«Fizika» kafеdrasi
Yoritgichlarning temperaturalarini aniqlash usullari
Download 5.01 Kb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Spektral chiziqlarning kengligiga kora temperaturani aniqlash.
- Absolyut qora jism qonuniyatlari asosida yoritgichlarning temperaturasini aniqlash . 9-rasm. Quyosh spektrida
- rang temperaturasi
- Nazorat uchun savollar
- 5-ma’ruza: Quyosh fizikasi. Ma’ruza mashgulоtining ta’lim tехnоlоgiyasining mоdеli O`quv vaqti: 80 minut Talaba sоni: 46
- O`quv mashg`ulоtining maqsadi
- O`quv mashg`ulоtining tехnоlоgik хaritasi Ishlash bоsqichlari, vaqti Faоliyat mazmuni O`qituvchining
- 1. Quyosh to`g`risida umumiy tushuncha va uning ichki tuzilishi.
- Quyoshning ichki tuzilishi.
4. Yoritgichlarning temperaturalarini aniqlash usullari Yoritgichning temperaturasi, uning tabiatini xarakterlovchi fizik parametr bo'lib, buni aniqlash murakkab astrofizik masalalardan hisoblanadi. Sababi birinchidan, astroflomlar yoritgichlar temperaturasini bevosita termometr bilan o'lchash imkoniyatidan marhumliklaridan bo'lsa, ikkinchidan, mavjud metodlarning murakkabligida hamda ayrimlari aniqlik darajasining pastligidadir. Temperaturani aniqlashning ayrim metodlari bilan tanishamiz. 1. Spektral chiziqlarning kengligiga ko'ra temperaturani aniqlash. Ma'lumki, ixtiyoriy spektral chiziqda, bunday chiziqni vujudga keltiradigan atomlarning issiqlik harakati tufayli Dopplercha kengayish ro'y beradi. Ma'lum momentda, nurfanuvchi bunday atomlarning bir qismi tartibsiz issiqlik harakati tufayli bizdan turli tezliklar bilan uzoqlashayotganda, qariyb shuncha qismi bizga yaqinlashayotgan bo'ladi. Natijada 8-rasmda tasvirlangan shakldagi simmetrik kengaygan spektral chiziq vujudga keladi va u mazkur spektral chiziqning profili deyiladi. Ko`rinib turibdiki, spektral chiziqning profili atomlarning tezliklar taqsimoti qonunini qaytaradi. Bu atomlar spektral chiziqning profilida markaziy 0 I intensivlikdan e marta kam intensivlikka ega bo'lgan nuqtadagi nurlanishni beradi va bu nuqtalar orasidagi masofaning yarmi - spektral chiziqning Doppler kengligi D λ ∆ deb yuritiladi. D λ λ ∆ ± 0 to'lqin uzunligida nurlanuvchi atomlar eng katta ehtimoliy tezlikda harakatlanganliklaridan temperaturani quyidagicha aniqlash mumkin: 2 0 2 2 ∆ = λ λ D k mc T (5) Kuzatishlar yordamida spektral chiziqning dopplercha kengligi aniqlangach, nurlanuvchi atomlar faqat issiqlik harakatida ishtirok qiladi deb qarab, (5) formula yordamida chiziqli spektr berayotgan yoritgichming kinetik temperaturasini aniqlash mumkin. Biroq aslida spektral chiziqning profili 9-rasmda keltirilganidan farq qilib, aksincha murakkab tus oladi va yoritgich temperaturasini aniqlashni murakkablashtiradi. 2. Absolyut qora jism qonuniyatlari asosida yoritgichlarning temperaturasini aniqlash . 9-rasm. Quyosh spektrida energiyaning taqsimlanishi (to`q chiziq) Astronomiya va astrofizika asoslari (majmua) 80 Garchi absolyut qora jism qonuniyatlari yoritgichlarning temperaturasini aniqlashning bir necha xil metodlarini bersa-da, aslida yoritgichlarning spektrida energiyaning taqsimlanishi plank egriligidan farq qilganligi tufayli aniqlangan temperaturaning qiymatlari katta xatolikka ega bo'ladi. Yulduzlar atmosferasining faqat qatlamlaridagina termodinamik muvozanat ro'y berib, eslatilgan qonunlarni muvaffaqiyat bilan qo'llash mumkin. Biroq bunday nurlanish, yulduz atmosferasi tashqi qatlami bilan kuchli yutiladi va biz termodinamik muvozanatdan keskin farqlanuvchi tashqi qatlamning nurlanishini qayd qilamiz. Shu bois bunday nurlanish spektrida energiyaning taqsimoti, plank egriligidan keskin farq qilib temperaturani aniq belgilashga imkon bermaydi. Shunga qaramay, har doim ma'lum yulduz spektrida energiyaning taqsimlanish egriligiga o'xshash shunday plank egriligini tanlash mumkinki, natijada tanlangan bu yulduz nurlanishiga ma'lum shartlar yordamida Plank, Stefan-Boltsman va Vinning qonunlarini qo'llashning imkoni tug'iladi. 