Номер 5, страница 186 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

5. Что означает светимость звезд? Какими единицами она измеряется?

Что означает светимость звезд?

Светимость звезды — это полная энергия, излучаемая звездой со всей её поверхности в единицу времени. Это одна из фундаментальных физических характеристик звезды, которая описывает её истинную мощность излучения, в отличие от видимой звёздной величины, которая зависит от расстояния до звезды. Светимость не зависит от расстояния до наблюдателя и является внутренним свойством объекта.

Светимость звезды ($L$) определяется её размером (радиусом $R$) и температурой её поверхности (эффективной температурой $T$). Эта зависимость описывается законом Стефана–Больцмана:

$L = 4\pi R^2 \sigma T^4$

где:

• $L$ — светимость,
• $R$ — радиус звезды,
• $T$ — эффективная температура её поверхности в кельвинах,
• $\sigma$ — постоянная Стефана–Больцмана ($\approx 5.67 \times 10^{-8}$ Вт/(м²·К⁴)).

Таким образом, две звезды с одинаковой температурой могут иметь разную светимость, если у них разные радиусы, и наоборот.

Ответ: Светимость звезды — это полная мощность электромагнитного излучения, испускаемого звездой в единицу времени. Это внутренняя характеристика звезды, определяемая её радиусом и температурой поверхности.

Какими единицами она измеряется?

В Международной системе единиц (СИ) светимость, как и любая другая мощность, измеряется в ваттах (Вт).

Однако в астрономии абсолютные значения светимости в ваттах очень велики и неудобны для сравнения звёзд. Поэтому широко используется внесистемная единица измерения — светимость Солнца ($L_☉$). В этих единицах светимость других звёзд выражается как отношение их светимости к светимости нашего Солнца.

Светимость Солнца принята за эталон и равна:

$L_☉ \approx 3.828 \times 10^{26}$ Вт

Например, светимость одной из ярчайших звёзд ночного неба, Ригеля, составляет около 120 000 $L_☉$, в то время как светимость ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра, — всего около 0.0017 $L_☉$.

Ответ: В системе СИ светимость измеряется в ваттах (Вт), но в астрономии для удобства её чаще выражают в единицах светимости Солнца ($L_☉$).