Номер 4, страница 186 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

4. Чем видимая звездная величина отличается от абсолютной звездной величины? Какими формулами они выражаются?

Чем видимая звездная величина отличается от абсолютной звездной величины?
Основное различие между видимой и абсолютной звездной величиной заключается в том, что они описывают разные аспекты яркости звезды.
Видимая звездная величина ($m$) — это мера блеска (яркости) звезды, как она видна наблюдателю на Земле. Эта величина зависит не только от истинной светимости звезды (количества энергии, которое она излучает), но и от расстояния до нее. Например, близкая, но тусклая звезда может казаться нам ярче, чем очень мощная, но далекая звезда. Шкала видимых звездных величин является обратной и логарифмической: чем ярче объект, тем меньше его численное значение звездной величины.
Абсолютная звездная величина ($M$) — это характеристика истинной светимости звезды. Она определяется как видимая звездная величина, которую имела бы звезда, если бы находилась на стандартном расстоянии 10 парсек (около 32,6 световых лет) от наблюдателя. Это позволяет астрономам сравнивать истинную яркость звезд между собой, исключая фактор расстояния. Таким образом, абсолютная звездная величина является мерой собственной светимости объекта.

Какими формулами они выражаются?
1. Формула видимой звездной величины (формула Погсона)
Отношение видимых звездных величин двух звезд ($m_1$ и $m_2$) связано с отношением их освещенностей ($E_1$ и $E_2$) на Земле следующим образом:
$m_1 - m_2 = -2.5 \lg\left(\frac{E_1}{E_2}\right)$
Эта формула является определением шкалы звездных величин. Она показывает, что если освещенность от одного объекта в 100 раз больше, чем от другого, его видимая звездная величина будет на 5 единиц меньше.

2. Формула связи между видимой и абсолютной звездными величинами
Эта формула, известная как модуль расстояния, связывает видимую звездную величину ($m$), абсолютную звездную величину ($M$) и расстояние до звезды ($d$), выраженное в парсеках:
$m - M = 5 \lg(d) - 5$
Из этой формулы можно выразить абсолютную звездную величину:
$M = m + 5 - 5 \lg(d)$
Эта фундаментальная формула позволяет вычислить истинную светимость звезды ($M$), зная ее видимый блеск ($m$) и расстояние до нее ($d$).
На практике также учитывают межзвездное поглощение света ($A$), которое уменьшает видимый блеск звезды. В этом случае формула принимает вид:
$M = m + 5 - 5 \lg(d) - A$

Ответ:
Видимая звездная величина ($m$) — это яркость звезды, наблюдаемая с Земли, зависящая от ее светимости и расстояния. Абсолютная звездная величина ($M$) — это "истинная" яркость звезды, равная ее видимой величине на стандартном расстоянии в 10 парсек, что позволяет сравнивать светимости разных звезд. Они выражаются формулами:
1. Формула Погсона: $m_1 - m_2 = -2.5 \lg(E_1/E_2)$, где $E$ — освещенность.
2. Связь между величинами: $M = m + 5 - 5 \lg(d)$, где $d$ — расстояние в парсеках.