Pokaż ćwiczenia:
RASq6uTmu2e381
Ćwiczenie 1
Wskaż uczelnie, do których mógł zwrócić się Christian Doppler, gdy "Poszukiwał bezskutecznie bardziej odpowiedniego stanowiska w różnych szkołach i na uczelniach rozległego imperium Habsburgów". Możliwe odpowiedzi: 1. Uniwersytet Karola w Pradze, 2. Monachijski Uniwersytet Techniczny, 3. Politechnika w Zurychu, 4. Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, 5. Uniwersytet Lwowski, 6. Uniwersytet w Wenecji, 7. Instytut Geometricum-Hydrotechnicum w Budapeszcie
21
Ćwiczenie 2

Rozstrzygnij, czy Christiana Dopplera uznaje się za odkrywcę gwiazd podwójnych.

Wpisz swoją odpowiedź, wraz z krótkim uzasadnieniem, w przygotowane pole. Porównaj ją następnie z odpowiedzią wzorcową.

uzupełnij treść
RZJpRYYLbE1wD2
Ćwiczenie 3
Układ spektroskopowo podwójny Możliwe odpowiedzi: 1. Układ, w którym gwiazdy są wystarczająco daleko od siebie, by były widziane z Ziemi przez teleskop jako dwa oddzielne źródła światła., 2. Układ, w którym prędkości orbitalne gwiazd wywołują możliwe do zaobserwowania z Ziemi przesunięcia linii (emisyjnych lub absorpcyjnych) w ich widmach. Okresowe przesuwanie się linii następuje ze względu na efekt Dopplera., 3. Układ, w którym obserwuje się z Ziemi okresowe przesłanianie się gwiazd. Taka obserwacja jest możliwa dzięki specyficznej orientacji płaszczyzny orbity gwiazd w stosunku do linii patrzenia obserwatora., 4. Nie istnieje taki rodzaj gwiazd podwójnych., 5. Układ, w którym z Ziemi bezpośrednio obserwowana jest tylko jedna gwiazda. O obecności drugiej, niewidocznej gwiazdy wnioskuje się pośrednio, rejestrując jej wpływ na okresowy ruch pierwszej. Taki wpływ może pochodzić od pola grawitacyjnego drugiej gwiazdy. Układ podwójny astrometryczny Możliwe odpowiedzi: 1. Układ, w którym gwiazdy są wystarczająco daleko od siebie, by były widziane z Ziemi przez teleskop jako dwa oddzielne źródła światła., 2. Układ, w którym prędkości orbitalne gwiazd wywołują możliwe do zaobserwowania z Ziemi przesunięcia linii (emisyjnych lub absorpcyjnych) w ich widmach. Okresowe przesuwanie się linii następuje ze względu na efekt Dopplera., 3. Układ, w którym obserwuje się z Ziemi okresowe przesłanianie się gwiazd. Taka obserwacja jest możliwa dzięki specyficznej orientacji płaszczyzny orbity gwiazd w stosunku do linii patrzenia obserwatora., 4. Nie istnieje taki rodzaj gwiazd podwójnych., 5. Układ, w którym z Ziemi bezpośrednio obserwowana jest tylko jedna gwiazda. O obecności drugiej, niewidocznej gwiazdy wnioskuje się pośrednio, rejestrując jej wpływ na okresowy ruch pierwszej. Taki wpływ może pochodzić od pola grawitacyjnego drugiej gwiazdy. Układ akustycznie podwójny Możliwe odpowiedzi: 1. Układ, w którym gwiazdy są