезды средней величины, гиганты и сверхгиганты. Кстати, само Солнце является как раз карликом. Радиус нейтронных звезд может достигать всего нескольких километров. А в сверхгиганте целиком поместится орбита планеты Марс. Под размером звезды может также пониматься ее масса. Она тесно связана с диаметром светила. Чем звезда больше, тем ниже ее плотность, и наоборот, чем светило меньше, тем плотность выше. Этот критерий вирируется не так уж сильно. Звезд, которые были бы больше или меньше Солнца в 10 раз, очень мало. Большая часть светил укладывается в интервал от 60 до 0,03 солнечных масс. Плотность Солнца, принимаемая за стартовый показатель, составляет 1,43 г/см 3 . Плотность белых карликов достигает 10 12 г/см 3 , а плотность разреженных сверхгигантов может быть в миллионы раз меньше солнечной.

    В стандартной классификации звезд схема распределения по массе выглядит следующим образом. К малым относят светила с массой от 0,08 до 0,5 солнечной. К умеренным - от 0,5 до 8 солнечных масс, а к массивным - от 8 и более.

    Классификация звезд. От голубых до белых

    Классификация звезд по цвету на самом деле опирается не на видимое свечение тела, а на спектральные характеристики. Спектр излучения объекта определяется химическим составом звезды, от него же зависит ее температура.

    Наиболее распространенной является Гарвардская классификация, созданная в начале 20 века. Согласно принятым тогда стандартам классификация звезд по цвету предполагает деление на 7 типов.

    Так, звезды с самой высокой температурой, от 30 до 60 тыс. К, относят к светилам класса О. Они голубого цвета, масса подобных небесных тел достигает 60 солнечных масс (с. м.), а радиус - 15 солнечных радиусов (с. р.). Линии водорода и гелия в их спектре достаточно слабые. Светимость подобных небесных объектов может достигать 1 млн 400 тыс. солнечных светимостей (с. с.).

    К звездам класса В относят светила с температурой от 10 до 30 тыс. К. Это небесные тела бело-голубого цвета, их масса начинается от 18 с. м., а радиус - от 7 с. м. Самая низкая светимость объектов такого класса составляет 20 тыс. с. с., а линии водорода в спектре усиливаются, достигая средних значений.

    У звезд класса А температура колеблется от 7,5 до 10 тыс. К, они белого цвета. Минимальная масса таких небесных тел начинается от 3,1 с. м., а радиус - от 2,1 с. р. Светимость объектов находится в границах от 80 до 20 тыс. с. с. Линии водорода в спектре этих звезд сильные, появляются линии металлов.

    Объекты класса F на самом деле желто-белого цвета, но выглядят белыми. Их температура колеблется в пределах от 6 до 7,5 тыс. К, масса варьируется от 1,7 до 3,1 с.м., радиус - от 1,3 до 2,1 с. р. Светимость таких звезд варьируется от 6 до 80 с. с. Линии водорода в спектре ослабевают, линии металлов, наоборот, усиливаются.

    Таким образом, все виды белых звезд попадают в пределы классов от А до F. Дальше, согласно классификации, следуют желтые и оранжевые светила.

    Желтые, оранжевые и красные звезды

    Виды звезд по цвету распределяются от голубых к красным, по мере понижения температуры и уменьшения размеров и светимости объекта.

    Звезды класса G, к которым относится и Солнце, достигают температуры от 5 до 6 тыс. К, они желтого цвета. Масса таких объектов - от 1,1 до 1,7 с. м., радиус - от 1,1 до 1,3 с. р. Светимость - от 1,2 до 6 с. с. Спектральные линии гелия и металлов интенсивны, линии водорода все слабее.

    Светила, относящиеся к классу К, имеют температуру от 3,5 до 5 тыс. К. Выглядят они желто-оранжевыми, но истинный цвет этих звезд - оранжевый. Радиус данных объектов находится в промежутке от 0,9 до 1,1 с. р., масса - от 0,8 до 1,1 с. м. Яркость колеблется от 0,4 до 1,2 с. с. Линии водорода практически незаметны, линии металлов очень сильны.

