Детская энциклопедия

Меню сайта











Звезда-гигант

Одна из самых крупных звезд в созвездии Ориона — Бетельгейзе. Ее диаметр —390 млн. км, т. е. больше, чем диаметр орбиты, по которой Земля движется вокруг Солнца. Солнце по сравнению с этой звездой — карлик: его диаметр в 278 раз меньше, чем диаметр Бетельгейзе. Но долгое время астрономы знали только, что Бетельгейзе — звезда первой величины. Измерить ее они не могли, так как никакие телескопы не позволяли определить угол, под которым видна эта звезда с Земли. (Угол этот называется угло­вым диаметром звезды.)

Измерить диаметр Бетельгейзе удалось толь­ко в 1920 г. Американские ученые физик А. Майкельсон и астроном Ф. Пиз применили для этого интерферометр — прибор, принцип действия которого основан на законах интерфе­ренции световых волн.

Чтобы понять действие интерферометра, про­следим, как распространяется параллельный пучок света, пройдя через узкую щель. Разобьем щель на ряд параллельных полосок рав­ной площади. Фазы волн, проходящих через эти полоски, одинаковы, так как лучи парал­лельного пучка доходят до щели одновременно. Амплитуды волн также одинаковы, потому что площади полосок равны. Линза, установленная за щелью, сводит параллельные лучи в фокаль­ной плоскости ММ в одну точку. В этой пло­скости установлен экран (рис. 26).

Все лучи в точку В0 приходят в одной фазе, когда φ=0. Если угол φ не равен нулю, то вол­ны от разных участков щели придут в точку Bφ с разными фазами и могут ослабить друг друга. Так, если угол φ  удовлетворяет условию b•sinφ=λ, то в точке Bφ   свет будет ослаблен.

То же самое произойдет, когда sinφ равен

 

В точках экрана, соответствующих этим углам, будут темные полосы. А между темными полоса­ми лягут светлые полосы — максимумы света. Ам­плитуда волны достигает максимума в фокальной плоскости при угла

 

 Величина этих максимумов различна и быстро убывает с увеличением угла j. Физики назы­вают сочетание темных и светлых полос на эк­ране, установленном в фокальной плоскости лин­зы, дифракционной картиной.

Поставим перед источником света экран с двумя щелями — АВ и А1В1. Если эти щели попеременно закрывать, дифракционная картина не будет меняться, потому что расположение максимумов определяется только направле­нием пучков света.

Если мы откроем одновременно обе щели, то в фокальной плоскости на экране дифрак­ционные картины совместятся. Но это не будет простым наложением одной дифракционной картины на другую (рис. 27).

В новой дифрак­ционной картине скажется взаимодействие волн, идущих от обеих щелей.

Принцип действия интерферометра заклю­чается в измерении деталей дифракционной картины при падении света через две щели, рас­стояние D между которыми можно изменять. Чтобы измерить, например, угловое расстояние между двумя близкими друг к другу звездами, перед объективом телескопа ставят экран с дву­мя щелями. Свет от одной звезды падает на щели параллельно главной оптической оси телескопа, свет от другой звезды падает под углом q к этой оси (рис. 28). Так как положение дифракционных картин в фокальной плоскости определяется только направлением падающего на щель света, то в данном случае дифракцион­ные картины будут сдвинуты относительно друг друга на угол θ. Центральная полоса К0 и ближняя к ней полоса К1 дифракционной картины, например, первой звезды сдвинуты друг от друга на угол

 

Если расстояние между щелями изменять, то когда угол φ бу­дет равен 2θ, максимумы дифракционной кар­тины первой звезды совпадут с максимумами от второй. Освещенность на экране в фокальной плоскости распределится почти равномерно. Угол φ  легко определить, проанализировав дифракционную картину от одной щели. Таким образом, дифракционные полосы «смываются» в тот момент, когда

 
Измерение угла θ сводится к определению величины D, когда пропадают дифракционные полосы.

Так же определяется и угловой диаметр одиночной звезды. Ведь края звезды можно рассматривать как два источника света, которые находятся на угловом расстоянии θ.

Расстояние R от звезды до Земли измеряется гораздо проще (см. в т. 2 ДЭ ст. «Как измеряют расстояния до небесных светил»). Умножив эту величину на угол θ, выраженный в радианах, найдем линейный диаметр звезды — Rθ.

 





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016