Зірки випромінюють світло та тепло. Чому світять зірки? Сучасна теорія про випромінювання зірок

Кожна зірка - це величезна газова куля, що світиться, як наше Сонце. Зірка світить тому, що виділяє величезну кількість енергії. Ця енергія утворюється в результаті так званих термоядерних реакцій.До складу кожної зірки входить безліч хімічних елементів. Наприклад, на Сонці виявлено присутність принаймні 60 елементів. Серед них водень, гелій, залізо, кальцій, магній та інші.
Чому ж бачимо Сонце таким невеликим? Та тому, що він дуже далекий від нас. Чому зірки виглядають зовсім крихітними? Згадай, яким невеликим здається нам наше величезне Сонце - лише з футболний м'яч. Це тому, що воно дуже далеко від нас. А зірки знаходяться значно далі!
Зірки на подобу нашого Сонця висвітлюють Всесвіт навколо себе, зігрівають, оточуючі їх, планети, дарують життя. Чому ж вони світяться тільки вночі? Ні-ні, вдень вони теж світять, просто їх не видно. У денний час наше сонечко своїми променями висвітлює блакитну атмосферу планети, через що космос ховається як би за шторкою. Вночі ж ця завіса відкривається, і ми бачимо всю пишність космосу - зірки, галактики, туманності, комети та багато інших чудес нашого Всесвіту.

Зірки - це основні об'єкти видимого для нас Всесвіту. Космічний світнезвичайний та різноманітний. Тема про світові світила невичерпна. Сонце створено для того, щоб світити вдень, а зірки – для того, щоб висвітлювати людині земну дорогу вночі. В цій статті піде мовапро те, як утворюється видиме нами світло, що виходить від дивовижних небесних тіл.

Зародження

Народження зірки, як і її згасання, можна візуально побачити на нічному небі. Астрономи давно спостерігають за цими явищами та вже зробили безліч відкриттів. Всі вони описані у спеціальній науковій літературі. Зірки - це вогняні кулі, що світяться, неймовірно великих розмірів. Але чому вони світяться, мерехтять і переливаються різними кольорами?

Ці небесні тіла народжуються з дифузного газопилового середовища, що виникло в результаті гравітаційного стиску в щільніших шарах, плюс вплив власного тяжіння. Склад міжзоряного середовища - це переважно газ (водень і гелій) з пилом твердих мінеральних частинок. Наше головне світило – зірка на ім'я Сонце. Без нього життя для всього сущого на нашій планеті неможливе. Цікаво, що багато зірок набагато більше Сонця. Чому ми не відчуваємо їхнього впливу і спокійно можемо без них існувати?

Наше джерело тепла та світла розташоване близько до Землі. Тому для нас суттєво відчуємо його світло та тепло. Зірки гарячіші за Сонце, більше його за розмірами, але вони знаходяться на настільки далеких відстанях, що ми можемо тільки спостерігати їхнє світло, і то тільки вночі.

Вони здаються лише мерехтливими точками на нічному небосхилі. А чому ми не бачимо їх вдень? Зіркове світло схоже на промінчики від ліхтарика, який вдень ледь побачиш, а вночі без нього не обійтися - воно добре освітлює дорогу.

Коли найяскравіше і чому світяться зірки на небі нічному?

Серпень – це самий найкращий місяцьдля спостережень за зірками. У таку пору року вечори темні, а повітря прозоре. Створюється відчуття, що до неба можна дістати рукою. Діти, піднімаючи погляд до неба, завжди запитують: «Чому зірки світяться і де вони падають?». Справа в тому, що у серпні часто люди спостерігають зорепад. Це незвичайне видовище, яке приваблює наші погляди та душі. Існує повір'я, що, бачачи падаючу зірку, потрібно загадати бажання, яке неодмінно здійсниться.

