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第二章. 太空中的地球 Part 2 從星光看太空. 星星有多亮?. 亮度(通常用 視星等 表示) 早期定義:肉眼看到最亮的訂為1等星,最暗的則是6等星 肉眼所見的亮暗程度與 單位時間內進入眼睛的能量大小有關 經實際測量,1等星比6等星 亮 5 等 ,眼睛收到的 能量差 100 倍 故每差 1 星等,能量差約 2.5 倍 目前以織女星的亮度訂為0等星,作為比較標準 滿月視星等約 -13 等,太陽約 -26.7 等. 問題. 滿月的視星等約為 -13 等星,則弦月的星等應為幾等星? 負 12.… 等. 亮度(視星等).
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第二章 太空中的地球 Part 2 從星光看太空
星星有多亮? • 亮度(通常用視星等表示) • 早期定義:肉眼看到最亮的訂為1等星,最暗的則是6等星 • 肉眼所見的亮暗程度與單位時間內進入眼睛的能量大小有關 • 經實際測量,1等星比6等星亮5等,眼睛收到的能量差100倍 • 故每差1星等,能量差約2.5倍 • 目前以織女星的亮度訂為0等星,作為比較標準 • 滿月視星等約-13等,太陽約-26.7等
問題 • 滿月的視星等約為-13等星,則弦月的星等應為幾等星? • 負12.…等
亮度(視星等) • 亮度(I)受到距離(d)和發光強度(L)的影響,亮度與發光程度成正比,而與距離平方成反比 • I為單位面積單位時間內收到的能量(即J/s cm2) • 亮度的表示法有兩種:視星等及多少J/s cm2
問題 • 甲星視星等為1等,乙星視星等為2等,距離地球比為2:1,則發光能力誰強?絕對星等數誰大? • 甲,乙 • 甲星視星等為1等,乙星視星等為2等,距離地球比為1:2,則發光能力誰強?絕對星等數誰大?
A B C 視星等 -26.7 0.0 1.3 26.5光年 1600光年 A.太陽 B.織女星 A B C C.天津四 絕對星等 4.8 0.45 -7.15 32.6光年 絕對星等 C.天津四 • 把恆星移至32.6光年遠時的視星等 太陽 織女星 天津四 A.太陽 B.織女星 A B C
視星等、絕對星等與距離關係 • 公式:m – M = 5 log d - 5 • m 為視星等,M 為絕對星等 • d 為距離(單位為秒差距) • 1 秒差距 = 3.26 光年
星色和星溫 • 可見光是電磁波一種 • 恆星發出電磁波可分為γ射線、X 射線、紫外線、可見光、紅外線與無線電波 • 表面溫度愈高的恆星,最大能量對應的波長愈短。一般而言,藍白色恆星較紅色恆星的溫度高,橘黃色恆星的溫度則居中
只要有溫度就會發出電磁波(光) 星體表面溫度愈高,則 各波長的能量都愈強 。 能量最強的光愈偏短波長。 星體的顏色是人類眼睛的「解釋」 不同表面溫度恆星的輻射強度
問題 • 藍色星和紅色星發出的光線何者能量較強? • 藍色星和紅色星發出的光線,何者波長較短? • 藍色星和紅色星發出的最強能量的光線,何者波長較短? • 藍色星發出的紅光強,還是紅色星發出的紅光強
恆星顏色的意義 • 藍色星 • 星體發出的藍光比其他色光強,人眼解釋成藍色 • 藍色星的溫度比紅色星的溫度高,同時代表各波段的能量都較強。 • 藍色恆星不止代表溫度高 • 可以推測該恆星的核反應速率快、體積大、質量大、壽命短… • 亦可推測該恆星的發光強度的大小,but限穩定發光恆星(主序星) • 藍色恆星溫度高的原因 • 恆星內部和太陽一樣進行氫核融合反應,但因重力與爆炸膨脹力平衡使恆星體積維持一定
光度 (L) 補充 赫羅圖 光譜分類 超巨星 巨星 絕對星等 主序星 白矮星 表面溫度(K)
補充 簡易角度測量 • 地平座標 • 以北方為起點,如:北偏東30°,仰角45° • 手臂伸直置於眼睛前方,遮蔽的視野約 • 一隻指頭:1° 拳頭:10° • 手掌張開,拇指間到小指間的張角:20° • 滿月和太陽視直徑約0.5° • 1°(度)=60′(角分);1′=60 〞(角秒)
補充 視差 • 觀測同一物體,基線越長,視差角越大 • 越遠物體的視差角越小 • 從兩個不同的觀測位置,所看見的景象不同,稱為視差現象,可據以判斷物體遠近
補充 秒差距 • 距離單位 • 1秒差距=3.26光年 • 意義: • 基線為1天文單位(地日距),視差角為1角秒的距離 1角秒 3.26光年 基線 1 A.U.
補充 簡易光譜儀