Grunnleggende astronomi

Presentasjon om: "Grunnleggende astronomi"— Utskrift av presentasjonen:

1 Grunnleggende astronomi
Lys Grunnleggende astronomi Stjerneutvikling

2 Innhold Lys Bølgelender Stefan-Boltzmanns lov Wiens forskyvnings lov
(Planks lov) Lysstyrke Temperatur HR diagram (Rødforskyvning?) Stjerneutvikling

3 Sir Isaac Newton Fargelære 1670-72 tallet
7 farger i spekteret (ROGGBIF) Stjerneutvikling

4 Lys og lysspekter Ble oppdaget tidlig Synlig->Newton,1670-72
IR-> Herschel(f1738 d1822 UV-> Fr wikipedia: Herschel discovered infrared radiation by passing sunlight through a prism and holding a thermometer just beyond the red end of the visible spectrum. This thermometer was meant to be a control to measure the ambient air temperature in the room. He was shocked when it showed a higher temperature than the visible spectrum. Further experimentation led to Herschel's conclusion that there must be an invisible form of light beyond the visible spectrum. Stjerneutvikling

5 Sir William Herschel Mest kjent for å ha oppdaget Uranus
Oppdaget infrarødt lys ved en tilfeldighet (1700 tallet?) Også musiker, har komponert verket “planetene” Stjerneutvikling

6 Lys og lysspekter Ble oppdaget tidlig Synlig->Newton,1670-72
IR-> Herschel(f1738 d1822) UV-> Johann Wilhelm Ritter 1801 Fr wikipedia: Herschel discovered infrared radiation by passing sunlight through a prism and holding a thermometer just beyond the red end of the visible spectrum. This thermometer was meant to be a control to measure the ambient air temperature in the room. He was shocked when it showed a higher temperature than the visible spectrum. Further experimentation led to Herschel's conclusion that there must be an invisible form of light beyond the visible spectrum. The discovery of UV radiation was intimately associated with the observation that silver salts darken when exposed to sunlight. In 1801 the German physicist Johann Wilhelm Ritter made the hallmark observation that invisible rays just beyond the violet end of the visible spectrum were especially effective at darkening silver chloride-soaked paper. He called them "de-oxidizing rays" to emphasize their chemical reactivity and to distinguish them from "heat rays" at the other end of the visible spectrum. The simpler term "chemical rays" was adopted shortly thereafter, and it remained popular throughout the 19th century. The terms chemical and heat rays were eventually dropped in favor of ultraviolet and infrared radiation, respectively [1]. Temperaturen øker uten synlig lys → IR Lysfølsomt stoff reagerer uten synlig lys → UV Stjerneutvikling

7 Jožef Stefan og Ludvig Boltzmann
Sammenhengen mellom temperatur og lysstyrke (strålingseffekt) Stjerneutvikling

8 Stefan og Boltzmann Stefan-Boltzmanns lov (1879) om stråling fra et sort legeme F energifluks T overflatetemperatur (K) σ, called the Stefan–Boltzmann constant or Stefan's constant Stefan: Eksperimentell Boltzmann: Matematisk bevis på basis av teorier om molekyler og atomer Total utstrålt energi (L, luminositet ) Stjerneutvikling

9 Stefan-Boltzmanns lov
Hvis du vet effekten på strålinga, kan du finne temperaturen Problem – hva er avstanden? Stjerneutvikling

10 Wilhelm Wien Sammenhengen mellom temperatur og maks bølgelengde
Wiens forskyvningslov (1893) Lambda maks i meter T temperatur i kelvin Hvis du vet maksimum bølgelengde, kan du finne temperaturen på overflata Stjerneutvikling

11 Wiens forskyvningslov
color wavelength interval frequency interval red ~ 630–700 nm orange ~ 590–630 nm yellow ~ 560–590 nm green ~ 490–560 nm blue ~ 450–490 nm violet ~ 400–450 nm A typical human eye will respond to wavelengths in air from about 380 to 750 nm Stjerneutvikling

12 Max Planck Sammenhengen mellom strålingens frekvens og utstrålt energi for sorte legemer Plancks strålingslov (1900) Eksistensen av den kosmiske bakgrunnsstrålingen ble forutsagt av den amerikanske fysikeren George Gamow ut fra big bang-modellen for universets skapelse. I 1965 ble den observert av de to radioastronomene Arne Penzias og Robert Wilson, som delte Nobelprisen i fysikk 1978 h = 6, · J·s Plancks konstant k = 1,38·10-23 J/K Boltzmanns konstant e = 2, c = Universet er fylt av stråling som følger Planks strålingslov for et legeme med en temperatur 2,726 K (1965 Penzias og Wilson/1990 COBE) Stjerneutvikling