Однак цікаво, що насправді це не зірка падає, а згоряє метеор. Як би там не було, а явище це дуже гарне! Часи йдуть, покоління людей змінюють один одного, але небо все те саме - прекрасне та загадкове. Так само як і ми, на нього дивилися наші предки, вгадували в зіркових скупченняхфігури різних міфологічних персонажів та предметів, загадували бажання та мріяли.

Як з'являється світло?

Космічні об'єкти, звані зірками, виділяють неймовірно велика кількістьтеплової енергії. Енергетичні викиди супроводжуються сильним випромінюванням світла, певна частина якого сягає нашої планети, і ми маємо можливість його спостерігати. Це і є коротка відповідь на запитання: «Чому зірки світяться на небі, і чи все небесні світиладо них відносяться?" Наприклад, Місяць – це супутник Землі, а Венера – планета сонячної системи. Ми бачимо не їхнє власне світло, а лише його відображення. Зірки самі є джерелом світлового випромінювання, що з'являється внаслідок викиду енергії.

Деякі небесні об'єктимають біле світло, а інші - блакитний або помаранчевий. Є й такі, що переливаються різними відтінками. З чим це пов'язано і чому зірки світяться різними кольорами? Справа в тому, що вони є величезними кулями, що складаються з розпечених до дуже високих температургазів. Оскільки ця температура коливається, зірки мають різне світіння: найгарячіші – це блакитні, далі йдуть білі, ще холодніші – жовті, потім помаранчеві та червоні.

Мерехтіння

Багатьом цікаво: чому зірки світяться вночі і світло їх мерехтить? Насамперед - вони не мерехтять. Це лише здається. Справа в тому, що зоряне світло проходить крізь товщу земної атмосфери. Промінь світла, долаючи такі тривалі відстані, піддається великому числузаломлень та змін. Для нас ці заломлення виглядають у вигляді мерехтіння.

Зірка має свій життєвий цикл. на різних етапахцього циклу вона світиться по-різному. Коли час її існування підходить до завершення, вона починає поступово перетворюватися на червоного карлика та охолоджується. Випромінювання вмираючого світила пульсує. Так складається враження мерехтіння (миготіння). Вдень світло від зірки нікуди не зникає, але його затьмарює надто яскраве та близьке сонячне сяйво. Тому вночі ми їх бачимо завдяки тому, що немає променів Сонця.

Поділяються на спектральні класив залежності від їх спектру електромагнітного випромінювання. З нього можна отримати таку важливу інформаціюо космічному тіліяк температура та тиск верхніх шарів, хімічний склад та інші фізичні характеристики.

У простому випадкуспектр можна одержати так: , випромінюваний об'єктом, пропускається через вузький отвір, за яким розташовується призма. Остання заломлює світло, яке потім прямує на екран або спеціальну фотоплівку. Отримане зображення подається у вигляді плавного градієнта кольорів від фіолетового до червоного. Спектр без чорних ліній називається безперервним. Подібна картина спостерігається при випромінюванні світла твердими або рідкими тілами, Наприклад - лампою розжарювання.

Розглянемо наступний випадок: нехай є пальник, в полум'я якого помістили деяку масу солі. В описаному випадку у світлі полум'я спостерігатиметься яскраво-жовтий колір. І якщо подивитися через ці випари, то ми побачимо яскраву жовту лінію. Це означає, що розігріті пари натрію випромінюють світло з довжиною хвилі. жовтого кольору. Ця властивість властива будь-якій речовині в газоподібному стані, яке спектр називається лінійчастим.

Під час спостереження за Сонцем німецький оптик Йозеф Фраунгофер зазначив, що його безперервному спектрі випромінювання є якісь тонкі чорні лінії. Пізніше Густав Кірхгоф визначив, що всякий розріджений газ поглинає промені світла саме тих довжин хвиль, які випромінює сам, перебуваючи у стані свічення. Отримані на безперервному спектрі чорні лінії були названі лінії поглинання. Застосувавши згадані закони, учені, змогли виявити хімічний склад зірки. Так як гази в атмосфері поглинали випромінювання з певними довжинамихвиль.

