Номер 30.30, страница 155 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 30. Дисперсия света. Цвет - номер 30.30, страница 155.

Условие.

30.30. Почему звезды отличаются по цвету? Каков цвет наиболее горячих звезд?

Решение.

Почему звезды отличаются по цвету?

Звезды отличаются по цвету, потому что их цвет напрямую зависит от температуры их поверхности (фотосферы). Звезду можно с высокой точностью аппроксимировать моделью абсолютно черного тела. Спектр излучения абсолютно черного тела непрерывен, и его максимум зависит только от температуры.

Эта зависимость описывается законом смещения Вина: $ \lambda_{max} = \frac{b}{T} $, где $ \lambda_{max} $ – длина волны, на которую приходится максимум излучения, $ T $ – абсолютная температура поверхности, а $ b $ – постоянная Вина (примерно $ 2.9 \times 10^{-3} $ м·К).

Согласно этому закону, чем выше температура звезды, тем короче длина волны, на которой она излучает больше всего энергии. Наш глаз воспринимает это как разный цвет. Относительно холодные звезды (с температурой поверхности около 3000 K) имеют максимум излучения в красной части спектра, поэтому они кажутся нам красными или оранжевыми. Звезды с температурой, как у Солнца (около 6000 K), имеют пик излучения в желто-зеленой части спектра, но из-за излучения во всех остальных видимых диапазонах воспринимаются как белые (или желтоватые). Самые горячие звезды имеют максимум излучения в синей или даже ультрафиолетовой области спектра.

Ответ: Звезды отличаются по цвету из-за разной температуры их поверхности. Цвет звезды указывает на ее температуру: самые холодные звезды — красные, а самые горячие — голубые.

Каков цвет наиболее горячих звезд?

Как следует из закона смещения Вина, у наиболее горячих звезд максимум спектральной плотности излучения приходится на самые короткие длины волн. Для видимого света это синяя и фиолетовая части спектра. Температура поверхности таких звезд превышает 25 000–30 000 K. Их пик излучения часто находится в ультрафиолетовой области, невидимой для человеческого глаза, однако в видимом диапазоне их излучение наиболее интенсивно именно в синей части. Поэтому самые горячие звезды имеют голубой или бело-голубой цвет.

Ответ: Наиболее горячие звезды имеют голубой или бело-голубой цвет.