    Самые холодные и маленькие звезды - класса М. Их температура всего 2,5 - 3,5 тыс. К и кажутся они красными, хотя на самом деле эти объекты оранжево-красного цвета. Масса звезд находится в промежутке от 0,3 до 0,8 с. м., радиус - от 0,4 до 0,9 с. р. Светимость - всего 0,04 - 0,4 с. с. Это умирающие звезды. Холоднее их только недавно открытые коричневые карлики. Для них выделили отдельный класс М-Т.




















    Назад Вперёд

    Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

    Цели:

    • Познакомить учащихся с созвездиями как участками звездного неба в пределах установленных границ.
    • Научить находить на звездном небе и звездной карте созвездия Большой Медведицы и Малой Медведицы.
    • Привить интерес к познанию исторических событий и дополнительному чтению научной литературы.

    Оборудование: таблица, звездное небо, звездочки, раздаточные карточки, атлас «Мир и человек».

    ХОД УРОКА

    I. Организационный момент

    II. Повторение изученного на прошлом уроке

    Мы продолжаем изучать нашу Галактику. Сегодня мы отправимся в очередное путешествие по просторам Вселенной. Отправимся мы на космическом корабле, и как пассажиры, даже космического корабля, мы должны предъявить билет. Билеты лежат у вас на партах. На каждом написан вопрос, ответив, вы попадете на борт.

    Вопросы на билетах.

    1. В представлениях древних народов, что являлось центром Вселенной? (Земля)
    2. Кто впервые высказал мысль о том, что Земля обращается вокруг Солнца? (А. Самосский).
    3. Кто впервые предложил, что Земля имеет форму шара? (Пифагор)
    4. Был ли Коперник сторонником системы Птолемея? (Нет)
    5. Кто создал первую модель Вселенной, в центре которой поместил Солнце? (Н. Коперник)
    6. Кто утверждал, что Земля одна из планет, которая вращается вокруг Солнца?(Н. Коперник)
    7. Кто первым использовал телескоп для изучения небесных тел? (Г. Галилей)
    8. Кто открыл спутники Юпитера? (Г. Галилей)
    9. Вселенная – это наша Галактика? (Нет, таких Галактик много).
    10. Как называются спутники Марса? (Фобос и Деймос).
    11. На какие две группы делятся планеты? (планеты земной группы и гиганты).
    12. Какие планеты относятся к планетам земной группы? (Земля, Меркурий, Венера, Марс).
    13. Самая маленькая планета земной группы? (Меркурий).
    14. Самая дальняя от Солнца планета земной группы?(Марс).
    15. Какие из планет земной группы имеют спутники? (Марс, Земля).
    16. Какие планеты относятся к планетам-гигантам? (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон).
    17. Какая планета была открыта с помощью расчетов? (Нептун).
    18. У какой планеты больше всего спутников? (Юпитер).
    19. Какая планета имеет «кольца»? (Сатурн).
    20. На какой планете находится большое красное пятно? (Юпитер).
    21. Какая планета самая дальняя в солнечной системе? (Плутон).
    22. Астероиды – это звезды? (Нет, это малые планеты).
    23. Из чего состоят кометы? (Ядро, газовая оболочка, хвост).
    24. Как называются космические тела, упавшие на Землю? (Метеориты).
    25. Что такое метеоры? (Вспышки света, возникающие при сгорании в атмосфере частичек пыли).
    26. Какие звезды называются сверхгигантами? (Больше Солнца в сотни раз).

    – Вот мы все и отправляемся в полет. Каждый ваш ответ будет отмечаться звездочкой на небе (на доске – синий лист ватмана, за каждый вид работы учитель прикрепляет звездочку на этот лист так, чтобы в итоге получилась фигура «5»). Занимайте свои места, мы движемся по направлению… рассмотрите рисунок, кто изображен на нем? Верно. Это бог Солнца – Гелиос. Как догадались?
    – А кто изображен на колеснице?
    – С каким природным явлением люди связывают этот миф?