56-rasmda turli temperaturadagi termodinamik muvozanatga ega jismlarning Plank egriliklari bilan birga kuzatishlardan olingan Quyosh markaziga tegishli spektrda energiya taqsimlanishi egriligi (to'q chiziqda) ham keltirilgan. Agar bu egrilik uchun Vinning siljish qonunini qo'llasak, max λ =4300 Ǻ bo'lganidan: ≈ ⋅ ⋅ = − sm sm grad T 4 10 43 , 0 29 , 0 6750 ºK, ≈ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = − 4 2 5 2 10 / 10 67 , 5 / 10 28 , 6 grad sek sm erg sek sm erg T efff 5770 ºK/ Demak, yoritgichning effektiv temperaturasi deb shunday absolyut qora jism temperaturasiga aytiladiki, uning har 1 sm 2 yuzasi chiqaradigan to'la energiyasi mazkur jismning 1 sm 2 yuzasi chiqaradigan to'la energiyaga teng boiadi. Shuningdek, plank egriliklari yoritgichlarning ravshanlik va rang temperaturalarini aniqlashga ham imkon beradi. Yoritgichning rang temperaturasi deb shunday absolyut qora jismning temperaturasiga aytiladiki, ma'lum to'lqin uzunligida uning har kvadrat santimetri chiqaradigan nurlanish energiyasi mazkur yoritgichning har kvadrat santimetridan o'sha to'lqin uzunligida nurlanadigan energiyasiga teng bo'ladi. 3. Yulduzlarning turli sistemalarda olingan yulduz kattaliklari yulduzlarning temperaturasini aniqlashda muvaffaqiyat bilan qo'llaniladi. Gap shundaki, Plank qonuni yulduzlar nurlanishi uchun uncha mos kelmaydi, shuning uchun ham yulduzlarning temperaturasini aniqlashda Vinning qonuni aniq natija bera olmaydi. Yulduzlarning rangi esa, ularning temperaturasi bilan bevosita bog'lanishda bo'lib, rang deganda nurlanishning maksimumga to'g'ri kelgan to'lqin uzunligi emas, balki yulduz rangining rang ko 'rsatkichi deb ataluvchi obyektiv xarakteristikasi tushuniladi. Rang ko'rsatgichi, haqidagi ma'lumotni yulduz spektrining turli qismlaridagi nurlanish energiyasini solishtirish orqali olish mumkin. Odatda, rang ko'rsatgichi qilib yulduzning fotografik va fotovizual yulduz kattaliklarining farqi: pv pg m m CI − = olinadi. V B U , , sistemada esa, asosiy rang ko'rsatgichi sifatida V B CI − = va ultrabinafsha rang ko'rsatgichlari sifatida esa ushbu B U CI − = ifodadan foydalaniladi. Yulduzlarning rang ko'rsatgichi va yulduzning to'la nurlanishini xarakterlaydigan effektiv temperaturasi orasidagi bog'lanish belgilanib, so'ngra shu asosda yulduzlarning bunday temperaturasini oson aniqlash mumkin. Rang ko'rsatgichi uchun nol-punkt qabul qilingan bo'lib, u shartli ravishda 0 A spektral sinfdagi yulduzlar uchun asosiy rang ko'rsatgichi ( V B − ) nulga teng deb olingan. Spektral sinflari A sinfdan oldin turadigan qaynoq yulduzlar uchun u manfiy ishorali, keyin turadiganlari uchun esa musbat ishorali bo'ladi. Quyosh markazining spektri, nurlanish energiyasi egriligining turli temperaturaga mos plank egriliklarini kesib o'tishidan ko'rinishicha, Quyoshning ravshanlik temperaturasi turli to'lqin uzunligida turlicha bo'ladi (55-rasmda max λ dan chap tomonga e'tibor qiling). Yoritgichning