Надалі в спектроскопії з'явилося безліч методів вивчення інших властивостей зірок, тобто зсув спектру в певний бік, Порівняння зі спектром абсолютно чорного тіла, роздвоєння ліній накладання та інше.

Зірки не відбивають світло, як це роблять планети та його супутники, а випромінюють його. Причому рівно і постійно. А миготіння, видиме Землі, можливо, викликано наявністю різноманітних мікрочастинок у космосі, які, потрапляючи у світловий промінь, переривають його.

Найяскравіша зірка, з погляду землян

Зі шкільної лави відомо, що Сонце - це зірка. З нашої планети - це за мірками Всесвіту - трохи менше середньої і за розмірами, і за яскравістю. Величезна кількість зірок більша за Сонце, але їх значно менше.

Зоряна градація

Розділяти небесні світила за величиною почали ще давньогрецькі астрономи. Під поняттям "величина" і тоді, і зараз мають на увазі яскравість свічення зірки, а не її фізичну величину.

Розрізняються зірки та за довжиною випромінювання. За спектром хвиль, а він, справді, різноманітний, астрономи можуть розповісти про хімічному складітіла, температури і навіть віддаленості.

Вчені сперечаються

Не одне десятиліття триває полеміка щодо «чому зірки світять». Єдиної думки досі немає. Важко повірити навіть фізикам-ядерникам, що реакції, що відбуваються в зоряному тілі, можуть виділяти таке велика кількістьенергії, причому не зупиняючись.

Проблема того, що проходить у зірках, займає вчених дуже давно. Астрономи, фізики, хіміки робили спроби з'ясувати, що дає поштовх до виверження теплової енергії, що супроводжується яскравим випромінюванням.

Хімікі вважають, що світло далекої зірки – це наслідки екзотермічної реакції. Вона завершується викидом значної кількості тепла. Фізики стверджують, що у тілі зірки не може проходити хімічних реакцій. Бо жодна з них не здатна йти постійно мільярди років.

Відповідь на запитання «чому зірки світять» стала трохи ближчою після відкриття Менделєєвим таблиці елементів. Тепер абсолютно по-новому почали розглядатись хімічні реакції. В результаті експериментів були отримані нові радіоактивні елементи, і теорія радіоактивного розпадустає версією номер один у нескінченній суперечці про світіння зірок.

Сучасна гіпотеза

Світло далекої зірки не давало заснути Сванте Арреніусу - шведському вченому. На початку минулого століття він перевернув ідею випромінювання зірками тепла, розробивши концепцію. Вона полягала в наступному. Основне джерело енергії в тілі зірки - атоми водню, що постійно беруть участь у хімічних реакціяходин з одним, утворюють гелій, який значно важчий за свого попередника. Процеси перетворення відбуваються через тиск газу великої щільностіі дикою для нашого розуміння температурою (15 000 000 С).

Гіпотеза припала до смаку багатьом ученим. Висновок був однозначний: зірки на нічному небі світяться, тому що всередині відбувається реакція синтезу і енергії, що при цьому виділяється, більш ніж достатньо. Також стало зрозуміло, що з'єднання водню може йти безперервно багато мільярдів років поспіль.

Тож чому зірки світять? Енергія, що виділяється в ядрі, передається у зовнішню газову оболонкуі відбувається видиме нам випромінювання. Сьогодні вчені практично впевнені, що дорога променя від ядра до оболонки займає понад сотню тисяч років. До Землі промінь від зірки теж йде досить довго. Якщо випромінювання від Сонця доходить до Землі за вісім хвилин, зірки яскравіші - Проксіми Центаври - майже за п'ять років, то решта може йти десятки і сотні років.

Ще одне «чому»

Чому зірки випромінюють світло наразі зрозуміло. Чому він мерехтить? Світіння, що йде від зірки, насправді рівне. Це відбувається через гравітацію, яка притягує виштовхуваний зіркою газ назад. Мерехтіння зірки - це своєрідна похибка. Людське окобачить зірку через кілька шарів повітря, яке перебуває в постійному русі. Зоряний промінь, проходячи через ці шари, здається мерехтливим.

Так як атмосфера безперервно рухається, гарячі та холодні потоки повітря, проходячи один під одним, утворюють завихрення. Це призводить до викривлення світлового променя. теж змінюється. Причина в нерівномірності концентрації променя, що до нас доходить. Зміщується і сама зіркова картина. Провиною цього явища є, які у атмосфері, наприклад, пориви вітру.

Різнокольорові зірки

У безхмарну погоду нічне небо тішить око яскравим кольором. Насичено-помаранчеве забарвлення у Арктур, а ось Антарес і Бетельгейзе - ніжно-червоні. Сіріус та Вега молочно-білого відтінку, з блакитним відливом – Регул та Спіка. Знамениті гіганти – Альфа Центавра та Капела – соковито жовті.

Чому зірки світять по-різному? Колір зірки залежить від її внутрішньої температури. Найхолодніші - червоні. На поверхні всього 4 000°С. з поверхневим нагріванням до 30 000С - вважаються найгарячішими.

Космонавти розповідають, що насправді зірки світло рівно і яскраво, а підморгують вони лише землянам.

Карпов Дмитро

Це дослідницька роботаучня 1 класу МОУ ЗОШ №25.

Мета дослідження: з'ясувати чому зірки на небі бувають різних кольорів
Методи та прийоми:спостереження, експеримент, порівняння та аналіз результатів спостережень, екскурсія в планетарій, робота з різними джереламиінформації.

Отримані дані:Зірки – розпечені газові кулі. Найближча до нас зірка – це Сонце. Всі зірки різного кольору. Колір зірки залежить від температури її поверхні. Завдяки експерименту, мені вдалося з'ясувати, що метал, що нагрівається, спочатку починає світитися червоним світлом, потім жовтим і, нарешті, білим при збільшенні температури. Також із зірками. Червоні – найхолодніші, а білі (або навіть блакитні!) – найгарячіші. Важкі зірки- гарячі та білі, легкі, немасивні – червоні та відносно холодні. За кольором зірки можна визначити її вік. Молоді зірки – найгарячіші. Вони світять білим і блакитним світлом. Старі зірки, що остигають, випромінюють червоне світло. А жовтим світлом світяться зірки середнього віку. Енергія, що випромінюється зірками, настільки величезна, що ми можемо їх бачити на тих далеких відстанях, на які вони від нас віддалені: десятки, сотні, тисячі світлових років!
Висновки:
1. Зірки різнокольорові. Колір зірки залежить від температури її поверхні.

2. За кольором зірки ми можемо визначити вік, масу.

3. Зірки ми можемо бачити завдяки величезної енергії, що випромінюється ними.

Завантажити:

Попередній перегляд:

XIV міська науково-практична конференціяшколярів

«Перші кроки до науки»

Чому зірки різного кольору?

Г. Сочі.

Керівник: Мухіна Марина Вікторівна, вчитель початкових класів

МОУ ЗОШ №25

м. Сочі

2014

ВСТУП

Зірками можна милуватися вічно, вони загадкові та привабливі. Ще з давніх часів люди надавали велике значенняцим небесним тілам. Астрономи від давнини і до наших днів заявляють, що розташування зірок на небі особливо впливає мало не на всі боки людського життя. За зірками визначають погоду, становлять гороскопи і передбачення, знаходять дорогу у відкритому морі кораблі, що заблукали. Які вони насправді, ці сяючі крапки, що світяться?

Таємниця зоряного неба цікава всім хлопцям без винятку. Вчені та астрономи провели багато досліджень, розкрили багато таємниць. Про зірки написано багато книг, знято багато пізнавальних фільмів, та все ж, багато хлопців не знають усіх таємниць зоряного неба.

Для мене зоряне небо залишається загадкою. Чим більше я дивився на зірки, тим більше більше питаньу мене з'являлося. Одним з яких був: якого кольору ці мерехтливі зірки, що зачаровують.

