Основные характеристики звёзд - ОСНОВНЫЕ ОБЪЕКТЫ, ЯВЛЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕГАМИРА - ОСНОВЫ АСТРОНОМИИ

Задачи урока: сформировать понятия “освещённость”, “светимость”, “спектр”; ввести понятие “спектральный класс звёзд”; определить четыре группы звёзд; изучить закономерности, описываемые диаграммой Герцшпрунга—Рассела, и связь массы звезды и её светимости.

Ход урока

I. Фронтальный опрос по основным представлениям о Солнце. Краткое выступление ученика (до 5 мин) с какой-нибудь интересной информацией о жизни Солнца, например об 11-летнем цикле солнечной активности.

II. Организация изучения нового материала.

1. Учитель рассказывает о типичных группах звёзд (звёзды главной последовательности, красные гиганты, сверхгиганты, белые карлики) и диаграмме “спектр—светимость”, вводит соответствующие понятия.

2. Коллективно с использованием учебника решают задачи.

1. Оцените светимость Веги (а Лиры) — звезды главной последовательности, если её масса больше массы Солнца в 2,8 раза.

Краткое решение. Для звёзд главной последовательности в учебнике рассмотрена закономерность Светимость Солнца известна (учебник, с. 380): 4 ∙ 10²⁶ Вт. Отсюда для Веги имеем светимость L ≈ 4 ∙ 10²⁶ ∙ (2,8)⁴ ≈ 2,5 ∙ 10²⁸ (Вт), т. е. примерно в 60 раз больше.

2. Оцените температуру Веги, если известны её светимость и радиус.

Краткое решение. По формуле, полученной на основе закона Стефана—Больцмана для модели излучения абсолютно чёрного тела, имеем выражение (учебник, с. 381). Светимость Веги равна 2,5 ∙ 10²⁸ Вт (см. решение задачи 1), радиус Солнца равен примерно 700 000 км (значение радиуса берём из Справочника), R = 2,2R_С ≈ 1 500 000 км, постоянная σ = 5,67 ∙ 10^-8Вт/(м² ∙ К). Далее следует расчёт.

3. Оцените температуру звезды-сверхгиганта Бетельгейзе, основываясь на законе Вина (учебник, с. 381).

Краткое решение. Красный цвет звезды указывает, что максимум излучения наблюдается на длине волны 7,6 ∙ 10⁷ м. Из формулы закона Вина получаем В учебнике (с. 384) и таблицах приводится значение около 3500 К, что соответствует нашему расчёту.

III. Подведение итогов урока проводится по вопросам: какие характеристики звёзд определяют экспериментально? Какие характеристики звёзд рассчитывают теоретически?

IV. Домашнее задание: § 103; упр. на с. 387 (ЕГЭ); индивидуально — составить задачу аналогично примеру 2 на с. 406 учебника.