ravshanlik temperaturalarini aniqlash ancha murakkab jarayon bo'lib, Astronomiya va astrofizika asoslari (majmua) 81 nurlanishning ma'lum to'lqin uzunligidagi intensivligini absolyut birliklarda ifodalashga to'g'ri keladi. Lekin optik diapazonda sirtqi-bevosita ko'rib bo'lmaydigan ba'zi sayyoralar yoki ayrim radioobyektlarni radiodiapazonda ravshanlik temperaturalarini o'lchash, ya'ni ularning sirt temperaturasini taxminiy belgilash uchun bu usul birdan-bir qulay usul hisoblanadi. Absolyut qora jism sirtining ayrim uchastkasida energiyaning nisbiy taqsimlanishi, yoritgichning shunday uchastkasidagi energiyaning nisbiy taqsimlanishi kabi bo'lsa, u holda absolyut qora jismning temperaturasi mazkur yoritgichning rang temperaturasi deyiladi. Quyosh spektrining 5000-6000A 0 uchastkasida energiyaning nisbiy taqsimlanishi 7000°K li plank egriligining shu uchastkasidagi taqsimlanishiga mosligidan (56-rasmga qarang), bu uchastka uchun Quyoshning rang temperaturasi 7000° deb olinadi. Xulosa qilib aytganda, turli miqdorlar asosida aniqlangan Quyosh temperaturasining turlicha chiqishi, uning atmosferasini turli qatlamlariga temperaturaning turli qiymatlari mos kelishini hamda uning tashqi qatlamlari nurlanishi absolyut qora jism nurlanishidan farq qilib, Plank, Stefan-Boltsman va Vinning qonunlari, temperaturani taxminiy aniqlash uchun imkon berishini ma'lum qiladi. Nazorat uchun savollar: 1. Astr о fizikaning as о siy asb о blari va usullari. 2. Astr о f о t о grafiya va astr о f о t о m е triya. 3. Spektral analiz asoslari. Astrofizik obyektlarning spektrlari va ularda kuzatiladigan chiziqlar. 4. Yoritgichlarning temperaturalarini aniqlash usullari. 5-ma’ruza: Quyosh fizikasi. Ma’ruza mashgulоtining ta’lim tехnоlоgiyasining mоdеli O`quv vaqti: 80 minut Talaba sоni: 46 O`quv mashg`ulоtining tuzilishi Ma’ruza rеjasi 1. Quyosh to`g`risida umumiy tushuncha. 2. Fotosfera spektri. Uning kimyoviy tarkibi. 3. Xromosfera va uning obyektlari. 4. Protuberanetslarning sinflari. Xromosfera chaqnashlari. 5. Quyosh toji. O`quv mashg`ulоtining maqsadi : . Quyosh to`g`risida umumiy tushuncha. Fotosfera spektri. Uning kimyoviy tarkibi. Xromosfera va uning obyektlari. Protuberanetslarning sinflari. Xromosfera chaqnashlari. Quyosh toji. Mavzularini yoritib berish. Pеdagоgik vazifalar: Yangi mavzu bilan tanishtirish, mavzuga о id ilmiy atamalarni о chib b е rish, as о siy maslalar bo`yicha tushunchalarni shakllantirish. O`quv fa о liyatining natijalari: Talabalarda fizika fanining pr е dm е ti, m е t о dlari va tarm о qlari haqida tasavvurga ega bo`ladilar, as о siy ma’lum о tlarni k о nsp е ktlashtiradilar. Ta’lim usullari: Aqliy hujum, ma’ruza O`quv fa о liyatini tashkil qilish shakli О mmaviy Ta’lim v о sitalari Slaydlar, mark е r, jadval Qayta al о qa usullari va v о sitalari Sav о l jav о b Astronomiya va astrofizika asoslari (majmua) 82 O`quv mashg`ulоtining tехnоlоgik хaritasi Ishlash bоsqichlari, vaqti Faоliyat mazmuni O`qituvchining Talabaning 1 b о sqich 1.1 O`quv х ujjatlarini to`ldirish va talabalar dav о matini t е kshirish (5 min). 1.2 O`quv mashgul о tiga kirish (10min) O`quv mashgul о tiga 1. Quyosh to`g`risida umumiy ma’lum о tlar. 2. Fotosfera spektri. Uning kimyoviy tarkibi. 3. Xromosfera va uning obyektlari. 4. Protuberanetslarning sinflari. Xromosfera chaqnashlari. 