Мета дослідження:пояснити чому зірки на небі різного кольору.

Завдання, які я ставив перед собою: 1. пошукати відповідь на питання, розмовляючи з дорослими, читаючи енциклопедії, книги, матеріали ІНТЕРНЕТУ;

2. провести спостереження за зірками неозброєним поглядом та за допомогою телескопа;

3. з допомогою експерименту довести, що колір зірки залежить від її температури;

4. розповісти про різноманітність зоряного світусвоїм однокласникам.

Об'єкт дослідження- Небесні тіла (зірки).

Предмет дослідження- Параметри зірок.

Методи дослідження:

Читання спеціальної літературита перегляд науково-популярних програм;
Дослідження зоряного неба із застосуванням телескопа та спеціального програмного забезпечення;
Експеримент вивчення залежності кольору об'єкта від його температури.

Результатом моєї роботи є виникнення інтересу до цієї теми у моїх однокласників.

Розділ 1. Що таке зірки?

Я часто дивився на зоряне небо, що складається з безлічі крапок, що світяться. Особливо добре зірки видно ночами та в безхмарну погоду. Вони завжди привертали мою увагу своїм особливим, зачаровуючим сяйвом. Астрологи вважають, що вони можуть впливати на долю і майбутнє людини. Але ось на питання, що вони являють собою, можуть відповісти деякі.

Вивчивши довідкову літературу, мені вдалося з'ясувати, що зірка – це небесне тіло, В якому йдуть термоядерні реакції, що являє собою масивний світиться газова куля.

Зірки – найпоширеніші об'єкти у всесвіті. Кількість існуючих зірок дуже важко уявити. Виявляється, тільки в нашій галактиці понад 200 мільярдів зірок, а у всесвіті величезна кількість галактик. Неозброєним поглядом на небі видно близько 6000 зірок, по 3000 у кожній півкулі. Зірки знаходяться від Землі на величезних відстанях.

Сама відома зірка, Що знаходиться найближче до нас – це, звичайно ж, Сонце. Саме тому нам здається, що воно дуже велике в порівнянні з рештою світил. Вдень воно своїм світлом затьмарює всі інші зірки, тому ми їх не бачимо. Якщо Сонце знаходиться від Землі на відстані 150 мільйонів кілометрів, то інша зірка, яка знаходиться ближче від інших, Кентавра, розташована вже за 42000 мільярдів кілометрів від нас.

Як з'явилося Сонце? Вивчивши літературу, я зрозумів, що подібно до інших зірок, Сонце з'явилося з скупчення космічного газу та пилу. Таке скупчення називається туманністю. Газ і пил стиснулися в щільну масу, яка нагрілася до температури 15 000 000 кельвінів. Така температура тримається у центрі Сонця.

Таким чином, мені вдалося з'ясувати, що зірки – це газові кулі у Всесвіті. Але чому тоді вони світяться різними кольорами?

Глава 2. Температура та колір зірок

Спочатку я вирішив знайти найяскравіші зірки. Я припустив, що найяскравіша зірка – це Сонце. У зв'язку з відсутністю спеціальних приладів світність зірок я визначав неозброєним поглядом, потім за допомогою свого телескопа. У телескоп зірки видно як точки того чи іншого ступеня яскравості без будь-яких деталей. Сонце можна спостерігати тільки зі спеціальними фільтрами. Але не всі зірки можна побачити навіть у телескоп і тоді я звернувся до інформаційних джерел.

Я зробив такі висновки: яскраві зірки: 1. Зірка-гігант R136a12 (область зіркоутворення 30 Золотої Риби); 2. Зірка-гігант VY СМА (у сузір'ї Великого Пса)3. Денеб (у сузір'їα Лебідь); 4. Рігель(у сузір'ї β Оріона); 5. Бетельгейзе (у сузір'ї Оріона). Назви зірок мені допоміг визначити тато за допомогою програми Star Rover для iPhone. При цьому, перші три із зірок мають блакитне свічення, четверта – біло-блакитне, а п'ята – червонувато-оранжеве. Відкриття найяскравішої зірки вчені зробили за допомогоюкосмічного телескопа НАСА "Хаббл".