13 Plancks strålingslov T fra 3000 til 10 000 K
h = 6, · J·s Plancks konstant k = 1,38·10-23 J/K Boltzmanns konstant e = 2, c = Stjerneutvikling

14 Plancks strålingslov T fra 3000 til 10 000 K
h = 6, · J·s Plancks konstant k = 1,38·10-23 J/K Boltzmanns konstant e = 2, c = Stjerneutvikling

15 Detaljer i lysspektre Stjerneutvikling

16 Joseph von Fraunhofer Fine mørke linjer i lyset fra sola (1814)
Fraunhoferlinjene the hydrogen lines within the visual spectrum are known as Balmer lines 1814 Stjerneutvikling

17 Robert Bunsen og Gustav Robert Kirchhoff
Spektralanalyse av kjemiske stoffer (1859) Sammenhenge mellom emisjons- og absorpsjonsspektre (1860) Stjerneutvikling

18 Kirchhoffs lover Et varmt ugjennomsiktig legeme (sort legeme) stråler ut lys i et kontinuerlig spekter En varm gjennomsiktlig gass stråler ut lys på utvalgte bølgelengder (emisjonsspekter) En kald gjennomsiktlig gass framfor en kilde med kontinuerlig lysspekter, produserer et absorpsjonsspekter Stjerneutvikling

19 Spektertyper Stjerneutvikling

20 Solas spektrum A 759,37 atmosfærisk O2 B 686,72 atmosfærisk O2
bølgelegde Kjemisk (nm) Opprinnelse A 759,37 atmosfærisk O2 B 686,72 atmosfærisk O2 C 656,28 Ha D1 589,59 nøytralt Na (sodium) D2 589,00 nøytralt Na (sodium) E 526,96 nøytral Fe F 486,13 Hb G 431,42 CH-molekyl H 396,85 ionisert Ca K 393,37 ionisert Ca Ca - kalsium Stjerneutvikling

21 Spektralklasser Annie Jump Cannon and Edward C. Pickering (1912)
Annie Jump Rope Cannon (December 11, 1863 – April 13, 1941) was an American astronomer whose cataloguing work was instrumental in the development of contemporary stellar classification. With Edward C. Pickering, she is credited with the creation of the Harvard Classification Scheme, which was the first serious attempt to organise and classify stars based on their temperatures. Stjerneutvikling

22 Ejnar Hertzsprung Påpekte en sammenheng mellom stjernenes magnitude (lysstyrke) og farge/temperatur (1911) Stjerneutvikling

23 Henry Norris Russel Satte opp et diagram med spektralklasse og magnitude (1913) Brukte pleiadene, da de har omtrent samme avstand Stjerneutvikling

24 HR diagrammet Pleiadene 4000 stjerner fra Adams mfl
(Russels første diagram) 4000 stjerner fra Adams mfl The Constitution of the Stars (Russel) Diagram med 4000 stjerner observert av Adams mfl Stjerneutvikling

25 HR-diagrammet Lysstyrke Temperatur 23 000 stjerner
Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen Stjerner i samme gruppe er i samme utviklingsstadium Ved å sammenlikne HRdiagrammet for ulike stjernehoper, har astronomene kommet fram til teoriene for stjerneutvikling Fre Wikipedia stjerner Stjerneutvikling

26 HR-diagrammet Middels varme gule Varme blå-hvite Kalde røde
Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen Stjerner i samme gruppe er i samme utviklingsstadium Ved å sammenlikne HRdiagrammet for ulike stjernehoper, har astronomene kommet fram til teoriene for stjerneutvikling Fre Wikipedia Middels varme gule Varme blå-hvite Kalde røde Stjerneutvikling

27 HR-diagrammet Lyssterke Middels lyssterk Lyssvak
Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen Stjerner i samme gruppe er i samme utviklingsstadium Ved å sammenlikne HRdiagrammet for ulike stjernehoper, har astronomene kommet fram til teoriene for stjerneutvikling Fre Wikipedia Middels lyssterk Lyssvak Stjerneutvikling

28 HR-diagrammet Superkjemper Kjemper Hovedserie Hvite dverger
Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen Stjerner i samme gruppe er i samme utviklingsstadium Ved å sammenlikne HRdiagrammet for ulike stjernehoper, har astronomene kommet fram til teoriene for stjerneutvikling Fre Wikipedia Hovedserie Hvite dverger Stjerneutvikling

29 Lage enkelt spektroskop
Ta filteret av papirbiten (pass på at limet følger med filteret Lim filteret over hullet Ta bort flis i spalten på lokket og sett lokket på Se fra siden hvor filteret er Drei lokket slik at du ser et lysspekter Stjerneutvikling