Grunnleggende astronomi Lys Grunnleggende astronomi Stjerneutvikling

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

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

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

Sir William Herschel Mest kjent for å ha oppdaget Uranus Oppdaget infrarødt lys ved en tilfeldighet (1700 tallet?) Også musiker, har komponert verket “planetene” http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/classroom_activities/herschel_experiment2.html http://www.juliantrubin.com/bigten/lightexperiments.html Stjerneutvikling

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

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

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

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

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

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

Max Planck Sammenhengen mellom strålingens frekvens og utstrålt energi for sorte legemer Plancks strålingslov (1900) http://www.snl.no/article.html?id=718229 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 = 6,626 076 · 10-34 J·s Plancks konstant k = 1,38·10-23 J/K Boltzmanns konstant e = 2,718 281 828 459 c = 299 792 458 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

Plancks strålingslov T fra 3000 til 10 000 K h = 6,626 076 · 10-34 J·s Plancks konstant k = 1,38·10-23 J/K Boltzmanns konstant e = 2,718 281 828 459 c = 299 792 458 Stjerneutvikling

Plancks strålingslov T fra 3000 til 10 000 K h = 6,626 076 · 10-34 J·s Plancks konstant k = 1,38·10-23 J/K Boltzmanns konstant e = 2,718 281 828 459 c = 299 792 458 Stjerneutvikling

Detaljer i lysspektre Stjerneutvikling

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

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

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

Spektertyper Stjerneutvikling

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

Spektralklasser Annie Jump Cannon and Edward C. Pickering (1912) http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap040418.html 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

Ejnar Hertzsprung Påpekte en sammenheng mellom stjernenes magnitude (lysstyrke) og farge/temperatur (1911) http://www.rundetaarn.dk/engelsk/observatorium/hertz.html Stjerneutvikling

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

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

HR-diagrammet Lysstyrke Temperatur 23 000 stjerner Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen http://en.wikipedia.org/wiki/H-R_diagram 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 23 000 stjerner Stjerneutvikling

HR-diagrammet Middels varme gule Varme blå-hvite Kalde røde Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen http://en.wikipedia.org/wiki/H-R_diagram 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

HR-diagrammet Lyssterke Middels lyssterk Lyssvak Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen http://en.wikipedia.org/wiki/H-R_diagram 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

HR-diagrammet Superkjemper Kjemper Hovedserie Hvite dverger Diagram hvor man plotter stjernenes temperatur mot lysstyrke Brukes til å illustrere stjerneutviklingen http://en.wikipedia.org/wiki/H-R_diagram 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

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 http://www.teachersource.com/product/single-axis-diffraction-grating/light-color http://www.teachersource.com/product/single-axis-diffraction-grating/light-color Stjerneutvikling