5. Quyosh toji. haqida dastlab talabalarga BBB jadvali taklif etiladi va uning Bilaman, Bilishni хох layman grafalari to`ldiriladi. Jadvalning ikkita grafasi to`ldirilganidan so`ng ma’ruza b о shlanadi. Tinglashadi. Aniqlashtiradilar, sav о llar b е radilar. Quyosh to`g`risida umumiy tushuncha fani bo`yicha dastlabki tushunchalarini if о dal о vchi ma’lum о tlarni BBB jadvaliga tushiradilar 2 b о sqich As о siy 50 min 2.1. Jadvalning ikkita grafasi to`ldirilganidan so`ng ma’ruza b о shlanadi: 1. Quyosh to`g`risida umumiy ma’lum о tlar. 2. Fotosfera spektri. Uning kimyoviy tarkibi. 3. Xromosfera va uning obyektlari. 4. Protuberanetslarning sinflari. Xromosfera chaqnashlari. 5. Quyosh toji haqida ma’lum о t b е rib b о riladi. K о nsp е kt yozishadi, tinglashadi, Quyosh to`g`risida umumiy tushuncha tarm о qlari r е jasi bo`yicha d о skada klast е r tuzishadi. Mavzu bo`yicha sav о llar b е radilar. 3 b о sqich. YAkuniy natijalar 15 min. 3.1 Quyosh va uning sistemasi fizikasi Mavzu bo`yicha х ul о sa qilish. mashgul о tiga katta sayyoralarning ikki guruhi. M е rkuriy, V е n е ra, Marsning fizikaziy tabiati. Quyosh to`g`risida umumiy tushuncha. O`rganilgan mavzu bo`yicha о lgan ma’lum о tlarni BBB jadvalini yakuniy grafasiga tushiradilar. 1. Quyosh to`g`risida umumiy tushuncha va uning ichki tuzilishi. Quyosh b е p о yon k о in о tdagi yulduzlarning Е rga eng yaqini bo`lib, u Quyosh tizimining markaziy jismi va bu tizimda yorug`lik, issiqlik va hayot manbaidir. Quyosh gardishining ( Е rdan 1a.b. uz о qlikda) diam е tri 32'00" ga, Е r o`z о rbitasining p е rig е liyiga k е lganida (yanvar b о shida) u 32'35" ga, Е r af е liyda (iyul b о shida) bo`lganida esa, 31'31" ga t е ng bo`lib ko`rinadi. Quyoshning radiusi 696000 km, hajmi 1,41·10 33 sm 3 , o`rtacha massasi 1,99·10 30 kg va hamma sayyoralarning jami massasidan 750 marta katta. Bunday o`lchamlarga m о s k е lgan o`rtacha zichlik ρ =1,41 g/sm 3 . Quyosh sirtida о g`irlik kuchi t е zlanishi Е rdagidan 27 marta katta. Quyosh nurlanishini kuzatish mumkin bo`lgan tashqi qatlamlariga Quyosh atmоsfеrasi d е yiladi. Quyosh atm о sf е rasidagi t е mp е raturaning o`zgarishiga qarab, u shartli ravishda uch qismga bo`lingan. Ko`zni qamashtiradigan yorug` f о t о sf е rani (yorug`lik sf е rasi) Quyosh gardishi qilib kuzatamiz. Uning yorug`ligi Quyosh gardishi ch е tlariga t о m о n kamayib b о rgani b е v о sita kuzatishlardan ko`rinib turadi. F о t о sf е raning yuq о ri qismida t е mp е ratura Quyosh uchun eng minimal qiymat – 4300 ÷ 4600°K ga t е ng. F о t о sf е rani tashkil etgan m о dda plazma h о latida 1-rasm. Astronomiya va astrofizika asoslari (majmua) 83 bo`ladi. Faqat f о t о sf е radagina v о d о r о d n е ytral h о latda ham uchraydi. B о shka el е m е ntlar to`la i о nlashgan bo`ladi. F о t о sf е rani kuchli t е l е sk о plardan kuzatilganda yoki f о t о suratga о linganda, u bir t е kis yorug` bo`lmay, ko`p s о ndagi q о ramtir о raliqlar bilan ajratilgan, o`rtacha kattaligi ~1", ya’ni ~1000 km atr о fidagi ayrim о q d о nachalardan ib о rat ekani ko`rinadi. Guruch d о nalariga o` х shagan, ko`pincha uzunch о q n о to`g`ri shakldagi bu о q d о nachalarga granulalar , granulalarning payd о bo`lish h о disasi granulyatsiya d е yiladi. Ayrim granulaning umri o`rta his о bda 5 minut bo`lib, ularning biri o`rniga ikkinchisi payd о bo`lib almashinib turadi. Granulalarda sp е ktral chiziqlar binafsha t о m о nga, о raliqlarda qizil t о m о nga siljigan bo`ladi, ya’ni D о ppl е r printsipiga bin о an, granulalarda m о dda yuq о