Номер 3, страница 378 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. Укажите единицы физических величин, используемые в астрономии, и их связь с основными единицами СИ.

В астрономии из-за огромных масштабов Вселенной, наряду с единицами Международной системы (СИ), широко используются специальные внесистемные единицы. Они позволяют оперировать более удобными и наглядными числами.

Единицы измерения расстояния

В СИ основной единицей длины является метр (м). В астрономии для огромных расстояний применяют следующие единицы:

• Астрономическая единица (а.е.) — среднее расстояние от Земли до Солнца. Используется преимущественно для измерения расстояний внутри Солнечной системы. Связь с СИ: $1 \text{ а.е.} \approx 1.496 \cdot 10^{11} \text{ м}$.
• Световой год (св. год) — расстояние, которое свет проходит в вакууме за один юлианский год (365,25 суток). Эта единица используется для измерения расстояний до звезд и других галактик. $1 \text{ св. год} \approx 9.46 \cdot 10^{15} \text{ м}$.
• Парсек (пк) — основная единица измерения межзвездных и межгалактических расстояний в профессиональной астрономии. Это расстояние до объекта, годичный тригонометрический параллакс которого равен одной угловой секунде ($1''$). Это эквивалентно расстоянию, с которого средний радиус земной орбиты (1 а.е.) виден под углом в $1''$. $1 \text{ пк} \approx 3.086 \cdot 10^{16} \text{ м}$. Также существуют соотношения: $1 \text{ пк} \approx 3.26 \text{ св. года} \approx 206265 \text{ а.е.}$.

Ответ: Основные астрономические единицы расстояния и их связь с СИ: 1 а.е. $\approx 1.496 \cdot 10^{11} \text{ м}$; 1 св. год $\approx 9.46 \cdot 10^{15} \text{ м}$; 1 пк $\approx 3.086 \cdot 10^{16} \text{ м}$.

Единицы измерения массы

Основной единицей массы в СИ является килограмм (кг). Массы небесных тел принято выражать в массах Солнца.

• Масса Солнца ($M_☉$) — масса нашей звезды, которая используется как стандарт для выражения масс других звезд, звездных скоплений и галактик. $M_☉ \approx 1.989 \cdot 10^{30} \text{ кг}$.

Ответ: Основная астрономическая единица массы, масса Солнца ($M_☉$), связана с СИ как $M_☉ \approx 1.989 \cdot 10^{30} \text{ кг}$.

Единицы измерения светимости

Светимость — это полная энергия, излучаемая объектом в единицу времени. В СИ эта величина (мощность) измеряется в ваттах (Вт).

• Светимость Солнца ($L_☉$) — полная мощность излучения Солнца, используемая как эталон для измерения светимости звезд и других астрономических объектов. $L_☉ \approx 3.828 \cdot 10^{26} \text{ Вт}$.

Ответ: Астрономическая единица светимости, светимость Солнца ($L_☉$), связана с СИ как $L_☉ \approx 3.828 \cdot 10^{26} \text{ Вт}$.

Прочие важные единицы

Время: В СИ — секунда (с). В астрономии для описания длительных процессов (например, эволюции звезд и галактик) часто используется год (а), обычно юлианский, который равен 365,25 суткам. $1 \text{ год} = 31\ 557\ 600$ с. Также применяются кратные единицы: миллион лет (Myr) и миллиард лет (Gyr).

Углы: В СИ — радиан (рад). В астрономии для измерения положения объектов на небесной сфере и их угловых размеров традиционно используют градусы ($°$), угловые минуты ($'$) и угловые секунды ($''$). Связь с СИ: $360° = 2\pi$ рад. $1 \text{ рад} \approx 57.3°$. $1'' \approx 4.848 \cdot 10^{-6}$ рад.

Ответ: В астрономии используются единицы времени год ($1 \text{ год} = 31\ 557\ 600$ с) и его производные, а для угловых измерений — градусы, минуты и секунды ($360° = 2\pi$ рад).