Кaждая звезда - это oгрoмный светящийся газoвый шaр, как нaше Сoлнце. Звезда cветит потому, чтo выделяет колoссальное кoличество энергии. Этa энергия oбразуется в результaте так называемых термoядерных реaкций.

Кaждая звезда - это oгрoмный светящийся газoвый шaр, как нaше Сoлнце. Звезда cветит потому, чтo выделяет колoссальное кoличество энергии. Этa энергия oбразуется в результaте так называемых термoядерных реaкций. В сoстав каждой звезды вхoдит мнoжество химических элементoв. Например, на Сoлнце oбнаружено присутствие пo крaйней мере 60 элементoв. Cреди них вoдород, гелий, железo, кaльций, магний и другие.
Пoчему же мы видим Сoлнце таким небoльшим? Да потому, что онo очень далекo от нас. Пoчему звезды выглядят сoвсем крoшечными? Вспoмни, каким небoльшим кажется нам наше oгромное Солнце - всегo лишь с футбoльный мяч. Это пoтому, чтo оно oчень далеко oт нас. А звезды нахoдятся гораздo-гораздо дальше!
Звезды на пoдобие нашегo Солнца oсвещают Вселенную вокруг себя, сoгревают, окружающие их, плaнеты, дaрят жизнь. Почему же oни светятся только нoчью? Нет-нет, днем oни тоже светят, простo их не видно. В дневнoе время нaше сoлнышко своими лучами освещает голубую атмосферу плaнеты, из-за чего космос скрывается как бы за шторкой. Ночью же эта завеса открывается, и мы видим все великолепие космоса - звезды, галактики, туманности, кометы и многие другие чудеса нашей Вселенной.

Карпов Дмитрий

Это исследовательская работа ученика 1 класса МОУ СОШ №25.

Цель исследования : выяснить почему звёзды на небе бывают разных цветов.
Методы и приемы: наблюдения, эксперимент, сравнение и анализ результатов наблюдений, экскурсия в планетарий, работа с различными источниками информации.

Полученные данные: Звезды - раскаленные газовые шары. Ближайшая к нам звезда - это Солнце. Все звезды разного цвета. Цвет звезды зависит от температуры на ее поверхности. Благодаря эксперименту, мне удалось выяснить, что нагреваемый металл сначала начинает светиться красным светом, потом желтым и, наконец, белым при увеличении температуры. Также и со звездами. Красные - самые холодные, а белые (или даже голубые!) - самые горячие. Тяжелые звезды - горячие и белые, легкие, немассивные - красные и относительно холодные. По цвету звезды можно определить и ее возраст. Молодые звезды – самые горячие. Они светят белым и голубым светом. Старые, остывающие звезды, излучают красный свет. А желтым светом светятся звезды среднего возраста. Энергия, излучаемая звездами, настолько огромна, что мы можем их видеть на тех далеких расстояниях, на которые они от нас удалены: десятки, сотни, тысячи световых лет!
Выводы:
1. Звезды разноцветны. Цвет звезды зависит от температуры на ее поверхности.

2. По цвету звезды мы можем определить её возраст, массу.

3. Звезды мы можем видеть благодаря огромной энергии, излучаемой ими.

Скачать:

Предварительный просмотр:

XIV городская научно-практическая конференция школьников

«Первые шаги в науку»

Почему звезды разного цвета?

Г. Сочи.

Руководитель: Мухина Марина Викторовна, учитель начальных классов

МОУ СОШ №25

г. Сочи

2014

ВВЕДЕНИЕ

Звездами можно любоваться вечно, они загадочны и привлекательны. Еще с древних времен люди придавали большое значение этим небесным телам. Астрономы от древности и до наших дней заявляют, что расположение звезд на небе особенным образом влияет чуть ли ни на все стороны человеческой жизни. По звездам определяют погоду, составляют гороскопы и предсказания, находят дорогу в открытом море заблудившиеся корабли. Какие они на самом деле, эти сияющие светящиеся точки?

Тайна звездного неба интересна всем ребятам без исключения. Ученые и астрономы провели много исследований, раскрыли много тайн. Про звезды написано много книг, снято много познавательных фильмов, и все же, многие ребята не знают всех тайн звездного неба.

Для меня звездное небо остается загадкой. Чем больше я смотрел на звезды, тем больше вопросов у меня появлялось. Одним из которых был: какого цвета эти мерцающие, завораживающие звезды.

Цель исследования: объяснить, почему звёзды на небе разного цвета.

