Тема 9. Лекция 16. Основы астрофотометрии.

Цель:изучение физических основ исследования небесных тел.

Ключевые слова:электромагнитные волны, спектры излучения и поглощения, температура, эффекты Доплера, Зеемана, Штарка.

Структура:

1.Электромагнитное излучение в астрофотометрии.

2. Характеристики объектов по их видимости и излучению.

3. Фотометрические системы.

4. Спектральный анализ и спектральные приборы.

5. Методы определения температур по излучению

Физические основы:

1. Электромагнитные волны. Их характеристики и источники.

2.Спектр электромагнитного излучения

3. Рассеяние и поглощение электромагнитных волн. Их характеристики.

4. Характеристики излучаемой системы. Блеск, яркость.

5. Виды излучения.: тепловое и не тепловое. Механизм излучения.

6. Спектры излучения (эмиссионные), спектры поглощения (абсорбционные)

7. Механизм излучения атомов и ионов. Правила отбора: дипольные, квадрупольные, магнитоквадрупольные, октупольные, и переходы более высоких порядков. Запрещенные линии.

8. Дисперсия. Дифракция. Интерференция.

9. Эффекты Доплера, Зеемана, Штарка.

10. Температура кинетическая, возбужденная, ионизационная; температура эффективная (радиационная), яркостная, цветовая.

Лекция 16. Основы астрофотометрии.

Часть 1. Электромагнитное излучение небесных тел

Шкала электромагнитных волн.

Астрофотометрия –раздел астрофизики, изучающий интенсивность излучения небесных светил, доходящего до Земли.

Изучение физической природы небесных объектов основан на количественном и качественном анализе их электромагнитного излучения. Шкала электромагнитных волн простирается от длинных радиоволн (λ > 1 км.) до гамма – лучей (λ<10^{-10 м.)}

Деление электромагнитных волн на диапазоны условно и проводится по величине длины волны, по способам получения и регистрации, по характеру взаимодействия с веществом.

Таблица 3. Шкала электромагнитных волн.

1 Ǻ = 10^{-10 м.}

Излучение небесных тел зависит от их физического состояния. Примеры излучения:

звезды – непрерывный спектр;

светлые газовые туманности– узкие интервалы частот.

Некоторые тела «светятся» отраженнымсветом: планеты, светлые пылевые туманности.

Не все излученные или отраженные электромагнитные волны доходят до Земли. Земная атмосфера поглощает:

λ < 3000 Å

λ > 10000 Å

λ < 1 мм.

λ > 20 м.

Поглощение в атмосфере происходит при взаимодействии излучения с молекулами воздуха. Есть «окна видимости», - длины волн, которые атмосфера пропускает:

видимый свет λ ≈ 3900 – 7600 Å

ультрафиолет в интервале λ ≈ 3100 – 3900 Å

радиоволны λ ≈ 1 см. – 20 м.

Радио излучение с длиной волны λ < 1 см. полностью поглощаетсянижними слоями атмосферы, кромеλ ≈ 1 мм; 4,5 мм, 8 мм.

Излучение в верхних слоях атмосферы проводится с помощью воздушных шаров, а за пределами атмосферы с помощью аппаратуры, установленной на ИСЗ, МАС.

Блеск и яркость.