Определите размер изображения солнца

Ясно, что размеры изображения Солнца, полученные на Земле с помощью линзы, не могут зависеть от ускорения свободного падения на поверхности Солнца. Поэтому «оптическая» часть задачи может позволить нам только установить соотношение между фигурирующими геометрическими размерами, через которые выразится интересующее нас ускорение.

Построение изображения Солнца с помощью собирающей линзы показано на рис. 8.26. Из подобия имеющихся на этом рисунке треугольников следует, что

где $R_<0>$ — радиус Солнца.

Для ускорения свободного падения $g$ у поверхности Солнца на основании закона всемирного тяготения имеем:

Здесь $M_<0>$ — масса Солнца, $G$ — гравитационная постоянная.

Теперь запишем второй закон Ньютона, определяющий вращение Земли вокруг Солнца по круговой орбите с заданным периодом:

где $m_<з>$ — масса Земли. Подставляя в (2) значение массы Солнца $M_<0>$ из (3) и радиус Солнца $R_<0>$ из (1), получаем:

Источник

Решебник по астрономии 11 класс на урок №19 (рабочая тетрадь) — Солнце как звезда

вкл. 28 Ноябрь 2016 .

Решебник по астрономии 11 класс на урок №19 (рабочая тетрадь) — Солнце как звезда

1. Руководствуясь схемой строения Солнца, укажите названия внутренних областей и слоёв атмосферы Солнца.

2. Заполните таблицу с основными характеристиками Солнца.

3. Определите линейный радиус Солнца (в радиусах Земли и километрах). Угловой радиус фотосферы и расстояние от Земли до Солнца Считайте известными.

4. Определите массу Солнца, если Земля обращается вокруг Солнца на расстоянии 1 а. е. с периодом один год. Орбиту Земли считайте круговой.

5. Звезда Ригель из созвездия Орион излучает света примерно в 60 тыс. раз больше нашего Солнца. Объясните почему же тогда Солнце выглядит ярче, чем Ригель?

Решение: Солнце — ближайшая к нам звезда, и она в 23 млн раз ближе, чем Ригель.

6. Определите светимость Солнца, если солнечная постоянная равна 1370 Вт/м, а расстояние от Земли до Солнца — 1 а. е.

7. Определите температуру фотосферы, если светимость Солнца равна 3,85 ⋅ 10 26 и радиус Солнца — 696 тыс. км.

Источник

Определите размер изображения солнца

Разделы

Дополнительно

Задача по физике — 5947

Воздушная полость в стекле имеет форму плоско-вогнутой линзы. Найти фокусное расстояние $f$ этой линзы в стекле. Известно, что линза, изготовленная из этого же стекла и совпадающая по форме с полостью, имеет в воздухе фокусное расстояние $F$. Показатель преломления стекла равен $n$. Углы между падающими и преломленными лучами считать малыми.

Задача по физике — 5948

Чему равны продольный (относительно оси цилиндра) и поперечный угловые размеры изображения Солнца в полированном металлическом прутке диаметра 4 мм? Диаметр Солнца $1,4 \cdot 10^ <6>км$, а расстояние до него $150 \cdot 10^ <6>км$.

Задача по физике — 5949

С помощью вогнутого зеркала получают изображения двух точечных источников А и В. Один из них расположен на оптической оси на расстоянии $4/3F$ от зеркала, другой смещен от оси на небольшое расстояние так, что линия, соединяющая оба источника, образует с оптической осью угол $\phi = 60^< \circ>$ (рис.). Под каким углом $\psi$ к оптической оси следует расположить плоский экран, чтобы одновременно получить на нем четкие изображения обоих источников?

Задача по физике — 5950

Два одинаковых вогнутых зеркала поставлены друг против друга так, что их главные фокусы совпадают. Светящаяся точка $S$ помещена на общей оси зеркал на расстоянии $a$ от первого зеркала. Где получится изображение после отражения лучей от обоих зеркал?

Задача по физике — 5951

На расстоянии 102 см от вогнутого зеркала, оптическая сила которого равна +2 диоптрии, находится точечный источник света. Между зеркалом и источником расположена плоскопараллельная стеклянная пластинка, показатель преломления которой равен 1,5. При какой толщине пластинки изображение будет совпадать с источником? Считать, что размер зеркала достаточно мал, так что отношение тангенсов углов падения и преломления лучей в пластинке можно заменить отношением их синусов.

Задача по физике — 5952

К вогнутому зеркалу приложена вплотную небольшая собирающая линза, закрывающая центральную часть отражающей поверхности зеркала. Такая оптическая система дает два действительных изображения при одном и том же положении предмета перед зеркалом; одно изображение получается на расстоянии $b_ <1>= 50 см$, а другое на расстоянии $b_ <2>= 10 см$ от зеркала. Найти фокусное расстояние линзы.

Задача по физике — 5953

При перпендикулярном падении света на плоскопараллельную стеклянную пластинку отношение световых энергий в отраженном и падающем лучах (коэффициент отражения) равно $R$. Выразить $R$ через коэффициенты отражения света от границ воздух — стекло и стекло — воздух, предполагая их одинаковыми и равными $r$. При решении учесть многократные отражения света в плоскопараллельной пластинке. Поглощением света в пластинке пренебречь.

Задача по физике — 5954

На некотором расстоянии $d$ от идеального плоского зеркала находится точечный источник света $S$. Перпендикулярно к плоскости зеркала поставлен экран. Во сколько раз изменится освещенность в точке экрана, расстояние которой от зеркала равно $d/2$, если убрать зеркало? Расстояние между экраном и источником $d$.

Задача по физике — 5955

На расстоянии $d$ под поверхностью воды (с показателем преломления $n$) помещен точечный источник света $S$, сила света которого равна $I$ (рис.). Небольшая площадка перемешается вдоль линии SA, оставаясь все время перпендикулярной к этой линии (линия SA параллельна поверхности воды). Каково минимальное расстояние между площадкой и источником, при котором, подсчитывая освещенность площадки, можно считать поверхность воды идеально отражающим зеркалом? Какова освещенность площадки на таком расстоянии? Потерями света в толще воды пренебречь.

Задача по физике — 5956

В воде на глубине $H$ расположен точечный источник света силой $I$, а на одной с ним вертикали на высоте $H$ над поверхностью воды находится круглый экран с радиусом $a$, значительно меньшим $H$. Найти полный световой поток, попадающий на экран, принимая во внимание, что энергетический коэффициент отражения для лучей, нормально падающих на границу раздела, равен $R$. Показатель преломления воды равен $n$.
Указание. Воспользоваться тем, что при малых углах $\sin \alpha \approx tg \alpha$.

Задача по физике — 5957

Параллельный пучок света, проходящий через плоскопараллельную пластинку толщиной $H$ с показателем преломления $n$, направляется линзой на катод фотоэлемента. Фокусное расстояние линзы $F$ значительно больше ее диаметра $D$. Взаимное расположение Линзы и фотоэлемента таково, что круглый фотокатод в точности перекрывает световой поток. При этом гальванометр в цепи фотоэлемента показывает ток $I$. Какой ток покажет гальванометр, если поставить пластинку между линзой и фотоэлементом, не меняя положения последних?

Задача по физике — 5958

Точечный источник света расположен на главной оптической оси собирающей линзы на расстоянии 30 см от нее. Освещенность светлого пятна на белом экране, помещенном за линзой на расстоянии 60 см от нее, в четыре раза меньше освещенности того же экрана, расположенного вплотную к линзе. Определить фокусное расстояние линзы.

Задача по физике — 5959

На оси выпуклого сферического зеркала радиуса $R$ находится точечный источник света. Расстояние между зеркалом и источником равно $R/2$. Определить освещенность $E$ площадки, находящейся на расстоянии $R$ от зеркала, если освещенность площадки на расстоянии $2R$ равна $E_<0>$. Зеркало считать идеально отражающим.

Задача по физике — 5960

Изображение Солнца получено на экране при -помощи тонкой положительной линзы. Определить светосилу линзы, если известно, что освещенность изображения Солнца лучами, прошедшими через линзу, равна освещенности экрана прямыми солнечными лучами. Угловой размер Солнца $\alpha = 30 мин$. Светосилой линзы называют отношение квадрата диаметра к квадрату фокусного расстояния.,

Задача по физике — 5961

Небольшой черный шарик, поглощающий все световые лучи, при освещении Солнцем нагревается до температуры $t_<1>$. До какой температуры $t_<2>$ нагреется шарик, если сфокусировать на нем изображение Солнца с помощью линзы с фокусным расстоянием $F$ и диаметром $D$? Считать, что энергия, теряемая шариком в единицу времени за счет теплообмена, пропорциональна площади его поверхности и разности температур шарика и окружающего воздуха. Температуру воздуха принять равной $t_<0>$. Рассмотреть случай, когда диаметр шарика меньше диаметра изображения Солнца. Угловой диаметр Солнца равен $\alpha$.

Источник

Размер Солнца

Солнце одно из значимых светил в рамках галактики Млечный путь и единственным в нашей Солнечной системе. Вокруг него происходит постоянное обращение прочих объектов в виде планет, спутников, карликовых небесных тел, астероидов, метеоритов, комет, пыли космической. Среди обывателей возникает вопрос, каков размер Солнца, наверняка это гигантский шар, превышающий Землю в несколько раз. Ответ на него будет рассмотрен в статье.

Общие описательные характеристики

В соответствии со спектральной классификацией наше естественное светило относится к группе жёлтых карликов. Оно имеет следующие показатели:

• тип объекта – G2V;
• среднее значение плотности приравнивается к отметке в 1,4 грамма на кубический сантиметр, а это в 1,4 раза больше, нежели у воды;
• эффективный показатель температуры солнечной поверхности – 5 780 К, в связи с этим, объект имеет практически белое свечение, однако околоземной поверхности оно становится жёлтым по причине чрезмерного рассеяния и поглощения определённой части спектра с короткими волнами;
• в составе объекта присутствует водород (92% от объёма), гелий (7%), железо, сера, углерод, кремний и т. д.;
• в составе солнечного спектра присутствуют линии металлов, которые являются ионизированными и нейтральными, а также гелия, водорода;
• количество светил во всей галактике – 100-400 млрд единиц, и 85% от их числа являются звёздами менее яркими, нежели Солнца.

Солнечное излучение выступает в качестве базового источника энергетической силы на планете Земля. Излучение, пробираясь через земную атмосферу, утрачивает энергию в величине 370 Ватт на квадратный метр.

Изображение поверхности и короны Солнца, полученное Солнечным оптическим телескопом (SOT) на борту спутника Hinode. Получено 12 января 2007 года.

Масса

Размер Солнца, определяется значением его массы, которое составляет 1,98892 *10 30 кг. Если написать это значение, используя нули, их суммарное количество получится равным 25. А это в 333 тысячи раз больше, чем Земля, в 1048 – чем Юпитер, в 3 498 – чем Сатурн. Практические наблюдения показывают, что с течением времени размер Солнца уменьшается. Связано это явление с двумя факторами:

• реакции, протекающие в ядерной части, способствующие преобразованию водородных атомов в гелий;
• наличие солнечного ветра, выдувающего протоны и электроны во внешнее космическое пространство.

Физические характеристики Солнца

Диаметр

Диаметр Солнца составляет 1,391 млн км или 870 тыс. миль. Если рассмотреть сравнение с Землёй, получится число 109, с Юпитером – 9,7. Несмотря на эти огромные размеры, диаметр Солнца намного меньше, нежели этот же показатель у других светил. К примеру, если сравнивать его с самой крупной звездой, получится, что диаметр Солнца в 2 100 раз меньше.

Радиус

Радиус Солнца равен 695, 5 тыс. км. Это значение измеряется от точной центральной части до поверхности. Это такое же значение, что получается при измерении от центра до экватора или от центра до полюсов Солнца. Однако с другими объектами стоит соблюдать осторожность, так как скорость их вращения оказывает воздействие на радиус. Радиус Солнца, если считать его в милях, составляет 432 000 единиц. В сравнении с планетой Земля он превосходит её ровно в 109 раз.

Чтобы сделать один оборот вокруг собственной оси, светилу потребуется 25 дней, ведь его вращение является крайне медленным. Тем не менее, светило не сплюснуто, а дистанция от центральной части до полюсов является такой же, что и удалённость между центром и экватором. Исследования и гипотезы учёных гласят, что в других галактиках есть звёзды, существенно отличающиеся от Солнца.

Корональные выбросы массы на Солнце. Струи плазмы вытянуты вдоль арок магнитного поля

К примеру, светило ACHERNAR является на 50% сплюснутым и располагается в зоне созвездия ERIDANUS. То есть его расстояние от полюсов представляет собой половину отдалённости от экваториальной части. В сравнении с такими объектами Солнце выглядит как идеальная сфера, а не как игрушка «волчок».

Астрономами, радиус Солнца используется в сравнения размерных показателей звёзд и прочих астрономических объектов. К примеру, звезда, имеющая два солнечных радиуса, обладает размерами, которые в 10 раз больше в сравнении с Солнцем. В свою очередь, полярная звезда является наиболее крупной, а в связи с приближённостью к северному астрономическому полюсу она считается текущей и применяется в целях навигации. Она содержит в себе 30 солнечных радиусов.

Сириус – самое яркое светило, которое можно заметить на ночном небе, занимает второе место по показателю светимости. Выделяется он по причине крупных размеров. На самом деле, объект является бинарной, а его радиус равен 1,711 солнечных значений.

Гравитация

Масса нашей единственной звезды огромна, поэтому сила гравитации также является внушительной. По факту вес в 333 000 раз выше, чем у Земли. Не стоит принимать во внимание тот факт, что температурное значение поверхности составляет 5 800 Кельвин, а в составе преобладает водород. Что можно было бы почувствовать, пройдясь по солнечной поверхности, в этом случае? Особенно, если учесть, что гравитация в 28 раз выше, нежели у Земли.

Говорить простыми словами, при «земном» весе, равном 100 кг, на Солнце это ощущалось бы как 2 800 кг. Разумеется, пройтись по поверхности нашей звезды нереально! Гравитационная сила светила является объектом притяжения всей массы в совершенную среду. По мере приближения к ядру температура и давление повышаются настолько сильно, что возникает вероятность ядерного синтеза.

Источник