Задачи, которые я перед собой ставил: 1. поискать ответ на вопрос, беседуя со взрослыми, читая энциклопедии, книги, материалы ИНТЕРНЕТА;

2. провести наблюдения за звездами невооруженным взглядом и с помощью телескопа;

3. с помощью эксперимента доказать, что цвет звезды зависит от её температуры;

4. рассказать о разнообразии звёздного мира своим одноклассникам.

Объект исследования – небесные тела (звезды).

Предмет исследования – параметры звезд.

Методы исследования :

• Чтение специальной литературы и просмотр научно-популярных программ;
• Исследование звездного неба с применением телескопа и специального программного обеспечения;
• Эксперимент по изучению зависимости цвета объекта от его температуры.

Результатом моей работы является возникновения интереса к данной теме у моих одноклассников.

Глава 1. Что такое звезды?

Я часто смотрел на звездное небо, состоящее из множества светящихся точек. Особенно хорошо звезды видны по ночам и в безоблачную погоду. Они всегда притягивали мое внимание своим особым, завораживающим сиянием. Астрологи полагают, что они могут влиять на судьбу и на будущее человека. Но вот на вопрос, что они собой представляют, могут ответить немногие.

Изучив справочную литературу, мне удалось выяснить, что звезда – это небесное тело, в котором идут термоядерные реакции, представляющее собой массивный светящийся газовый шар.

Звезды – наиболее распространенные объекты во вселенной. Количество существующих звезд очень сложно представить. Оказывается, только в нашей галактике более 200 миллиардов звезд, а во вселенной громадное число галактик. Невооружённым взглядом на небе видно около 6000 звёзд, по 3000 в каждом полушарии. Звезды находятся от Земли на огромных расстояниях.

Самая известная звезда, которая находится ближе всего к нам – это, конечно же, Солнце. Именно поэтому нам кажется, что оно очень большое по сравнению с остальными светилами. Днём оно своим светом затмевает все остальные звёзды, поэтому мы их не видим. Если Солнце находится от Земли на расстоянии 150 миллионов километров, то другая звезда, которая находится ближе остальных, Кентавра, расположена уже в 42000 миллиардов километров от нас.

Как появилось Солнце? Изучив литературу, я понял, что подобно остальным звёздам, Солнце появилось из скопления космического газа и пыли. Такое скопление называется туманностью. Газ и пыль сжались в плотную массу, которая нагрелась до температуры в 15 000 000 кельвинов. Такая температура держится в центре Солнца.

Таким образом, мне удалось выяснить, что звезды – это газовые шары во Вселенной. Но почему тогда они светятcя разными цветами?

Глава 2. Температура и цвет звезд

Сначала я решил найти самые яркие звёзды. Я предположил, что самая яркая звезда – это Солнце. В связи с отсутствием специальных приборов, светимость звезд я определял невооружённым взглядом, затем с помощью своего телескопа. В телескоп звезды видны как точки той или иной степени яркости без каких–либо деталей. Солнце наблюдать можно только со специальными фильтрами. Но не все звезды можно увидеть, даже в телескоп и тогда я обратился к информационным источникам.

Я сделал следующие выводы: самые яркие звезды: 1. Звезда-гигант R136a12 (область звездообразования 30 Золотой Рыбы ) ; 2. Звезда-гигант VY СМа (в созвездии Большого Пса) 3. Денеб (в созвездии α Лебедь); 4. Ригель (в созвездии β Ориона ); 5. Бетельгейзе (в созвездии α Ориона). Названия звезд мне помог определить папа с помощью программы Star Rover для iPhone. При этом, первые три из звезд имеют голубоватое свечение, четвертая – бело-голубое, а пятая – красновато-оранжевое. Открытие самой яркой звезды ученые сделали с помощью космического телескопа НАСА «Хаббл».

В ходе своего исследования я заметил, что яркость звезд зависит от их цвета. Но почему все звёзды разные?

Давайте рассмотрим Солнце – звезду, видимую невооруженным взглядом. С самого раннего детства мы изображаем её желтым цветом, потому что эта звезда на самом деле желтая. Я стал изучать свойства этой звезды. Температура на её поверхности около 6000 градусов. В энциклопедиях и в ИНТЕРНЕТЕ я узнал и о других звездах. Оказалось, что все звезды разного цвета. Одни из них белые, другие голубые, третьи оранжевые. Есть белые и красные звезды. Оказывается, цвет звезды зависит от температуры на ее поверхности. Самые горячие звезды кажутся нам белыми и голубыми. Температура на их поверхности от 10 до 100 000 градусов. Звезда средней температуры имеет желтый или оранжевый цвет. Самые холодные из звезд – красные. Температура на их поверхности около 3 000 градусов. И эти звезды во много раз горячее, чем пламя костра.

Я с родителями провел такой эксперимент: мы нагрели на газовой горелке железную спицу. Сначала спица была серого цвета. После нагревания она накалилась и стала красной. Температура у неё увеличилась. После охлаждения спица снова стала серого цвета. Я сделал вывод: что при увеличении температуры изменяется цвет звезды. Причем у звезд все не так, как у людей. Люди обычно краснеют, когда им жарко, и синеют, когда холодно. А вот у звезд все наоборот: чем горячее звезда, тем она голубее, а чем холоднее, тем

Как известно, нагреваемый металл сначала начинает светиться красным светом, потом желтым и, наконец, белым при увеличении температуры. Также и со звездами. Красные - самые холодные, а белые (или даже голубые!) - самые горячие.

Глава 3. Масса звезды и её цвет. Возраст звезды.

Когда мне было 6 лет, мы с мамой в городе Омске ходили в планетарий. Там я узнал, что все звезды бывают разных размеров. Одни большие, другие маленькие, одни тяжелее, другие легче. С помощью взрослых я попробовал выстроить изучаемые звезды от самой легкой до самой тяжелой. И вот что я заметил! Оказалось, голубые тяжелее белых, белые - желтых, желтые - оранжевых, оранжевые - красных.

По цвету звезды можно определить и ее возраст. Молодые звезды – самые горячие. Они светят белым и голубым светом. Старые, остывающие звезды, излучают красный свет. А желтым светом светятся звезды среднего возраста.

Энергия, излучаемая звездами, настолько огромна, что мы можем их видеть на тех далеких расстояниях, на которые они от нас удалены: десятки, сотни, тысячи световых лет!

Чтобы мы смогли увидеть звезду, ее свет должен пройти воздушные слои атмосферы Земли. Колеблющиеся слои воздуха несколько преломляют прямой поток света, и нам кажется, что звезды мерцают. На самом же деле от звезд идет прямой беспрерывный свет.

Солнце не самая большая звезда, оно относится к звёздам, названным Жёлтыми Карликами. Когда зажглась эта звезда, она состояла из водорода. Но под действием термоядерных реакций это вещество начало превращаться в гелий. За время существования этого светила (около 5 миллиардов лет) сгорела примерно половина водорода. Таким образом, Солнцу осталось «жить» столько же, сколько оно уже существует. Когда водород практически весь сгорит, эта звезда станет больше по размеру и превратится в Красного Гиганта. Это очень сильно повлияет на Землю. На нашей планете наступит невыносимая жара, океаны выкипят, жизнь станет невозможна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате моего исследования я и мои одноклассники получили новые знания о том, что такое звезды, а также от чего зависит температура и цвет звезд.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

Звезды не отражают свет, как это делают планеты и их спутники, а излучают его. Причем ровно и постоянно. А мигание, видимое на Земле, возможно, вызвано наличием разнообразных микрочастиц в космосе, которые, попадая в световой луч, прерывают его.

Самая яркая звезда, с точки зрения землян

Со школьной скамьи известно, что Солнце - это звезда. С нашей планеты - это а по меркам Вселенной - чуть меньше средней и по размерам, и по яркости. Огромное количество звезд крупнее Солнца, но их значительно меньше.

Звездная градация

Разделять небесные светила по величине начали еще древнегреческие астрономы. Под понятием «величина» и тогда, и сейчас имеют в виду яркость свечения звезды, а не ее физическую величину.

Различаются звезды и по длине излучения. По спектру волн, а он, действительно, разнообразен, астрономы могут рассказать о химическом составе тела, температуре и даже удаленности.

Ученые спорят

Не одно десятилетие длится полемика по вопросу «почему звезды светят». Единого мнения до сих пор нет. Трудно поверить даже физикам-ядерщикам, что происходящие в звездном теле реакции, могут выделять такое огромное количество энергии, причем не останавливаясь.

Проблема проходящего в звездах, занимает ученых очень давно. Астрономы, физики, химики предпринимали попытки выяснить, что дает толчок к извержению тепловой энергии, которое сопровождается ярким излучением.

Химики полагают, что свет далекой звезды - это последствия экзотермической реакции. Она завершается выбросом значительного количества тепла. Физики утверждают, что в теле звезды не может проходить химических реакций. Ибо ни одна из них не способна идти безостановочно миллиарды лет.

Ответ на вопрос «почему звезды светят» стал немного ближе после открытия Менделеевым таблицы элементов. Теперь абсолютно по-новому стали рассматриваться химические реакции. В результате экспериментов были получены новые радиоактивные элементы, и теория радиоактивного распада становится версией номер один в бесконечном споре о свечениях звезд.

Современная гипотеза

Свет далекой звезды не давал «уснуть» Сванте Аррениусу - шведскому ученому. В начале прошлого века он перевернул идею излучения звездами тепла, разработав концепцию Она состояла в следующем. Основной источник энергии в теле звезды - атомы водорода, постоянно участвующие в химических реакциях друг с другом, образуют гелий, который значительно тяжелее своего предшественника. Процессы превращения происходят из-за давления газа большой плотности и дикой для нашего понимания температурой (15 000 000̊С).

Гипотеза пришлась по вкусу многим ученым. Вывод был однозначен: звезды на ночном небе светятся, потому что внутри происходит реакция синтеза и выделяемой при этом энергии больше чем достаточно. Также стало понятно, что соединение водорода может идти безостановочно много миллиардов лет подряд.

Итак, почему звезды светят? Энергия, которая выделяется в ядре, передается во внешнюю газовую оболочку и происходит видимое нам излучение. Сегодня ученые практически уверены, что «дорога» луча от ядра к оболочке занимает более сотни тысяч лет. До Земли луч от звезды тоже идет достаточно долго. Если излучение от Солнца доходит до Земли за восемь минут, звезды поярче - Проксимы Центавры - почти за пять лет, то свет остальных может идти десятки и сотни лет.

Ещё одно «почему»

Почему звезды излучают свет теперь понятно. Почему он мерцает? Свечение, идущее от звезды, на самом деле ровное. Это происходит из-за гравитации, которая притягивает выталкиваемый звездой газ обратно. Мерцание звезды - это своеобразная погрешность. Человеческий глаз видит звезду через несколько слоев воздуха, который пребывает в постоянном движении. Звездный луч, проходя через эти слои, кажется мерцающим.

Так как атмосфера непрестанно движется, горячие и холодные потоки воздуха, проходя друг под другом, образуют завихрения. Это приводит к искривлению светового луча. тоже изменяется. Причина в неравномерности концентрации доходящего до нас луча. Смещается и сама звездная картина. Виной этому явлению являются, проходящие в атмосфере, например, порывы ветра.

Разноцветные звезды

В безоблачную погоду ночное небо радует глаз ярким многоцветием. Насыщенно-оранжевая окраска у и Арктур, а вот Антарес и Бетельгейзе - нежно-красные. Сириус и Вега молочно-белого оттенка, с голубым отливом - Регул и Спика. Знаменитые гиганты - Альфа Центавра и Капелла - сочно желтые.

Почему звезды светят по-разному? Цвет звезды зависит от ее внутренней температуры. Самые «холодные» - красные. На их поверхности всего 4 000̊С. с поверхностным нагревом до 30 000̊С - считаются самыми горячими.

Космонавты рассказывают, что на самом деле звезды свет ровно и ярко, а подмигивают они только землянам...

Делятся на спектральные классы в зависимости от их спектра электромагнитного излучения. Из него можно получить такую важную информацию о космическом теле как температура и давление верхних слоев, химический состав, и прочие физические характеристики.

В простом случае спектр можно получить следующим образом: , излучаемый объектом, пропускается через узкое отверстие, позади которого располагается призма. Последняя преломляет свет, который после направляется на экран или специальную фотопленку. Полученное изображение представляется в виде плавного градиента цветов от фиолетового к красному. Спектр без каких-либо черных линий называется непрерывным. Подобная картина наблюдается при излучении света твердыми или жидкими телами, к примеру – лампой накаливания.

Рассмотрим следующий случай: пусть имеется горелка, в пламя которой поместили некоторую массу соли. В описанном случае в свете пламени будет наблюдаться ярко-желтый цвет. И если посмотреть через на эти испарения, то мы увидим яркую желтую линию. Это означает, что разогретые пары натрия излучают свет с длиной волны желтого цвета. Данное свойство присущее любому веществу в газообразном состоянии, а его спектр называется линейчатым.

При наблюдении за Солнцем немецкий оптик Йозеф Фраунгофер отметил, что в его непрерывном спектре излучения имеются некие тонкие черные линии. Позже Густав Кирхгоф определил, что всякий разреженный газ поглощает лучи света именно тех длин волн, которые испускает сам, находясь в состоянии свечения. Получаемые на непрерывном спектре черные линии были названы как линии поглощения. Применив упомянутые законы к , ученые, смогли выявить химический состав звезды. Так как газы в атмосфере поглощали излучение с определенными длинами волн.

В дальнейшем в спектроскопии появилось множество методов изучения других свойств звезд, то бишь смещение спектра в определенную сторону, сравнение со спектром абсолютно черного тела, раздвоение линий наложения и прочее.