Задание 18 ЕГЭ по физике · задача D7CA77
На рисунке представлена диаграмма Герцшпрунга Рессела.
Выберите два правильных утверждения о звёздах.
| 1) | Звезда Эль-Нат имеет температуру поверхности 14 000 К, а её радиус в 4,2 раза превышает радиус Солнца, следовательно, эта звезда относится к звёздам главной последовательности спектрального класса B . | |
| 2) | Средняя плотность сверхгигантов существенно меньше средней плотности белых карликов. | |
| 3) | Чем выше температура поверхности звезды, тем больше её светимость. | |
| 4) | «Жизненный цикл» звезды спектрального класса A главной последовательности более длительный, чем звезды спектрального класса K главной последовательности. | |
| 5) | Все красные гиганты относятся к спектральному классу F . |
Показать ответ и разбор
Ответ: 12 (верны: 1, 2)
Разбор
Привет! Давай разберёмся с этой задачей. Диаграмма Герцшпрунга — Рессела может показаться запутанной, но на самом деле это просто удобная «карта» звёздного мира. Давай проверим каждое утверждение по порядку, опираясь на график.
1) Звезда Эль-Нат имеет температуру поверхности 14 000 К, а её радиус в 4,2 раза превышает радиус Солнца, следовательно, эта звезда относится к звёздам главной последовательности спектрального класса B.
Смотрим на ось температур (сверху): 14 000 К попадает в диапазон спектрального класса B (от 10 000 до 30 000 К). Теперь посмотрим на радиус: на диаграмме есть наклонные линии, соответствующие радиусам. Линия «4,2 солнечных диаметра» (или радиуса, масштаб тот же) проходит как раз через область главной последовательности в классе B. Значит, утверждение верное.
2) Средняя плотность сверхгигантов существенно меньше средней плотности белых карликов.
Сверхгиганты — это огромные звёзды с очень большим радиусом, но их масса не настолько колоссальна, чтобы компенсировать такой объём, поэтому их плотность очень мала (часто меньше плотности воздуха!). Белые карлики, наоборот, размером примерно с Землю, но имеют массу, сравнимую с солнечной. Их плотность огромна. Утверждение верное.
3) Чем выше температура поверхности звезды, тем больше её светимость.
Это правило работает только для звёзд главной последовательности. Но если мы посмотрим на белых карликов, они очень горячие (высокая температура), но их светимость низкая. А красные сверхгиганты холодные, но светят очень ярко из-за огромных размеров. Утверждение неверное.
4) «Жизненный цикл» звезды спектрального класса A главной последовательности более длительный, чем звезды спектрального класса K главной последовательности.
Звёзды класса A горячее и массивнее звёзд класса K. Чем массивнее звезда, тем быстрее она «сжигает» своё водородное топливо. Поэтому горячие звёзды живут меньше, чем холодные. Утверждение неверное.
5) Все красные гиганты относятся к спектральному классу F.
Смотрим на диаграмму: область гигантов и сверхгигантов находится справа, в зоне низких температур. Красные гиганты относятся к спектральным классам K и M, а класс F — это более горячие, жёлто-белые звёзды. Утверждение неверное.
Итак, правильные утверждения — 1 и 2.
1) Звезда Эль-Нат имеет температуру поверхности 14 000 К, а её радиус в 4,2 раза превышает радиус Солнца, следовательно, эта звезда относится к звёздам главной последовательности спектрального класса B.
Смотрим на ось температур (сверху): 14 000 К попадает в диапазон спектрального класса B (от 10 000 до 30 000 К). Теперь посмотрим на радиус: на диаграмме есть наклонные линии, соответствующие радиусам. Линия «4,2 солнечных диаметра» (или радиуса, масштаб тот же) проходит как раз через область главной последовательности в классе B. Значит, утверждение верное.
2) Средняя плотность сверхгигантов существенно меньше средней плотности белых карликов.
Сверхгиганты — это огромные звёзды с очень большим радиусом, но их масса не настолько колоссальна, чтобы компенсировать такой объём, поэтому их плотность очень мала (часто меньше плотности воздуха!). Белые карлики, наоборот, размером примерно с Землю, но имеют массу, сравнимую с солнечной. Их плотность огромна. Утверждение верное.
3) Чем выше температура поверхности звезды, тем больше её светимость.
Это правило работает только для звёзд главной последовательности. Но если мы посмотрим на белых карликов, они очень горячие (высокая температура), но их светимость низкая. А красные сверхгиганты холодные, но светят очень ярко из-за огромных размеров. Утверждение неверное.
4) «Жизненный цикл» звезды спектрального класса A главной последовательности более длительный, чем звезды спектрального класса K главной последовательности.
Звёзды класса A горячее и массивнее звёзд класса K. Чем массивнее звезда, тем быстрее она «сжигает» своё водородное топливо. Поэтому горячие звёзды живут меньше, чем холодные. Утверждение неверное.
5) Все красные гиганты относятся к спектральному классу F.
Смотрим на диаграмму: область гигантов и сверхгигантов находится справа, в зоне низких температур. Красные гиганты относятся к спектральным классам K и M, а класс F — это более горячие, жёлто-белые звёзды. Утверждение неверное.
Итак, правильные утверждения — 1 и 2.