Звезда: «От рождения до смерти»


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

II гимназическая ученическая научно-практическая конференция «Путь к успеху»  Звезда: «От рождения до смерти»Исследовательская работа  Выполнили: Гречаник Елена Игоревна,Станкевич Таисия Алексеевна,Ученики 10 «А» классаМБОУ гимназии г. ГурьевскаНаучный руководитель:Матвеева Вера Владимировна,Учитель физики и астрономииМБОУ гимназии г. Гурьевска Гурьевск 2015 год Актуальность исследования: Красота и неизвестность ночного неба всегда поражали нас. Сияние звезд, а точнее их «призраков» вдохновило узнать историю их жизни. Создание модели заинтересовало и увлекло нас. Моделирование такой конструкции полезно для приобретения знаний, творческих навыков, а также навыков работы с радиотехническими устройствами.Цель: Создание модели жизни звезды и испытание её в процессе работы.Гипотеза: Может ли данная модель показать начало и итог жизни звезды Физическая природа звездЦвет, температура и спектры звездЕжедневно мы невооруженным глазом наблюдаем мириады звезд. Температура звезды определяет ее цвет, то есть ее спектр. Существует спектральная классификация звезд. В ней они расположены в порядке уменьшения температуры. Классы обозначены буквами латинского алфавита. Их семь: O — B — A — F — G — K — M, где класс О- голубые звезды, класс А-белые, класс G-желтые, класс M-красные. Внутри каждого класса существует разделение на 10 подклассов, например, Солнце относится к спектральному классу G2. Физическая природа звездЦвет, температура и спектры звездДля запоминания классификации можно использовать правило, предложенное учеником гимназии: «Один беспечный армянин фундук жевал как мандарин». Вид спектра определяется не только температурой, но и химическим составом, давлением, плотностью газа в атмосфере, наличием магнитного поля и особенностями химического состава звезд. В сравнительно холодных звездах преобладает излучение в красной области спектра и температура красных звезд низкая. Температуры большинства звезд заключены в пределах от 2500 до 50 000 К. У немногих звезд встречается температура около 100 000 К.Изучение спектров показало, что в атмосферах всех звезд преобладающими являются водород и гелий. В спектрах холодных красных звезд в основном видны полосы поглощения простейших двухатомных молекул оксида титана, углерода и циркония. На рисунке красные звезды первой величины класса М- Антарес, Бетельгейзе. В спектрах желтых звезд класса G, к которым относится и Солнце, преобладают тонкие линии металлов: железа, кальция, натрия и других.Физическая природа звездЦвет, температура и спектры звезд Звездой типа Солнца по спектру, цвету и температуре является яркая Капелла в созвездии Возничего.В спектрах белых звезд класса А, как Сириус, Вега и Денеб, наиболее сильны линии водорода. Есть много слабых линий ионизированных металлов. Физическая природа звездЦвет, температура и спектры звезд Физическая природа звездСветимость звездЭто мощность излучения световой энергии по сравнению с мощностью излучения света Солнцем. Сравнивать звезды по светимости можно лишь в том случае, если рассчитать их звездную величину, то есть световой поток, приходящий от звезды, для одного и того же стандартного расстояния, то есть 10 парсек. Где R- линейный радиус звезды, а Т - абсолютная температура, L - светимость. Температуру можно определить по формуле:Где C - показатель цвета и a и b - известные постоянные величины. Физическая природа звездРадиусы звездАбсолютная величина(М)- звездная величина, которую имела бы звезда, находясь на расстоянии 10 пс. Визуальная абсолютная величина Солнца =+4,8 m; ярких сверхгигантов -7, -8m, самых слабых звезд +20m В процессе эволюции звезд их размеры меняются. Анализ имеющихся данных показывает, что размеры звезд колеблются от размеров, сравнимых с диаметром Солнечной системы (звезды-сверхгиганты), до размеров планет (белые карлики) или даже до нескольких км (нейтронные звезды). Открытие пульсаров подтверждает существование класса звезд с ничтожными размерами. Физическая природа звездМассы и плотности звезд В основе определения масс небесных тел лежит закон всемирного тяготения, выражаемый формулой: F=Gm1m2𝒓𝟐   Физическая природа звездМассы и плотности звезд Массу Солнца можно определить, применив третий закон Кеплера к движению Земли (вместе с Луной) вокруг Солнца и движению Луны вокруг Земли:где а - большие полуоси орбит (выраженные в одних и тех же единицах), Т- периоды (звездные или сидерические) обращения, также выраженные в одних и тех же мерах. Массу звезды можно также определить по ее воздействию на движение других тел, например, в системах двойных звезд. Связь между физическими характеристиками звездДиаграмма «спектр-светимость»Наблюдения звезд позволяют определить их светимость и спектральный класс и построить диаграмму: по вертикальной оси откладывается светимость, а по горизонтальной - спектральный класс. Звезды располагаются не хаотически, а образуют определенные последовательности. На диаграмме Герцшпрунга-Ресселла выделяются главная последовательность, она начинается от горячих голубых звезд, проходит через белые звезды, желтовато-белые , желтые (Солнце), оранжевые и заканчивается красными карликами. Выше главной расположены красноватые субгиганты, а затем желтые, оранжевые и красные гиганты. В самой верхней части проходит ветвь сверхгигантов. Ниже главной проходит ветвь субкарликов. В самой нижней части отдельной группой располагаются белые карлики. Большую часть жизни звезда проводит на главной последовательности. Связь между физическими характеристиками звездДиаграмма «масса-светимость»Это изображение связи между массой и светимостью звезд. Была изучена эмпирически на основе наблюдений двойных звезд и теоретически предсказана астрономом А. Эддингтоном в начале 20 века. Этому эмпирическому закону подчинены почти все типы звезд, кроме белых карликов. Распространенная на одиночные звезды диаграмма «масса — светимость» позволяет оценивать массы звезд по определенным из наблюдений их светимостям. Происхождение и эволюция звездЖизненный путь звездыГибель звезды массой в 1 Солнце. Продолжительность жизни звезды определяется ее массой. Звезды малой массы медленнее расходуют свое горючее и живут дольше. Подобные Солнцу, сияют в течение 10 миллиардов лет. Затем они превращаются в красных гигантов, а потом в белых карликов. В настоящее время Солнцу около 5 миллиардов лет.Гибель звезды массой в 10 Солнц. Массивные звезды растрачивают свое ядерное горючее с поразительной скоростью. Такие звезды живут около 30 миллионов лет. Сначала это огромная голубая звезда, которая постепенно увеличивается в размерах и по мере старения меняет свой цвет. Потом они вспыхивают, расширяясь в сотни раз, и превращаются в красных сверхгигантов, далее происходит чудовищный взрыв, и газовая оболочка светила уносится в пространство. Это событие называется вспышкой сверхновой звезды. То, что остается после взрыва, стремительно сжимается в крохотную и чрезвычайно плотную нейтронную звезду или становится черной дырой.  Происхождение и эволюция звездЧерные дырыВ удаленных от Солнечной системы областях космоса астрономы находили места, в которых их телескопы не регистрировали ничего. Такие объекты стали называть черными дырами. После проведенных исследований оказалось, что речь идет о звездах, состоящих из вещества настолько плотного, что их гравитационное поле ничего не выпускает наружу, даже свет.Все известные до сих пор черные дыры обнаружены астрономами по «косвенным уликам» - их гравитационному воздействию на другие тела.Масса черной дыры в среднем в несколько раз больше массы Солнца, но ее диаметр не превышает нескольких километров. Происхождение и эволюция звездЧерные дырыДва гигантских облака по обеим сторонам галактики Лебедь А излучают радиоволны. Облака имеют протяженность в 1 млн световых лет. Галактика Лебедь А излучает в миллион раз больше радиоэнергии, чем Млечный путь, что позволяет предполагать наличие там черной дыры. Трактат о «черной дыре»Ну шарада!Знать, недаромОшарашен астроном…В дали Дальней мирозданьяЗвезды ходят ходуном:То разбухнут, как арбузы,То-летят в тартарары,Словно канувшие в лузыБиллиардные шары.Астроном по небу шарит,Вороша кромешный мрак:Кто там карты мне мешает?Что за «черная дыра»?Безразмерная утроба!Мир, закрытый на учет!Или ты- мусоропроводДля вселенских нечистот?!Ты-распахнутая настежь,Все глотающая пасть.Нет опаснее напасти:В этой пропасти пропасть.Даже свет, И тот не в силахИз неволи улизнуть.И самой невыносимо- Никому не подмигнуть…Ты скажи, о чем тоскуешь,Коротая вечера?Для чего ты существуешь И куда ведешь, «дыра»?…Астроном до помраченьяСверлит глазом бытие.Как он хочет в назначеньеВерить доброе твое?Изучение звезд имеет такой романтический и лирический характер, что мы решили украсить нашу презентацию стихотворением Александра Янгеля. Практическая часть исследовательской работыСоздание модели «Звезда от рождения до смерти»Изготовление собственной моделиОборудованиеКлейкая лента, клей, картон, ножницы, деревянная доска, резиновые мячики или елочные игрушки разной величины, цветной оберточный целлофан, тонкая оберточная бумага, семь лампочек в патронах, батарейка и проволока, дырокол, вата, винты. Последовательность действийПривинтили патроны ламп к деревянной доске и соединили лампочки проводами.Вырезали из картона покрытие. В покрытии проделали дырочки для каждой лампочки. Затем накрыли доску с лампочками покрытием из картона, согнули края картона и обклеили доску.Приклеили оболочку из картона к доске. Поверх натянули цветную целлофановую пленку.Чтобы узнать, как из раскаленного облака газа рождается звезда, обернули мячик ватой и установили его неподвижно. Чтобы проследить стадии жизни звезды, подсоединили проводки к батарейке и выключили свет в комнате, чтобы было лучше видно.  Практическая часть исследовательской работыСоздание модели «Звезда от рождения до смерти»Изготовление собственной моделиРезультаты:На данной модели показаны различные стадии, через которые проходит звезда за миллионы лет своего существования. Жизнь звезды начинается с газового облака, а заканчивается взрывом сверхновой звезды или превращением в черную дыру. В космосе звезда рождается из облака газа. Облако постепенно сжимается, одновременно разогреваясь. Затем происходит ядерная реакция, и звезда начинает светиться. Новая звезда имеет тускло-красный цвет. Затем, по мере повышения температуры, она становится оранжевой, потом желтой, и наконец, ярко-белой. Звезды живут в течение многих миллионов лет. Наше Солнце, например, горит уже около 5 миллиардов лет и это – приблизительно половина срока его жизни. В конце концов, энергия звезды иссякает. Звезда остывает и превращается сначала в красного гиганта, а потом сжимается. Звезды, большой массы при сжатии могут взорваться, образовав при этом сверхновую звезду. После такого взрыва остается разреженное ядро или нейтронная звезда, называемая белым карликом. Самые тяжелые звезды после этого продолжают сжиматься, превращаясь в итоге в черные дыры. Осколки от взорвавшихся звезд идут на образование новых звезд и планетных систем. Все на Земле, включая нас самих, произошло от звездной пыли. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной работе мы изучили физическую природу звезд, связь между физическими характеристиками звезд, происхождение и эволюцию звезд, то есть значительно расширили свои знания по астрономии. Используя специальные пособия и помощь родителей, мы изготовили модель, которая показывает жизненный путь звезды. Данная модель может быть использована на уроках астрономии при изучении звезд, на внеклассных мероприятиях, при проведении всевозможных викторин. В процессе работы над проектом нам очень повезло, так как мы были свидетелями частного солнечного затмения, которое наблюдали на территории Музея Мирового Океана. Мы были восхищены красотою этого явления, «улыбкой» звезды, являющейся желтым карликом, то есть Солнца, закрытого маленькой Луной. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Список литературы:«Космос», Дэвид Гловер, Россия, «Эгмонт Россия Лтд.»,1997 год«Астрономия», Жаклин и Саймон Миттон, Россия, «СНИКС 21 век», 2003 год«Атлас по астрономии», Штаерман В.Л., Россия, «ОЛМА_ПРЕСС Экслибрис», 2003 годИсточники интернета:http://www.astronet.ru/http://starstage.net/http://digitalphysics.ru/htm/astronet-ru-db-11301.htmhttp://astrokot.ru/

Приложенные файлы

  • pptx file1.pptx
    Звезда: «От рождения до смерти»
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 2