דלג לתוכן

Space physics — physics only (4.8)

AQA · GCSE · Physics · נושא 8

8.1

פיזיקת החלל: התמונה הגדולה ביותר

כוכבים נולדים, נשרפים ומתים; גלקסיות נמלטות זו מזו; והאור שהן שולחות אלינו נושא את החדשות. עמוד זה מכסה AQA GCSE Physics 8463, נושא 4.8 פיזיקת החלל.

כיצב המבחן מטפל בנושא זה:

  • כל הנושא הוא פיזיקה בלבד, מופיע במספר 2.
  • שלושת ההצהרות על תנועה מסלולית הן רק HT (מסלולים מעגליים, שינוי מהירות במהירות קבועה, שינוי רדיוס מסלול יציב).
  • העובדות חייבות להיות מדויקות: סדרת מחזור החיים, סיפור ההיתוך של האלמנטים, ושרשרת ההזזה האדומה.
8.1

מערכת השמש והשמש שלנו

סיילבוס

מערכת השמש וחיי הכוכבים, פיזיקה בלבד (AQA 8463 נוסחים 4.8.1.1-4.8.1.2).

  1. תארו את מערכת השמש: כוכב אחד, שמונה כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים ולווינים טבעיים; חלק מכוכב הדרום (Milky Way).
  2. הסבירו את היווצרות השמש מפנימה שנמשכה על ידי כבידה, ואיזון היתוך באסטרונום מהסדרה הראשית.
  3. תארו את מחזור החיים של כוכב בגודל השמש ושל כוכב בעל מסה גדולה הרבה יותר.
  4. הסבר כיצד תהליכי מיזוג מייצרים את האלמנטים הקיימים בטבע, וכיצד סופרנובה נוצרת ומפיצה אלמנטים כבדים יותר מברזל.

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

מערכת השמש: כוכב אחד (השמש), שמונה כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים המקיפים את השמש, ולווינים טבעיים (ירח) המקיפים כוכבי לכת. מערכת השמש שלנו היא חלק קטן מהגלקסיה שביל החלב.

יצירת השמש: ענן של אבק וגז (ערבה) נמשך יחד על ידי משיכה כבידתית. כאשר התכווץ:

מחזורי החיים של כוכב בגודל השמש וכוכב מאסיבי מערבה עד שאריות.
  1. המרכז הצפוף התחמם עד שהתחילה היתוך — כוכב נדלק;
  2. הלחץ החוצי של ההיתוך מאזן את משיכת הכבידה הפנימה — איזון שנמשך לאורך חיי הסדרה הראשית של הכוכב.
8.1

מחזור חיים של כוכב

סיילבוס

מערכת השמש וחיי הכוכבים, פיזיקה בלבד (AQA 8463 נוסחים 4.8.1.1-4.8.1.2).

  1. תארו את מערכת השמש: כוכב אחד, שמונה כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים ולווינים טבעיים; חלק מכוכב הדרום (Milky Way).
  2. הסבירו את היווצרות השמש מפנימה שנמשכה על ידי כבידה, ואיזון היתוך באסטרונום מהסדרה הראשית.
  3. תארו את מחזור החיים של כוכב בגודל השמש ושל כוכב בעל מסה גדולה הרבה יותר.
  4. הסבר כיצד תהליכי מיזוג מייצרים את האלמנטים הקיימים בטבע, וכיצד סופרנובה נוצרת ומפיצה אלמנטים כבדים יותר מברזל.

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

מחזור החיים נקבע על ידי גודל הכוכב.

כוכב בגודל השמש: ערפילית → כוכב קדמון → סדרה ראשית (היתוך מימן; איזון) → ענק אדום (מימן נגמר; היתוך של הליום ומרכיבים כבדים יותר; הכוכב מתנפח) → ערפילית לבנה (היתוך נפסק; ליבתו מתכווצת וקרירה) → בסופו של דבר ערפילית שחורה.

כוכב ענק (כבד הרבה מהשמש): ערפילית → כוכב קדמון → סדרה ראשית → ענק-על אדום → סופרנובה (פיצוץ) → כוכב נטרונים, או — עבור הכוכבים הכבדים ביותר — חור שחור.

ממין מגיעים המרכיבים (רצף אהוב):

  • היתוך בכוכבים יוצר מרכיבים עד לברזל.
  • מרכיבים כבדים יותר מברזל נוצרים בסופרנובה.
  • הסופרנובה מפזרת את המרכיבים בכל היקום — החומר שממנו בנויים כוכבי לכת ואנשים.
8.2

תנועה מסלולית ו לווינים

סיילבוס

תנועה orbitית, לוויינים טבעיים ומועשים, פיזיקה בלבד (AQA 8463 הצהרה 4.8.1.3).

