يتناول هذا المستند موضوعات مختارة من المرحلة HL للمادة التي تم تقييمها لأول مرة في 2025؛ وهو لا يمثل المنهج الدراسي بأكمله.
المؤهلات السابقة: قراءة الكميات والوحدات المحددة، واستخدام العمليات الحسابية وشروط النموذج أدناه.
الأمثلة أصيلة ومخترعة: فهي ليست قياسات حقيقية أو تحقيقات طلابية فعلية.
24.2
النجوم والإشعاع والمقياس
ما الذي قد يفسر هذه الملاحظة؟
يمكن لنجمين أن يكونا لهما نفس السطوع الظاهري بينما يكون لديهما إشعاعات مختلفة. المسافة تغير التدفق الذي يصل إلى المراقب.
بنِ النموذج
اللمعان هو القدرة الكلية المنبعثة؛ وشدة التدفق هي القدرة المستقبلة لكل وحدة مساحة.
يحمل الطيف النجمي معلومات عن درجة حرارة السطح والمكونات.
الاندماج يحوّل الطاقة عندما تتحد الأنوية الخفيفة.
السطوع: إجمالي القدرة المنبعثة.
التدفق (Flux): القدرة المستقبلة لكل وحدة مساحة.
التربيع العكسي: نفس القوة موزعة على 4πd²، لذا يعطي ضعف المسافة ربع الشدة
اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج
بالنسبة للانبعاث المتجانس دون امتصاص، يتبع التدفق علاقة عكسية مع مربع المسافة.
لذلك لا يمكن للسطوع المرصود وحده تحديد اللمعان.
في المختبر: حافظ على تناسق وحدات القياس، حدد الكميات الفطرية للنجم، وميّز بين الأدلة الرصدية ونموذج تطور النجوم. لا تخلط بين مرحلة العملاق الأحمر وأجسامها النهائية المحتملة.
اعمل من الكميات المعروفة
معلوم: المسافة تتضاعف بينما تظل اللمعان ثابتاً.
استخدم F ∝ 1/d².
نسبة التدفق = 1/2² = 1/4.
تدفق قدره 12 وحدة يصبح 3 وحدة.
هذا يفترض عدم وجود تغيير في الامتصاص أو ناتج المصدر.
دورك: يعطي مصدر تدفق قدره 18 وحدة. أوجد التدفق عند مسافة تساوي ثلاثة أضعاف المسافة الأصلية.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
لا يُتوقع أن يتحول الشمس إلى مستعر أعظم.
الانزياح نحو الأحمر قد يدعم التوسع الكوني؛ إلا أنه لا يعني أن كل جسم قريب يجب أن يبتعد عن كل مراقب.
غير صحيح: السطوع الظاهري وحده لا يحدد دائماً لمعان النجم. يعتمد السطوع الظاهري على المسافة واللمعان (F = L/4 π d^2). قد يبدو النجم باهتاً لكنه شديد اللمعان لأنه بعيد، لذا لا يمكن تحديد اللمعان بالسطوع الظاهري وحده دون معرفة المسافة.
المفتاح:
اللمعان هو إجمالي القدرة المنبعثة؛ الشدة هي القدرة المستقبلة لكل وحدة مساحة.
بالنسبة للانبعاث المتجانس دون امتصاص، يتبع التدفق علاقة عكسية مع مربع المسافة.
انتبه إلى: لا يُتوقع أن تتحول الشمس إلى مستعر أعظم.
اكتب من شدة قدرها 5 وحدة
مصدر يعطي تدفقاً قدره 45 وحدات.
احسب التدفق عند مسافة تساوي ثلاثة أضعاف المسافة الأصلية. السطوع الظاهري وحده لا يعطي القدرة اللامعة (اللمعان).
اكتب من مضاعفة المسافة ثلاث مرات
مصدر يعطي شدة 45 وحدات عند مسافة d.
عند 3d: 45 ÷ 9 = 5 وحدات — قانون التربيع العكسي، مرة أخرى.
اكتب من فخ السطوع الظاهري
سيريوس يتفوق على بطلعوس في سماءنا، ومع ذلك يشع بطلعوس ضوءًا أكثر بكثير.
السطوع الظاهري يأخذ المسافة في الحسبان (F = L ÷ 4πd²) - "الأكثر سطوعاً في السماء" هو ادعاء يتعلق بـ d ebenso as L.
اكتب من مقارنة السطوع
النجم أ يبعث ضعف قدرة الشمس على مسافة ضعف بعد الشمس.
تدفقها هنا = 2 ÷ 2² = نصف تدفق الشمس؛ اللuminosity هي الانبعاث؛ أما التدفق فهو ما يصل، وينقسم على 4πd².
استكشف
Distance, luminosity and apparent brightness
At unchanged luminosity, doubling distance reduces flux from 12 units to 3. Then compare a source four times as luminous at twice the distance: its apparent brightness matches the reference.