    Вот колесницу в море золотую
    Купает солнце. Сумрак надо мной.
    Со звездами, и небом, и луной
    Тревожную и злую ночь я чую…

    Ф. Петрарка.

    На доске – признаки. Определите, какие из них относятся к Земле, а какие – к Солнцу. Учащееся выходят и закрепляют карточки – изображения «Солнце», «Земля» рядом с определениями.

    1. Шарообразная форма.
    2. Источник света и тепла.
    3. Не излучает собственного света и тепла.
    4. Планета.
    5. Раскаленное небесное тело.
    6. Находится в центре солнечной системы.
    7. Вращается вокруг своей оси.
    8. Движется вокруг центра Солнечной системы по своей орбите.
    9. Наблюдается смена времен года.
    10. Звезда.
    11. Происходит смена дня и ночи.

    Ключ ответа.

    Солнце: 1, 2, 5, 6. 7, 10.
    Земля: 1, 3, 4, 7, 8, 9, 11.

    Путешествуя по нашей Солнечной системе, мы, конечно, встречаем планеты.
    Поместите их на свои места. Учащиеся прикрепляют планеты на карту звездного неба.
    Кроме планет мы встретили и другие небесные тела. О чем идет речь?
    Учитель читает текст, ученики называют, что это.

    1. 1 января 1801 г. Итальянский астроном Джузеппе Пиацци в свой телескоп обнаружил новое небесное тело, которое выглядело как звезда. Оно и подобные ему тела, открытые позже, получили название «звездоподобные». В настоящее время их обнаружено более 5 тыс. обычно это небольшие, неправильной формы небесные тела диаметром от одного до нескольких десятков километров. (Астероид).
    2. В межпланетном пространстве движется огромное количество так называемой космической пыли. В большинстве случаев это остатки разрушившихся комет. Временами они врываются в атмосферу Земли и вспыхивают, проносясь по черному небу яркой светящейся черточкой: кажется, что падает звезда. Космические частицы раскаляются и сгорают. (Метеор).
    3. Эти небесные тела получили название от греческого слова «волосатая». Это небесное тело считалось предвестником различных бед, таких как эпидемии, голод, войны. Ее главная часть – ядро состоит из льда, замерзших газов и твердых частичек, диаметром от 1 до 10 километров. (Кометы).
    4. Кроме комической пыли, в межпланетном пространстве движутся и более крупные тела, в основном это обломки астероидов, вошедшие в атмосферу Земли, они не успевают в ней сгореть. Их остатки падают на поверхность Земли. Их делят на три класс: каменные, железные, железокаменные. (Метеориты).
    5. Этот объект в 400 раз больше диаметра Луны, в 109 раз больше диаметра Земли. Температура внутри достигает до 15 000 000 градусов по Цельсию. (Солнце).

    III. Физминутка

    Пришло время нам укрепить наши мышцы, чтобы они не атрофировались во время долгого межзвездного путешествия.

    По яйцевидному пути
    Летит могучая комета.
    О чем хлопочет пляской света?
    Что нужно в мире ей найти?
    Она встает уж много лет,
    Свой путь уклончивый проводит,
    Из неизвестного приходит,
    И вновь ее надолго нет.
    Как слабый лик туманных звезд,
    Она вначале появленья –
    Всего лишь дымное виденье,

    В ней нет ядра. Чуть тлеет хвост.
    Но ближе к Солнцу – и не та.
    Уж лик горит, уж свет не дробен,
    И миллионы верст способен
    Тянуться грозный след хвоста.
    Густеет яркое ядро, и уменьшается орбита.
    Комета светится сердито.
    Сплошной пожар – ее нутро.

    (К.Бальмонт) . 1908 г.

    IV. Сообщение темы урока

    Прочитайте тему урока, записанную с помощью значков. Дети берут от названия каждой планеты нужную букву.

    Солнце – 1
    Солнце – 2
    Земля – 1
    Венера – 1
    Меркурий – 2
    Земля – 1
    Деймос – 1
    Юпитер – 3
    Нептун – 2

    Люди издавна задумывались над тем, а что же там, на небе, почему видно то одинокие звезды, то их скопления. Они мысленно соединили эти звезды между собой и получили определенные фигуры, которые впоследствии были названы созвездиями. Сегодня мы тоже постараемся узнать о созвездиях, почему они так называются. Откройте тетради и запишите тему урока: СОЗВЕЗДИЯ.

    V. Введение нового материала

    Запись определения в тетрадь. Группы звезд расположенных в определенном порядке называются созвездиями.

    Раньше не было никаких приборов, которые помогали передвигаться в пространстве. Поэтому приходилось передвигаться ночью. А как же это возможно, ведь ночью темно? Дети отвечают – ориентируясь по Полярной звезде). Эта звезда получила название КОМПАС. Учитель включает послушать рассказ – «Путешествие Сережи и Светы, у которых папа работает астрономом.

    Рассказ

    Сегодня Сережу ничто не радовало: он потерял свой компас. Узнав об этом, папа сказал:
    – Придется тебе север и юг по небесным светилам определять.
    – По каким еще светилам? – спросил Сережа.
    – По Солнцу, по звездам – ведь это и есть небесные светила, – ответил папа.
    – Солнце и звезды – совсем не компас, – недоверчиво сказал Сережа.
    – Не компас, но совсем не хуже компаса, улыбнулся папа.
    – Есть на небе звезда, которая вполне заменяет компас. Называется она Полярной звездой.
    А как же найти ее на звездном небе? Нужной найти на небе 7 расположенных близко друг к другу звезд. А если этих 7 звезд соединить мысленными линиями, то получится созвездие Большой Медведицы и самая яркая звезда в хвосте Малой Медведицы.
    А вот почему она так называется, есть несколько легенд, послушайте одну из них.
    В Большую Медведицу могущественная и злая волшебница превратила красивую девушку по имени Калисто, а в Малую Медведицу волшебница превратила ее служанку. С тех пор служанка все время сопровождает свою госпожу. Поэтому на небе Малая Медведица всегда находится рядом с Большой Медведицей.
    Откройте атлас. Перед вами современная звездная карта, а раньше на карте изображали не звезды. В настоящее время ученые считают созвездиями не фигуры звезд, а определенные участки звездного неба. Всего небо разделено на 88 созвездий, из которых на территории нашей страны можно видеть 54. Названия очень многих созвездий пришли к нам из Древней Греции и связаны с персонажами различных мифов и легенд. Например, названия созвездий: Кассиопея, Цефей, Андромеда, Пегас и Персей – связаны с такой легендой.
    У мифического царя эфиопов Цефея была красавица жена – царица Кассиопея. Однажды она похвалила красоту своей дочери Андромеды в присутствии нереид – сказочных жительниц морей. Нереиды были очень завистливы, они пожаловались богу морей Посейдону, что Артемида красивее их, и Посейдон напустил на берега Эфиопии страшное чудовище, пожирающее людей. Цефей, чтобы спасти жителей своего государства, должен был отдать на съедение чудовищу свою любимую дочь Андромеду. Ее приковали к скале на берегу моря, и здесь она ожидала свою гибель. Но Андромеду спас герой Персей, прилетевший на крылатом коне Пегасе. В честь героев этой легенды и были названы созвездия.
    С тех пор на небе появились созвездия Цефея, Кассиопеи, Андромеды и Персея. Найдите их на карте.