  1. תאר את הכבידה ככוח השומר על מסלולים מעגליים של כוכבי לכת ולוויינים.
  2. תאר את הדמיונות וההבדלים בין כוכבי לכת, ירחיהם ולוויינים מלאכותיים.
  3. (רק HT) הסבר באופן איכותי כיצד מסלולים מעגליים כוללים שינוי במהירות אך מהירות קבועה.
  4. (רק HT) הסבר כיצד מסלול יציב חייב לשנות רדיוס כאשר המהירות משתנה.

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

כבידה מספקת את הכוח המרכזי המחזיק כוכבי לכת ולווינים במסלולים מעגליים.

מסלול מעגלי עם כבידה ככוח מרכזי ומהירות במגע.
  • כוכבי לכת: מקיפים את השמש. ירח: לווינים טבעיים המקיפים כוכבי לכת. לווינים מלאכותיים: נוצרו בידי האדם, מקיפים את כדור הארץ. כולם מוחזקים על ידי כבידה, ומובדלים רק לפי מה הם מקיפים ומי יצר אותם.
  • (HT) למסלול מעגלי יש מהירות משתנה אך קבועה — מהירות היא וקטור, והכיוון משתנה באופן רציף; כוח הכבידה פועל בניצב לתנועה, משנה כיוון אך לא מהירות.
  • (HT) כדי מסלול יציב במהירות שונה, רדיוסו חייב להשתנות: אם זזה מהר יותר, המסלול חייב להיות קטן (או הכוכב ישאב אותך מכיוונך); אם זזה איטי יותר, הוא חייב להיות גדול יותר.
8.3

הזזה לאדום והמפץ הגדול

סיילבוס

הזזה אדומה, פיזיקה בלבד (AQA 8463 הצהרה 4.8.2).

  1. תאר הזזה אדומה כעלייה נצפית באורך הגל של אור ממקורות גלקטיים רחוקים.
  2. ציין את הקשר בין מרחק, מהירות התרחקות וגודל ההזזה האדומה.
  3. הסבר כיצד ההזזה האדומה היא עדות לקונות היקום ולתיאוריית המה-גדול.
  4. תאר כיצד תצפיות, כולל תוצאות סופרנובת ה1998, מובילות לתיאוריות, וציין חסכים נוכחיים כמו חומר אפל ואנרגיה אפלה.

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

אור מגלקסיות הרחוקות ביותר מראה הגדלה באורך הגל — הזזה לכיוון הקצה האדום: הזזה לאדום.

קווים ספקטרליים מוזזים יותר לאדום לגלקסיות רחוקות יותר.
  • ככל שהגלקסיה רחוקה יותר, כך היא מתרחקת מהר יותר וההזזה לאדום גדולה יותר.
  • הזזה לאדום מעידה על כך שהיקום מתרחב. אם נחזיר את זה אחורה, כל הדברים היו פעם באזור קטן מאוד, חם וצפוף מאוד — המפץ הגדול.

שרשרת הברורים: הסטיה אדומה נצפתה → גלקסיות מתרחקות → רחוק יותר = מהירות גבוהה יותר → היקום עצמו מתפשט → המפץ הגדול. ונקודת שיטת המחקר: תצפיות (סקרי סטייה אדומה, ומאז 1998 סופרנובות המראות על התרחקות גלקסיות במהירות הולכת וגוברת) הן העדויות עליהם בנויה התאוריה; הרבה עדיין לא ידוע, למשל חומר חשוך ואנרגיה חשוכה.

מילון מונחים אימון
English עברית
red-shift/red ʃɪft/ התאדום
nebula/ˈnebjʊlə/ ערפילית
supernova/ˌsuːpəˈnəʊvə/ סופרנובה
8.3

רשימת בדיקה לפני סיום נושא זה

  • ציין את תכולת מערכת השמש והתעלמות השמש ממערות בעזרת כבידה.
  • שרטט או סדר את מחזורי החיים; ציין היכן נוצר כל אלמנט.
  • הסבר מסלולים בכבידה; (HT) הסבר שינוי במהירות בזמן קבוע ושינוי בקרני מסלול למסלולים יציבים.
  • ציין את שרשרת ההסטיות האדומות ומסקנת המפץ הגדול, תצפית ה1998 הסופרנובה, ואחת מהבלתי ידועות הפתוחות.

נושאים נוספים בAQA · GCSE · Physics

היכנס או צור חשבון

IGCSE, A-Level & AP