Ответьте на вопросы, страница 274 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. В чем различие звезд и планет?

2. Что является источником энергии, излучаемой звездой?

3. Почему звезды разного цвета?

4. Почему в период активности Солнца на Земле происходят магнитные бури?

1. В чем различие звезд и планет?
Основные различия между звездами и планетами заключаются в следующем:
Источник света и энергии: Звезды — это самосветящиеся объекты, которые производят энергию в своих недрах благодаря реакциям термоядерного синтеза. Они излучают собственный свет и тепло. Планеты же не имеют собственного мощного источника энергии и светятся лишь отраженным светом своей звезды.
Масса и состав: Звезды — это гигантские и очень массивные тела, состоящие в основном из горячей плазмы (водорода и гелия). Их огромная масса создает давление и температуру, необходимые для термоядерного синтеза. Планеты значительно меньше и легче звезд. Их масса недостаточна для запуска таких реакций. Состав планет может быть разнообразным: они могут быть каменистыми (как Земля) или газовыми гигантами (как Юпитер).
Роль в системе: Планеты вращаются по орбитам вокруг звезд. Звезды же являются центральными телами планетных систем.

Ответ: Звезды — это гигантские раскаленные газовые шары, которые излучают собственный свет и энергию благодаря термоядерным реакциям в их ядрах. Планеты — это более холодные и меньшие по размеру небесные тела, которые не излучают свет, а лишь отражают свет звезды, вокруг которой они вращаются.

2. Что является источником энергии, излучаемой звездой?
Источником энергии, излучаемой звездой, являются реакции термоядерного синтеза. Эти реакции происходят в ядре звезды при чрезвычайно высоких температурах (миллионы градусов) и огромном давлении.
В ходе синтеза легкие атомные ядра (в основном водород) сливаются, образуя более тяжелые ядра (в основном гелий). Этот процесс сопровождается дефектом массы: масса получившегося ядра гелия немного меньше суммы масс исходных ядер водорода. "Потерянная" масса $\text{m}$ преобразуется в колоссальное количество энергии $\text{E}$ согласно знаменитой формуле Эйнштейна $E=mc^2$, где $\text{c}$ — скорость света. Эта энергия, рожденная в ядре, постепенно переносится к поверхности звезды и излучается в космос в виде света и тепла, обеспечивая свечение звезды на протяжении миллиардов лет.

Ответ: Источником энергии звезды являются реакции термоядерного синтеза, в ходе которых более легкие химические элементы (в основном водород) превращаются в более тяжелые (гелий), при этом часть массы вещества преобразуется в энергию.

3. Почему звезды разного цвета?
Цвет звезды напрямую связан с температурой ее поверхности (фотосферы). Звезды излучают свет подобно абсолютно черным телам, и спектр этого излучения зависит от температуры. Согласно закону смещения Вина, длина волны, на которую приходится максимум излучения ($\lambda_{max}$), обратно пропорциональна абсолютной температуре тела ($\text{T}$).
Это означает, что:
• Самые горячие звезды (температура более 25 000 К) имеют максимум излучения в коротковолновой, синей и ультрафиолетовой части спектра. Поэтому они кажутся нам голубыми или бело-голубыми.
• Более холодные звезды (температура около 3 000 К) излучают больше всего энергии в длинноволновой, красной части спектра, и поэтому выглядят красными или оранжевыми.
• Звезды с промежуточной температурой, как наше Солнце (около 5 800 К), имеют пик излучения в желто-зеленой области видимого спектра. Так как они излучают во всех цветах радуги, их суммарный свет воспринимается как белый или слегка желтоватый.

Ответ: Цвет звезды определяется температурой ее поверхности: самые горячие звезды имеют голубой цвет, самые холодные — красный, а звезды с промежуточной температурой, как Солнце, — желтый или белый.

4. Почему в период активности Солнца на Земле происходят магнитные бури?
Магнитные бури на Земле — это следствие возмущений, приходящих от Солнца, особенно в периоды его высокой активности. Во время такой активности на Солнце происходят мощные явления — солнечные вспышки и корональные выбросы массы (КВМ).
КВМ представляет собой гигантский выброс плазмы (потока заряженных частиц — протонов и электронов) и магнитного поля из солнечной короны. Если этот выброс направлен в сторону Земли, то через 1-3 дня он достигает нашей планеты.
Земля окружена магнитным полем — магнитосферой, которая защищает нас от обычного солнечного ветра. Однако мощный поток частиц и магнитное поле от КВМ "ударяют" по магнитосфере, сжимая ее и вызывая резкие и сильные колебания магнитного поля Земли. Эти сильные возмущения и называются магнитными (или геомагнитными) бурями. Они могут нарушать работу спутников, систем связи, электросетей и вызывать яркие полярные сияния.

Ответ: В периоды активности Солнце выбрасывает в космос мощные потоки заряженных частиц и магнитных полей (корональные выбросы массы). Когда эти потоки достигают Земли, они вызывают сильные возмущения ее магнитного поля, которые и называются магнитными бурями.