    VI. Работа по теме урока

    Нарисуйте рисунок своего созвездия и рядом изобразите главный атрибут бога.
    Овен (апрель) сопровождал голубь Афродиты (Венеры).
    Тельцы (май) ставили греческий треножник Аполлона.
    Близнецам (июнь) рисовали черепаху любимца Гермеса (Меркурия).
    Рак (июль) спокойно сидел под крылом орла – спутника Зевса. (Юпитера).
    Около Льва (август) стояла обвитая змеей корзина Деметры (Цереры).
    Дева (сентябрь) держала два факела, а за ними виднелась шапка Гефеста (Вулкана).
    Рядом с держащим Весы ребенком (октябрь) изображали спутницу бога войны Ареса (Марса) волчицу.
    Скорпиону (ноябрь) сопутствовала собака богини охотницы Артемиды (Дианы).
    О том, что Стрелец (декабрь) – любимое созвездие богини домашнего очага Гестии (Весты), напоминала лампа с ослиной головой.
    Козерог (январь) не расставался с павлином супруги Зевса – Геры (Юноны).
    Водолей (февраль) был небесным двойником Посейдона (Нептуна), а потому рядом с ним было изображение дельфина.
    Созвездие Рыбы (март) неусыпно «сторожила» сова Афины (Миневры).
    Самостоятельная работа учащихся с картой звездного неба.
    Задание: найти на карте звездного неба созвездия Большой и Малой Медведицы, Дракона, Цефея, Кассиопеи. Зарисовать их в рабочую тетрадь и подписать.

    VII. Итог

    – Вот и подошло наше путешествие к концу. Пора возвращаться. Где мы сегодня побывали?
    – Что видели? Что такое созвездия? Какие созвездия вы запомнили?

    Человек, как звезда, рождается,
    Средь неясной туманной млечности,
    В бесконечности начинается
    И кончается в вечности…
    Поколениями созидается
    Век за веком земля нетленная.
    Человек, как звезда, рождается,
    Чтоб светлее стала Вселенная.

    – А кто же в нашем классе звездочки?
    – Посмотрите, что у на урочном небе, если мысленно соединить наши звездочки, то получится фигура «5». А теперь давайте дадим ему название. Так пусть это созвездие сопутствует нам весь год.

    VIII. Домашнее задание

    Найти и нарисовать обозначения всех знаков зодиака.

    Литература.

    1. Дубкова С.И. «Сказки звездного неба»; М., «Белый город», 2009.

    Лекция: Звезды: разнообразие звездных характеристик и их закономерности. Источники энергии звезд Характеристики звезд и их закономерности

    Согласно современных взглядов, звезда представляет собой раскаленный газовый шар, который существует в своём состоянии достаточно большое количество времени из-за того, что у него имеется собственная внутренняя энергия. На протяжении всей своей жизни состояние звёзд поддерживается противостоянием, зависящим, в свою очередь, от гравитации, которая стремится как можно сильнее сжать небесное тело, а также давления газа, которое старается разорвать его и разнести по всему космическому пространству.

    Высокая температура звезд достигается, благодаря наличию постоянно существующего источника энергии, которым являются термоядерные реакции, идущие в недрах. Основными характеристиками звезд, которые можно так или иначе определить, является их мощность, степень излучения, вес, радиус, температура, а также химический состав атмосферы, которая их окружает. Если знать большую часть данных параметров, то вполне возможно определить, сколько той или иной звезде лет. Указанные характеристики могут периодически изменяться в довольно больших границах. Кроме того, все они связаны между собой. В частности, звезды, которые ярче всего светят, чаще всего обладают и наибольшим весом. В свою очередь, мелкие звезды практически не светят, а продолжительность существования звезд является настолько большой что учёные не могут достоверно проследите ее от начала и до конца. К примеру, даже самая молодая звезда, которая утратила свое состояние, могла просуществовать несколько миллионов лет. А между тем, осуществляя наблюдение за молодыми и старыми звездами, ученые могут составить наиболее оптимальную картину мира, которая могла бы объяснить характеристики данных небесных тел.