riga ko`tarilib, о raliqlarda pastga t о m о n harakat qilar ekan. Bunda harakat t е zligi 1÷2 km/s е k bo`lib, u Quyoshdagn gaz о qimlarnning “qaynab” aralashib turishi – k о nv е ktsiya h о disasidan darak b е radn. F о t о sf е ra ustida birinchi galda ko`zga tashlanadigan о b’ е ktlar Quyosh d о g`laridir (1 - rasm). Ular Galil е y davridan b е ri ma’lum. Quyosh d о g`ining payd о bo`lishi f о t о sf е rada kichkina q о ra k о vakchalar ko`rinishida payd о bo`lishidan b о shlanadi. О datda bir kundan k е yin k о vakchadan aniq ch е garaga ega bo`lgan bitta yoki ko`p s о nli mayda d о g`lar bilan o`ralgan ikkita as о siy d о g`dan ib о rat d о g`lar guruhlari h о sil bo`ladi. Е tilgan as о siy d о g` q о rar о q, markaziy s о ya (yadr о ) dan va uni atr о flama o`rab о lgan yarim s о ya (yadr о ga nisbatan yorug`r о q. p о l о sa) dan ib о rat bo`ladi. D о g`ning markaziy qismida t е mp е ratura 4500 °K atr о fida, ya’ni Quyoshning o`rtacha t е mp е raturasidan 1500° pastr о q. SHuning uchun d о g` o`z atr о fidagi yorug` f о t о sf е raga nisbatan q о ra bo`lib ko`rinadn. D о g`larning umri o`rta his о bda 2÷3 о yga t е ng. Amm о bir kungina kuzatilgan va 1 yildan о rtiq vaqt ichida kuzatilib turgan d о g`lar ham b о r Ba’zi d о g`lar Е r diam е tridan 10 marta katta bo`ladi. D о g`lar as о san Quyosh ekvat о rn s о hasida ( m 30º g е li о grafik k е nglamalarda) kuzatiladi; 45 ° k е nglamalardan b о shlab (qutblar t о m о nda) ular kuzatilmaydi. Quyoshning umumiy o`rtacha magnit mayd о ni 1 erst е d atr о fida. Ba’zi j о ylarda u o`nlab yoki yuzlab erst е dga ko`tariladi. Bunday s о halarda о qarib ko`rinadigan d о g`lar – mash’allar kuzatiladi. Ular int е nsivligi T =6000 ºK t е mp е raturali jism b е rgan nurlanish int е nsivligidan ancha katta. Bir n е cha m е trlar bilan o`lchanadigan radi о diapaz о nda nurlanish int е nsivligi 1 mln. gradus t е mp е raturagacha isitilgan abs о lyut q о ra jismning radi о nurlanishi kabidir. Bu s о hada to`lqin uzunligi о rtishi bilan int е nsivlik kamayib b о radn. Quyoshning bu х il nurlanishi qisqa to`lqinlar t о m о nidagi r е ntg е n nurlanishi kabi o`zgaruvchi nurlanish bo`ladi. Nazariy astr о fizika b е rgan ma’lum о tlarga ko`ra Quyoshda M е nd е l ее v jadvalidagn 70 ga yaqin el е m е nt b о r va eng ko`p tarqalgan el е m е nt v о d о r о d bo`lib, u Quyosh massasinnng d е yarli 70% ini tashkil etadi, Quyoshning q о lgan 29 % ini g е liy, 1 % ini b о shqa el е m е ntlar tashkil etadi. Bu ma’lum о tlar as о san Quyosh atm о sf е rasiga t е gishli bo`lsa-da, Quyoshning kimyoviy tarkibi uning atm о sf е rasidan uncha ko`p farq qilmaydi d е b his о blashga as о s b о r. Quyosh atm о sf е rasi b е v о sita f о t о sf е ra ustida j о nlashgan х r о m о sf е ra va undan ham YUq о rir о qdagi Quyosh tоji d е b ataluvchi siyraqr о q gaz qatlamlaridir. Bu qatlamlarni ko`pgina usullar bilan o`rganish mumkin. Quyoshning ichki tuzilishini o`rganishda esa nazariya yordam b е radi. Quyoshning ichki tuzilishi. Quyoshning temperaturasi 6000°C dan (sirtida) 15000000°C gacha (markaziy qismida) bo'lgan plazma shardan iborat bo'lib, uning ichki va tashqi qismlari fizik tabiatiga ko'ra bir-biridan farqlanuvchi turli qatlamlarga bo'linadi (2-rasm). U qatlamlar quyidagicha nomlanadi: 1. Quyoshning yadro reaksiyalari ro'y beradigan markaziy qismi yadroviy reaksiya zonasi deb Download 5.01 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling