Тест по астрономии: Яркость и цвет звезд (10 класс)
Тест по астрономии «Яркость и цвет звезд» для 10 класса — это интерактивная проверочная работа для оценки знаний о ключевых видимых характеристиках звёзд. Тест охватывает темы звёздных величин, связи цвета и температуры, а также примеры самых ярких и известных звёзд ночного неба, помогая закрепить базовые понятия.
Другое по теме:
1
Какая основная физическая характеристика звезды определяет её цвет?
Правильный ответ:
Температура поверхностиПояснение:
Цвет звезды напрямую связан с температурой её фотосферы (видимой поверхности). Это следует из законов излучения абсолютно чёрного тела. Самые горячие звёзды имеют температуру в десятки тысяч кельвинов и излучают больше всего энергии в синей и ультрафиолетовой части спектра, поэтому они выглядят голубыми или белыми. Более холодные звёзды, с температурой поверхности около 3000 К, излучают максимум энергии в красной части спектра и выглядят красными. Наше Солнце с температурой около 5800 К является жёлтой звездой.2
На шкале звёздных величин какой объект будет выглядеть для земного наблюдателя самым ярким?
Правильный ответ:
Объект с величиной –2,0Пояснение:
Шкала звёздных величин является обратной (логарифмической): чем меньше числовое значение звёздной величины, тем ярче объект. Эта система была введена ещё в древности, когда самые яркие звёзды назвали звёздами 1-й величины, а самые тусклые — 6-й. Объекты, которые ярче звёзд 1-й величины, имеют нулевые и отрицательные значения. Например, звёздная величина Сириуса около –1,5, а Солнца –26,7. Таким образом, объект с величиной –2,0 будет самым ярким из представленных вариантов.3
Какова примерная звёздная величина самых слабых звёзд, которые человек может увидеть невооружённым глазом в идеальных условиях?
Правильный ответ:
6-я величинаПояснение:
Предел видимости для невооружённого человеческого глаза в условиях ясной, безлунной ночи вдали от городской засветки соответствует звёздам 6-й величины. Это исторически послужило основой для создания шкалы звёздных величин древнегреческим астрономом Гиппархом. Объекты с большей звёздной величиной (7-й, 8-й и т.д.) являются более тусклыми и могут быть обнаружены только с помощью оптических приборов, таких как бинокль или телескоп.4
Во сколько раз звезда 1-й звёздной величины ярче звезды 6-й звёздной величины?
Правильный ответ:
В 100 разПояснение:
В XIX веке английский астроном Норман Погсон формализовал шкалу звёздных величин. Он предложил, чтобы разница в 5 звёздных величин соответствовала разнице в яркости (световом потоке) ровно в 100 раз. Это определение было принято во всём мире. Исходя из этого, разница в одну звёздную величину соответствует изменению яркости примерно в 2,512 раза (пятый корень из 100). Таким образом, звезда 1-й величины ровно в 100 раз ярче, чем звезда 6-й величины.5
Какая звезда является самой яркой на ночном небе Земли?
Правильный ответ:
СириусПояснение:
Самой яркой звездой ночного неба является Сириус (α Большого Пса). Его видимая звёздная величина составляет –1,46. Такая высокая яркость обусловлена как его достаточно высокой светимостью (он в 25 раз ярче Солнца), так и относительной близостью к нам (расстояние до него всего 8,6 световых года). Полярная звезда, несмотря на свою известность, является довольно тусклой (около 2-й величины). Вега — одна из ярчайших, но уступает Сириусу.6
Что характеризует видимая звёздная величина?
Правильный ответ:
Количество света, приходящего от звезды к наблюдателю.Пояснение:
Видимая звёздная величина (обозначается ‘m’) — это мера блеска, или освещённости, которую создаёт небесный объект на Земле. Она характеризует световой поток, достигающий наблюдателя, и не имеет прямого отношения к истинным физическим размерам или светимости (полной энергии излучения) звезды. Яркая, но далёкая звезда может иметь такую же видимую величину, как и тусклая, но близкая. Например, сверхгигант Денеб кажется нам менее ярким, чем Сириус, хотя на самом деле он в тысячи раз мощнее, но находится гораздо дальше.7
Звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона имеет хорошо заметный красный оттенок. Что это говорит о её температуре?
Правильный ответ:
У неё относительно низкая температура поверхности.Пояснение:
Красный цвет Бетельгейзе указывает на то, что это относительно холодная звезда. Она относится к классу красных сверхгигантов, и температура её поверхности составляет всего около 3500 К, что почти вдвое ниже, чем у Солнца. Несмотря на низкую температуру, Бетельгейзе является одной из ярчайших звёзд на небе благодаря своему гигантскому размеру — если бы она находилась на месте Солнца, её поверхность простиралась бы до орбиты Юпитера.8
К какому классу звёзд по цвету относится наше Солнце?
Правильный ответ:
К жёлтым звёздамПояснение:
Солнце является звездой спектрального класса G2V, что соответствует жёлтому цвету. Температура его поверхности составляет около 5800 Кельвинов (5500 °C). Именно эта температура определяет пик его излучения в жёлто-зелёной части видимого спектра. Хотя Солнце кажется нам ослепительно белым, при сравнении с другими звёздами его жёлтый оттенок становится очевидным, особенно по сравнению с горячими голубыми звёздами, такими как Ригель, или холодными красными, как Антарес.9
Яркая звезда Вега в созвездии Лиры имеет белый с голубоватым оттенком цвет. Это свидетельствует о том, что она …
Правильный ответ:
Значительно горячее Солнца.Пояснение:
Бело-голубой цвет Веги — прямое указание на её высокую температуру поверхности, которая составляет около 9600 К. Это почти на 4000 градусов горячее, чем поверхность нашего Солнца. Из-за высокой температуры максимум её излучения смещён в коротковолновую, синюю часть спектра. Вега — одна из самых ярких звёзд на летнем небе Северного полушария и исторически служила эталоном для калибровки шкалы звёздных величин (её блеск был принят за нулевую величину).
10
Почему небо вне земной атмосферы, например, на Луне, всегда чёрное?
Правильный ответ:
Из-за отсутствия атмосферы, которая могла бы рассеивать солнечный свет.Пояснение:
Голубой цвет неба на Земле — результат рассеяния солнечного света молекулами воздуха. Этот процесс, называемый рэлеевским рассеянием, наиболее эффективен для коротких волн (синей и фиолетовой части спектра). В космосе или на Луне, где нет атмосферы, отсутствует среда для рассеяния. Солнечные лучи распространяются прямолинейно, не освещая небо. Поэтому небо остаётся чёрным, и на нём можно одновременно наблюдать и ослепительное Солнце, и звёзды.11
Какое из этих утверждений о звёздных величинах верно?
Правильный ответ:
Звёзды могут иметь отрицательные значения звёздной величины.Пояснение:
Современные точные измерения блеска звёзд показали, что шкала звёздных величин должна быть расширена. Для объектов, которые ярче Веги (которая исторически была точкой отсчёта, 0-й величиной), вводятся отрицательные значения. Например, у Сириуса величина –1,46, у Венеры в максимуме блеска до –4,9, а у Солнца –26,7. Кроме того, фотометрические приборы измеряют блеск с высокой точностью, поэтому звёздные величины почти всегда являются дробными числами.12
Звезда Антарес в созвездии Скорпиона получила своё имя, означающее «соперник Ареса (Марса)». С какой её видимой характеристикой это связано?
Правильный ответ:
С её ярким красным цветомПояснение:
Антарес — это красный сверхгигант, одна из крупнейших известных звёзд. Его название, пришедшее из Древней Греции, напрямую связано с его выразительным красным цветом. Планета Марс, которую греки ассоциировали с богом войны Аресом, также имеет красный цвет. Когда Марс в своём движении по небу проходит рядом с Антаресом, на небе оказываются два ярких красных светила, что и породило такое поэтическое сравнение. Красный цвет Антареса говорит о его относительно низкой температуре поверхности.13
Расположите эти цвета звёзд в порядке возрастания температуры их поверхности.
Правильный ответ:
Красный, жёлтый, голубойПояснение:
Существует прямая зависимость между цветом звезды и температурой её поверхности. Самые холодные звёзды (температура 2500–3500 К) имеют красный цвет. Звёзды с температурой, как у нашего Солнца (около 5800 К), — жёлтые. Более горячие звёзды (около 10 000 К) выглядят белыми. Самые же горячие звёзды с температурой поверхности свыше 20 000 К имеют голубой или бело-голубой цвет. Таким образом, правильный порядок от самой холодной до самой горячей: красный, жёлтый, голубой.14
Звезда Альдебаран в созвездии Тельца — это яркая звезда, которую легко заметить на зимнем небе. Какой у неё цвет?
Правильный ответ:
Красновато-оранжевыйПояснение:
Альдебаран (α Тельца) — это гигантская звезда, которая находится на более поздней стадии эволюции, чем Солнце. Она исчерпала водород в своём ядре, расширилась и остыла. Её выразительный красновато-оранжевый цвет свидетельствует о относительно невысокой температуре поверхности (около 4000 К). Этот цвет делает её легко узнаваемой на небе, где она играет роль «глаза» мифического быка Тельца и является одной из ярчайших звёзд ночного неба.15
Звезда Капелла в созвездии Возничего является одной из ярчайших на небе. К какому цветовому классу она относится?
Правильный ответ:
Жёлтые звёздыПояснение:
Капелла (α Возничего), несмотря на то, что на самом деле является системой из четырёх звёзд, для наблюдателя выглядит как единая очень яркая звезда. Её суммарный цвет — ярко-жёлтый, что относит её к тому же спектральному классу (класс G), что и наше Солнце. Однако Капелла — это система из двух пар звёзд-гигантов, и её общая светимость более чем в 100 раз превышает светимость Солнца. Её жёлтый цвет хорошо заметен при сравнении с красноватым Альдебараном или Бетельгейзе, которые видны на небе в тот же сезон.16
Почему днём на Земле мы не видим звёзды?
Правильный ответ:
Из-за рассеяния солнечного света в атмосфере, которое делает небо очень ярким.Пояснение:
Звёзды никуда не исчезают днём и продолжают светить. Однако солнечный свет, входя в земную атмосферу, рассеивается на молекулах воздуха, делая всё небо ярким. Эта яркость рассеянного дневного света во много раз превосходит слабый свет далёких звёзд, поэтому наш глаз просто не может их различить на этом ярком фоне. Во время полного солнечного затмения, когда Луна закрывает Солнце, небо темнеет, и на нём можно увидеть самые яркие звёзды и планеты.17
Если звёздная величина Альтаира равна +0,77, а Веги +0,03, какая из этих звёзд выглядит ярче?
Правильный ответ:
ВегаПояснение:
На шкале звёздных величин, чем меньше числовое значение, тем ярче объект. Поскольку 0,03 — это меньшее число, чем 0,77, звезда Вега выглядит для земного наблюдателя ярче, чем звезда Альтаир. Обе звезды очень яркие и входят в знаменитый астеризм «Летне-осенний треугольник». Исторически блеск Веги был принят за ноль-пункт шкалы, поэтому её звёздная величина очень близка к нулю.18
Современные телескопы могут регистрировать объекты со звёздной величиной +25 и более. Что это означает?
Правильный ответ:
Эти объекты невероятно тусклые для нашего восприятия.Пояснение:
Большое положительное значение звёздной величины означает чрезвычайно низкую яркость. Объект 25-й звёздной величины примерно в 400 миллионов раз слабее, чем самая тусклая звезда, видимая невооружённым глазом (6-й величины). Это могут быть либо очень далёкие галактики, свет от которых шёл к нам миллиарды лет, либо очень тусклые и близкие звёзды, такие как красные или белые карлики. Регистрация таких объектов находится на пределе возможностей современной наблюдательной астрономии.19
Две звезды имеют одинаковый красный цвет, но одна из них выглядит гораздо ярче другой. Что может быть причиной этой разницы в яркости?
Правильный ответ:
Более яркая звезда либо значительно больше по размеру, либо находится гораздо ближе к нам.Пояснение:
Видимая яркость (звёздная величина) зависит от двух факторов: истинной светимости звезды и расстояния до неё. Если две звезды имеют одинаковый цвет, значит, у них примерно одинаковая температура поверхности. Следовательно, разница в их видимой яркости может быть объяснена либо разницей в их реальных размерах (более яркая звезда может быть гигантом, а тусклая — карликом), либо разницей в расстоянии (более яркая звезда может находиться значительно ближе к Земле).20
Собственные имена (Сириус, Вега, Антарес) в основном были даны звёздам, которые …
Правильный ответ:
Являются самыми яркими на небе.Пояснение:
В древности, когда не было телескопов и точных каталогов, люди выделяли на небе и давали имена только тем звёздам, которые были наиболее заметны. Это были самые яркие звёзды, которые помогали в навигации, служили для создания календарей и играли важную роль в мифологии. Многие из этих имён, например, арабского происхождения (Альдебаран, Альтаир, Бетельгейзе) или греческого (Сириус), сохранились и используются по сей день наряду с научными обозначениями.