    Химическим составом звезд впервые заинтересовались в середине XIX века. В это время при помощи метода спектрального анализа было определено, из каких элементов состоит солнце, а также наиболее ближайшие к Звезде звезды. Кроме того, тот же самый метод показал, что ни на одной из обнаруженных звезд нет химических элементов, которые не были бы известны науке. Наиболее часто встречающимся элементом в составе звезд является водород, следующим за ним идет гелий, концентрация которого примерно в 3 раза меньше предыдущего. Помимо данных элементов, на звездах можно встретить и иные химические соединения – кислород, азот, железо, углерод и так далее.

    Когда человек смотрит на звёзды, то первый момент, на который он обращает - это различная степень их яркости. Что касается характеристик, в данном случае основной из них является степень блеска любой звезды. Определяется, согласно историческим традициям, первая звездная величина, присвоенная наиболее ярким небесным телам, шестая - к самым слабым. Разница каждой ступени заключается в том, что звезда более высокой ступени светит примерно в два с половиной раза ярче предыдущий. Впоследствии были добавлены нулевые, а также отрицательные звездные величины - это звёзды, блеск которых невозможно увидеть невооружённым глазом.

    Относительно расстояния от Земли до той или иной звезды, а также расстояния между самими звездами следует сказать, что его можно определить лишь при помощи достаточно точного оборудования. Пожалуй, именно этим объясняется тот факт, что до пятидесятых годов прошлого века точно определить эти расстояния никому не удавалось. Что касается определения расстояния на сегодняшний день, то его можно найти лишь для тех звезд, которые близко расположены к Земле.

    Помимо света, а также видимого блеска одной из основных характеристик звёзд является их цвет. В частности, у большинства небесных тел заметен голубовато-белый либо красный цвет. В зависимости от света зависит и температура звезды. Голубые звезды является наиболее теплыми, а жёлтые - самыми холодными. Кроме того, необходимо отдельно выделить красные звезды, температура которых очень низкая. Однако, даже такая звезда будет горячее любого расплавленного металла для человека.

    Для того чтобы более подробно узнать о той или иной звезде, в сегодняшнее время применяют спектральный аппарат. Это специальное устройство, которое устанавливается на телескоп и определяет основные характеристики звёзд.

    Что касается размеров звезд, то они являются достаточно большими. Например, на сегодняшний день известна такая звезда, размер которой превышает размер солнца в несколько сотен раз. Если ее поместить вместо солнца, то она займёт практически половину всей Солнечной системы. Между тем, данная звезда находится не в нашей галактике. Прямые оценки массы могут быть сделаны только на основании закона всемирного тяготения. Такие оценки удалось получить для большого числа звезд, входящих в двойные системы, путем измерения скорости их движения вокруг общего центра масс. Все другие способы вычисления массы считаются косвенными, поскольку они строятся не на законе тяготения, а на анализе тех звездных характеристик, которые так или иначе связаны с массой. В основном это светимость. Практически для всех звезд действует правило: чем выше светимость, тем больше масса.

    Ещё одной достаточно важной характеристикой звёзд является их масса. От этого зависит ее температура и давление, что в свою очередь влияет и на остальные характеристики. Чем меньше масса звезды, тем она будет холоднее. Изучая основные характеристики звезд и соотнося их друг с другом, ученые в сфере астрономии смогли установить те, факты, которые до этого были неизвестны человечеству. В частности, они определили, как устроено то или иное небесное тело, как оно появляется и какие изменения происходят в течение всей жизни этого тела.

    Источники энергии звезд

    Звезды светят очень и очень долго. Откуда же берётся огромная энергия, необходимая для излучения звезд? Успехи ядерной физики и квантовой механики позволили сделать вывод о том, что таким источником являются термоядерные реакции, происходящие в недрах звёзд благодаря очень высоким температурам. Это реакции синтеза ядер гелия из ядер водорода (протонов). 2 протона на огромной скорости сталкиваются и соединяются в дейтрон, состоящий из 1 протона и 1 нейтрона. Далее дейтрон сталкивается с другим протоном и испускает γ –квант, в результате образуется частица Не 3 . Заключительная реакция, синтезирующая Не 4 происходит между двумя частицами Не 3 . Схема реакций.