В ході свого дослідження я помітив, що яскравість зірок залежить від їхнього кольору. Але чому всі зірки різні?

Розгляньмо Сонце – зірку, видиму неозброєним поглядом. З самого раннього дитинствами зображаємо її жовтим кольоромтому що ця зірка насправді жовта. Я почав вивчати властивості цієї зірки.Температура її поверхні близько 6000 градусів.В енциклопедіях та в ІНТЕРНЕТІ я дізнався і про інші зірки. Виявилось, що всі зірки різного кольору. Одні їх білі, інші блакитні, треті помаранчеві. Є білі та червоні зірки. Виявляється, колір зірки залежить від температури її поверхні. Найгарячіші зірки здаються нам білими та блакитними. Температура на поверхні від 10 до 100 000 градусів. Зірка середньої температуримає жовтий або помаранчевий колір. Найхолодніші із зірок – червоні. Температура на поверхні близько 3 000 градусів. І ці зірки у багато разів гарячіші, ніж полум'я багаття.

Я з батьками провів такий експеримент: ми нагріли на газовому пальнику залізну спицю. Спочатку спиця була сірого кольору. Після нагрівання вона розжарилася і стала червоною. Температура у неї збільшилась. Після охолодження спиця знову стала сірого кольору. Я зробив висновок, що при збільшенні температури змінюється колір зірки.Причому у зірок не все так, як у людей. Люди зазвичай червоніють, коли їм спекотно, і синіють, коли холодно. А ось у зірок все навпаки: чим гарячіша зірка, тим вона блакитніша, а чим холодніша, тим

Як відомо, метал, що нагрівається, спочатку починає світитися червоним світлом, потім жовтим і, нарешті, білим при збільшенні температури. Також із зірками. Червоні – найхолодніші, а білі (або навіть блакитні!) – найгарячіші.

Розділ 3. Маса зірки та її колір. Вік зірки.

Коли мені було 6 років, ми з мамою у місті Омську ходили до планетарію. Там я дізнався, що всі зірки бувають різних розмірів. Одні великі, інші маленькі, одні важчі, інші легші. За допомогою дорослих я спробував збудувати зірки, що вивчаються, від найлегшої до найважчої. І ось що я помітив! Виявилося, блакитні важчі за білі, білі - жовті, жовті - помаранчеві, помаранчеві - червоні.

За кольором зірки можна визначити її вік. Молоді зірки – найгарячіші. Вони світять білим та блакитним світлом. Старі зірки, що остигають, випромінюють червоне світло. А жовтим світлом світяться зірки середнього віку.

Енергія, що випромінюється зірками, настільки величезна, що ми можемо їх бачити на тих далеких відстанях, на які вони від нас віддалені: десятки, сотні, тисячі світлових років!

Щоб ми змогли побачити зірку, її світло має пройти повітряні шари атмосфери Землі. Шари повітря, що коливаються, дещо заломлюють прямий потік світла, і нам здається, що зірки мерехтять. Насправді ж від зірок йде пряме безперервне світло.

Сонце не сама велика зірка, воно відноситься до зірок, названих Жовтими Карликами. Коли спалахнула ця зірка, вона складалася з водню. Але під дією термоядерних реакційця речовина почала перетворюватися на гелій. За час існування цього світила (близько 5 мільярдів років) згоріла приблизно половина водню. Таким чином, Сонцю залишилося «жити» стільки ж, скільки вже існує. Коли водень практично весь згорить, ця зірка побільшає за розміром і перетвориться на Червоного Гіганта. Це дуже вплине на Землю. На нашій планеті настане нестерпна спека, океани википлять, життя стане неможливим.

ВИСНОВОК

Таким чином, в результаті мого дослідження я та мої однокласники отримали нові знання про те, що таке зірки, а також від чого залежить температура та колір зірок.

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК.