Школьная Энциклопедия
Nav view search
Навигация
Искать
Как определяют химический состав небесных тел
Подробности Категория: Работа астрономов Опубликовано 10.10.2012 16:20 Просмотров: 14757
Химический состав небесных тел определяют с помощью спектрального анализа.
О спектральном анализе вы можете прочитать на нашем сайте: http://ency.info/index.php/earth/rabota-astrnom/14-rabota-astrnom/29-chto-takoye-spektralni-analiz.
Ученые точно узнали химический состав небесных тел: звезд, туманностей, комет. И что важно: в их состав входят все известные на Земле химические элементы. Открытие спектрального анализа сделало переворот в науке, так как в недалеком прошлом казалось, что человек никогда не сможет узнать состав небесных тел, удаленных от Земли на огромные расстояния. А зная химический состав звезды, можно довольно уверенно судить о времени ее образования.
Физические свойства материи на самых больших масштабах и возникновение Вселенной изучает наука космология.
Физическую природу космических тел (их плотность, температуру, массу, химический состав, возраст, образование и т.д.) изучает наука астрофизика (от греч. слов άστρον — светило и φύσις — природа).
Астрофизика основывается на законах физики и на материалах астрономических наблюдений. Главные методы астрофизики: спектральный анализ, фотография и фотометрия (научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения) вместе с обычными астрономическими наблюдениями. О рождении астрофизики говорить стало можно только после того, как во второй половине XIX века появился спектральный анализ. Спектры звезд позволяют определить температуру, плотность и химический состав атмосферы любого небесного тела, узнать расстояние до звезд и их светимость, измерить скорость движения звезд по лучу зрения и скорость их вращения вокруг оси, оценить напряженность магнитного поля звезд, выявить присутствие оболочек горячего газа вокруг звезд.
Рассмотрим изучение химического состава звезд на примере Солнца.
Химический состав атмосфер можно узнать по темным линиям спектра. Газ поглощает из состава спектра более горячего источника света те самые лучи, которые он сам излучает в раскаленном состоянии. Отсюда ученые сделали вывод, что раскаленные поверхности Солнца и звезд дают спектры в виде радужных полосок, но эти поверхности окружены разреженными и менее раскаленными газами, которые и вызывают появление в спектре темных линий. Эти газы образуют вокруг Солнца и звезд атмосферы, химический состав которых можно узнать по темным линиям спектра. Поверхности Солнца и звезд хотя и дают такой же спектр, как жидкие и твердые раскаленные тела, но состоят из раскаленных наэлектризованных газов, более плотных, чем окружающие их атмосферы.
Первые исследования спектра Солнца были предприняты одним из изобретателей спектрального анализа, Кирхгофом, в 1859 г. Результатом этих исследований был рисунок солнечного спектра, из которого можно было определить уже с большой точностью химический состав солнечной атмосферы. Так, например, известно, что химический состав солнечной фотосферы ( излучающий слой звёздной атмосферы, в котором формируется непрерывный спектр излучения) состоит из
Водорода 73,46 %
Гелия 24,85 %
Кислорода 0,77 %
Углерода 0,29 %
Железа 0,16 %
Неона 0,12 %
Азота 0,09 %
Кремния 0,07 %
Магния 0,05 %
Серы
В солнечной атмосфере установили присутствие множества известных нам на Земле химических элементов. Среди них газы: водород, азот; металлы: натрий, магний, алюминий, кальций, железо и многие другие. В 1942 году было обнаружено присутствие на Солнце в небольшом количестве золота.
Такие химические элементы, как, например, хлор, бор, йод, ртуть и некоторые другие, не были найдены на Солнце по их линиям в спектре. Одной из причин, возможно, является то, что эти элементы находятся не в атмосфере Солнца, а в его недрах. Между тем темные линии в спектре вызывают только те элементы, которые находятся в атмосфере Солнца и поглощают свет, идущий из более глубоких и более плотных раскаленных слоев Солнца.
Можно допустить, что хлор, бор, йод, ртуть и другие элементы на Солнце или в солнечной атмосфере имеются, но мы их обнаружить пока не можем.
Спектры звезд, свет которых, собранный с помощью телескопа, тоже можно направить в спектроскоп, похожи на спектр Солнца. И по их темным линиям можно определить химический состав звездных атмосфер так же, определили химический состав солнечной атмосферы по темным линиям спектра Солнца.
Оказывается, химический состав атмосфер звезд мало отличается от химического состава Солнца и нашей Земли. Во всяком случае, ни на Солнце, ни на звездах не найдено таких химических элементов, которые не были бы известны на Земле. Напомним, что и газ гелий, который сначала был обнаружен на Солнце, потом был найден на Земле.
По четкости, с которой видны темные линии спектров Солнца и звезд, можно определить долю каждого химического вещества в составе их атмосфер.
Определение химического состава небесных тел на основе изучения их спектров — очень сложная задача, требующая знания физических условий в исследуемом теле (особенно температуры) и применения методов теоретической астрофизики.
Ученые в результате исследований установили, что некоторые тела (например, звезды определенных типов) обладают теми или иными особенностями химического состава. Однако большинство остальных объектов состоит примерно из одних и тех же известных химических элементов. Поэтому можно говорить только о среднем космическом содержании элементов, о котором обычно судят по относительному числу атомов, находящихся в каком-либо объеме.
Источник
Как узнают химический состав звезд? Как была доказана однородность Вселенной?
В 1665 году гениальный английский физик и математик Исаак Ньютон, занимаясь усовершенствованием телескопов, обратил внимание на то, что изображение, которое давал объектив, по краям было будто бы окрашено. Это явление настолько заинтересовало 21-летнего ученого, что он решил любой ценой установить природу происхождения таинственных цветных полос.
© aasnova.org
В то время в Англии свирепствовала Великая чума (1665—1666 годы), и Ньютон был вынужден укрыться в родной деревне Вулсторп. Перед отбытием в родной дом, ученый купил стеклянные призмы разного размера, чтобы в итоге совершить революционное открытие.
Кратко об эксперименте
Закрывшись в темной комнате днем, Ньютон проделал крошечное отверстие в ставне окна, а напротив пучка солнечных лучей, рвущихся в помещение, он поочередно помещал стеклянные призмы.
Белый свет, проходя через призму, создавал на стене изображение в виде полосы чередующихся цветов. Полученную цветную полоску солнечного света Ньютон условно разделил на семь цветов радуги – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Это позволило молодому ученому получить первый в истории спектр солнечного света.
© raiscuola.rai.it
Спектр – непрерывный ряд цветных полос, получается путем разложения луча белого света на составные части.
Благодаря открытию Исаака Ньютона появилось такое явление, как спектральный анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением.
Свет и химический состав звезд
В 1802 году английский химик Уильям Хайд Волластон проводил спектральный анализ Солнца и заметил странные темные линии, природу которых объяснить ему не удалось.
В 1814 году немецкий физик Йозеф Фраунгофер насчитал в спектре Солнца 574 таинственных темных полосы и пришел к ошеломительному умозаключению: темные полосы — это «знаки препинания» в «предложении» химического состава солнечной атмосферы.
Для простоты понимания: разложили свет, получили сплошную спектральную линию, которая в каком-то месте прерывается фраунгоферовой линией (темная полоса, названная в честь Фраунгофера).
Фраунгоферовы линии (черные) делят спектр на участки, которые указывают на конкретный химический элемент
После фраунгоферовой линии сплошная спектра продолжается до тех пор, пока не появится еще одна полоса и так далее. Например, если длина волны (сплошной, до появления темной полосы) составляет 8987,65 Ангстрем (1 Ангстрем = 0,1 нанометр), то это говорит о наличии кислорода в составе объекта, чье излучение было разложено на спектр. Если длина волны 5270,39 Ангстрем — железо, 5889,95 Ангстрем — натрий и так для всех химических элементов.
Благодаря спектральному анализу в 1868 году в спектре Солнца был обнаружен еще неизвестный на тот момент химический элемент, названный гелием. Кто бы мог подумать, что это второй по распространенности элемент во Вселенной после водорода!
Астрономию ждала революция
Почти столетие спустя, когда появились соответствующие технологии, астрономы смогли разложить свет звезд, удаленных на десятки, сотни и тысячи световых лет от Земли, определив их химический состав с беспрецедентно высокой точностью. Было установлено, что по сути все звезды имеют одинаковый химический состав, что указывало на однородность Вселенной.
Однако судить о всей Вселенной по звездам Млечного Пути было бы слишком опрометчиво. Астрономы хотели заглянуть дальше, узнать о химии в самых дальних уголках космического пространства. Но как такое возможно? Отдельные звезды с расстояния в миллиарды световых лет неразличимы и не поддаются анализу…
На помощь пришли квазары — активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество формируя аккреционный диск.
Важно отметить, что квазары являются одними из самых ярких и наиболее удаленных от Земли объектов.
Свет квазаров проходит через галактики, что создает эффект гравитационного линзирования — гравитация галактики искажает идущий свет, выступая в качестве линзы, которая как бы увеличивает далекий объект для наблюдателя / © ESA
Во второй половине XX века, когда были открыты сотни квазаров, часть из которых оказалась удалена почти на 12,5 миллиарда световых лет (возраст Вселенной 13,8) от Земли, астрономы приступили к спектральному анализу этого древнейшего излучения, которое миллиарды лет мчалось через «черный ящик» Вселенной в сторону Земли.
Это позволило установить, что Вселенная наполнена элементами, о существовании которых мы знаем из периодической системы химических элементов. Бесконечное космическое пространство оказалось фантастически однородным.
Источник
С помощью какого прибора определили химический состав звезд и солнца?
Физика | 5 — 9 классы
С помощью какого прибора определили химический состав звезд и солнца.
Химический состав Солнца и звёзд определили с помощью спектрографа.
Свет, попадающий в спектрограф, разлагается призмой или дифракционной решеткой на составляющие и фотографируется.
Проводится спектральный анализ — определение состава вещества по его спектру.
Каждый атом может излучать и поглощать строго определённые длины волн, и по длинам волн, полученным на фотографиях — спектрах звёзд — определяют наличие тех или иных атомов вещества.
С помощью каких приборов измеряют давление атмосферы?
С помощью каких приборов измеряют давление атмосферы?
Опишите принцип действия этих приборов).
С помощью каких приборов можно определить ускорение?
С помощью каких приборов можно определить ускорение.
При помощи какого прибора можно осуществить вращение проводника с током в магнитном поле?
При помощи какого прибора можно осуществить вращение проводника с током в магнитном поле?
С помощью какого прибора звуковые колебания преобразует в электричество?
С помощью какого прибора звуковые колебания преобразует в электричество?
Почему для радиосвязи используют электромагнитные волны высокой частоты?
С помощью какого прибора электрические колебания преобразует в звуковые?
С помощью какого измерительного прибора можно определить диаметр человеческого волоса с наименьшей погрешностью?
С помощью какого измерительного прибора можно определить диаметр человеческого волоса с наименьшей погрешностью?
В каком направлении происходят видимые годичные движения солнца относительно звезд?
В каком направлении происходят видимые годичные движения солнца относительно звезд?
С помощью какого прибора измеряют массу тела?
С помощью какого прибора измеряют массу тела?
С помощью какого прибора измеряют массу тела?
С помощью какого прибора измеряют массу тела?
Объясните, каков источник энергии солнца и других звезд?
Объясните, каков источник энергии солнца и других звезд.
Прибор с помощью которого можно определить стороны света в полдень называется?
Прибор с помощью которого можно определить стороны света в полдень называется?
Перед вами страница с вопросом С помощью какого прибора определили химический состав звезд и солнца?, который относится к категории Физика. Уровень сложности соответствует учебной программе для учащихся 5 — 9 классов. Здесь вы найдете не только правильный ответ, но и сможете ознакомиться с вариантами пользователей, а также обсудить тему и выбрать подходящую версию. Если среди найденных ответов не окажется варианта, полностью раскрывающего тему, воспользуйтесь «умным поиском», который откроет все похожие ответы, или создайте собственный вопрос, нажав кнопку в верхней части страницы.
Сила Архимеда (выталкивающая сила : : Fa = ρ воды * g * V = 1000 * 10 * 0, 5 = 5 000 Н или 5 кН.
Ну смотри нижняя линяя — это время Верхняя (на сколько я понял так как там картинка обрезана) — это скорость движения Обычно в таких задачах спрашивается : что двигалось быстрее (обьект «А» или «М») 1. Смотрим сначала на верхнию линию (км) и видим, ..
45км / ч матоцикс за 2 часа проехал 90км. Скорость = 90км / 2часа = 45км / ч.
Mgh = mcΔt + mL gh = cΔt + L h = (cΔt + L) / g h = 267, 6 км.
Более плотный шар обладает большей инертностью, он быстрее наберёт ускорение, и соответственно будет двигаться быстрее. Ответ : менее плотный шар будет катиться медленнее.
M1 = 0. 01 кг q = 46 * 10 ^ 6 Дж / кг Δt = 40 C c = 4200 Дж / кг * С m = ? C * m * Δt = q * m1m = q * m1 / (c * Δt) = 46 * 10 ^ 6 * 0. 01 / (4200 * 40)≈2. 7 кг = = = = = = = = = = = = = = =.
Такой же объём какой был лед Был кусок льда объёмом 340см3 , после того как он растает, объём останется такой же.
Без задачи тяжело решать, но попробую скорее всего тут v = h / t, v = 0, 1 / 49 = 0, 0025м / с.
Механика Термодинамика Оптика Электродинамика.
Относительно пассажира поезд проходит со скоростью 20 + 15 = 35м / с (72км / ч = 20м / с ; 54 км / ч = 15м / с) Длина поезда = 35 * 14 = 490м.
Источник