wystarczająco daleko od siebie, by były widziane z Ziemi przez teleskop jako dwa oddzielne źródła światła., 2. Układ, w którym prędkości orbitalne gwiazd wywołują możliwe do zaobserwowania z Ziemi przesunięcia linii (emisyjnych lub absorpcyjnych) w ich widmach. Okresowe przesuwanie się linii następuje ze względu na efekt Dopplera., 3. Układ, w którym obserwuje się z Ziemi okresowe przesłanianie się gwiazd. Taka obserwacja jest możliwa dzięki specyficznej orientacji płaszczyzny orbity gwiazd w stosunku do linii patrzenia obserwatora., 4. Nie istnieje taki rodzaj gwiazd podwójnych., 5. Układ, w którym z Ziemi bezpośrednio obserwowana jest tylko jedna gwiazda. O obecności drugiej, niewidocznej gwiazdy wnioskuje się pośrednio, rejestrując jej wpływ na okresowy ruch pierwszej. Taki wpływ może pochodzić od pola grawitacyjnego drugiej gwiazdy. Układ podwójny zaćmieniowy Możliwe odpowiedzi: 1. Układ, w którym gwiazdy są wystarczająco daleko od siebie, by były widziane z Ziemi przez teleskop jako dwa oddzielne źródła światła., 2. Układ, w którym prędkości orbitalne gwiazd wywołują możliwe do zaobserwowania z Ziemi przesunięcia linii (emisyjnych lub absorpcyjnych) w ich widmach. Okresowe przesuwanie się linii następuje ze względu na efekt Dopplera., 3. Układ, w którym obserwuje się z Ziemi okresowe przesłanianie się gwiazd. Taka obserwacja jest możliwa dzięki specyficznej orientacji płaszczyzny orbity gwiazd w stosunku do linii patrzenia obserwatora., 4. Nie istnieje taki rodzaj gwiazd podwójnych., 5. Układ, w którym z Ziemi bezpośrednio obserwowana jest tylko jedna gwiazda. O obecności drugiej, niewidocznej gwiazdy wnioskuje się pośrednio, rejestrując jej wpływ na okresowy ruch pierwszej. Taki wpływ może pochodzić od pola grawitacyjnego drugiej gwiazdy. Układ wizualnie podwójny Możliwe odpowiedzi: 1. Układ, w którym gwiazdy są wystarczająco daleko od siebie, by były widziane z Ziemi przez teleskop jako dwa oddzielne źródła światła., 2. Układ, w którym prędkości orbitalne gwiazd wywołują możliwe do zaobserwowania z Ziemi przesunięcia linii (emisyjnych lub absorpcyjnych) w ich widmach. Okresowe przesuwanie się linii następuje ze względu na efekt Dopplera., 3. Układ, w którym obserwuje się z Ziemi okresowe przesłanianie się gwiazd. Taka obserwacja jest możliwa dzięki specyficznej orientacji płaszczyzny orbity gwiazd w stosunku do linii patrzenia obserwatora., 4. Nie istnieje taki rodzaj gwiazd podwójnych., 5. Układ, w którym z Ziemi bezpośrednio obserwowana jest tylko jedna gwiazda. O obecności drugiej, niewidocznej gwiazdy wnioskuje się pośrednio, rejestrując jej wpływ na okresowy ruch pierwszej. Taki wpływ może pochodzić od pola grawitacyjnego drugiej gwiazdy.
1
Ćwiczenie 3

Wyjaśnij, czym są następujące układy: spektroskopowo podwójny, podwójny astrometryczny, akustycznie podwójny, podwójny zaćmieniowy, wizualnie podwójny.

uzupełnij treść
1
Ćwiczenie 4

Rozpatrujemy podwójny układ gwiazd. Obie krążą po kołowych orbitach, o różnych promieniach, wokół wspólnego środka masy (punkt S). Na schemacie pokazano wektory położeń gwiazd r1r2, które tworzą kąt . Każdemu opisowi wartości kąta przyporządkuj jeden z trzech symboli { K – koniecznie / M – możliwe / N – niemożliwe }.

RLFtVtDiXSE66
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
R111TXk7GXuQI
α = 0 Tu uzupełnij α = 900 Tu uzupełnij α = 1800 Tu uzupełnij α = 900 gdy masy gwiazd są jednakowe Tu uzupełnij α jest ostry (ale różny od zera), gdy m1 > m2 a rozwarty (ale różny od kąta półpełnego) gdy m1 < m2 Tu uzupełnij α = 900 gdy długości wektorów położeń są jednakowe Tu uzupełnij α jest ostry (ale różny od zera), gdy r1 > r2 a rozwarty (ale różny od kąta półpełnego) gdy r1 < r2 Tu uzupełnij
R12C55Kr4rmsr
Ćwiczenie 4
Wskaż poprawne fragmenty tekstu: Środek masy jest pojęciem ogólniejszym od pojęcia środka ciężkości, gdyż ciało ma środek masy zawsze zależnie\niezależnie od tego, czy znajduje się, czy nie, w polu ciężkości. W przybliżeniu można przyjąć, że środek masy ciała znajduje się w tym samym\innym miejscu, co środek ciężkości. Takie przybliżenie jest tym bardziej uzasadnione, im rozmiary ciała są mniejsze\większe w porównaniu z rozmiarami Ziemi i odległością tego ciała od jej środka.
2
Ćwiczenie 5

Rozpatrujemy podwójny układ gwiazd. Jedna z nich krąży z prędkością vIndeks dolny 1 po orbicie kołowej o promieniu rIndeks dolny 1 wokół wspólnego środka masy (punkt S). Druga gwiazda także krąży po orbicie kołowej, o promieniu rIndeks dolny 2, o wspólnym środku z pierwszą, co pokazano na schemacie.

R1564wrMA24py
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Na podstawie podanych informacjach wskaż właściwe uzupełnienia czterech poniższych zdań:

RlfnER0KpZLlh
Masa m2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z m1 większa / taka sama / mniejsza / nie można rozstrzygnąć.

Promień R2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z R1 większy / taki sam / mniejszy / nie można rozstrzygnąć.

Temperatura powierzchni T2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z T1 większa / taka sama / mniejsza / nie można rozstrzygnąć.

Prędkość orbitalna v2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z v1 większa / taka sama / mniejsza / nie można rozstrzygnąć.
R2kh8GfuaZQlK
Masa m2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z m1 większa / taka sama / mniejsza / nie można rozstrzygnąć.

Promień R2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z R1 większy / taki sam / mniejszy / nie można rozstrzygnąć.

Temperatura powierzchni T2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z T1 większa / taka sama / mniejsza / nie można rozstrzygnąć.

Prędkość orbitalna v2 drugiej gwiazdy jest w porównaniu z v1 większa / taka sama / mniejsza / nie można rozstrzygnąć.
Wspólny tekst do ćwiczeń 6‑10.

Atmosfera gwiazdy, gdy jest rozgrzana do temperatury rzędu 3‑4 tysięcy kelwinów, emituje światło z całego zakresu widzialnej części widma fal elektromagnetycznych. Jest to widmo ciągłe – obecne są w nim fale o wszystkich częstotliwościach widzialnych. Zależnie od wielu czynników (m. in. skład chemiczny gwiazdy, budowa i rozkład temperatury poszczególnych części jej atmosfery) zauważamy wzmocnienie intensywności świecenia w niektórych częstotliwościach. Są to tzw. linie widmowe, charakterystyczne dla atomów określonych pierwiastków (także dla cząsteczek) świecących w atmosferze gwiazdy.

Na poniższym schemacie przedstawiono rozszczepienie w pryzmacie światła pochodzącego od hipotetycznej gwiazdy (Doppler nadałby jej zapewne imię Matylda). W gorącej atmosferze Matyldy znajduje się wyłącznie atomowy wodór. Na ekranie uzyskano ciągłe widmo widzialne, w zakresie długości fal od niecałych 400 nm (kraniec fioletowy) do nieco ponad 750 nm (kraniec czerwony).

R1eewPeHesh0h
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Przedstawiono rozszczepienie w pryzmacie światła pochodzącego od hipotetycznej gwiazdy (Doppler nadałby jej zapewne imię Matylda). W gorącej atmosferze Matyldy znajduje się wyłącznie atomowy wodór. Na ekranie uzyskano ciągłe widmo widzialne, w zakresie długości fal od niecałych 400 nm (kraniec fioletowy) do nieco ponad 750 nm (kraniec czerwony).

Na tle widma ciągłego pokazane są trzy linie, charakterystyczne dla atomowego wodoru, znane od połowy XIX w.

RKIK2QS90PQyi2
Ćwiczenie 6
Powyższy schemat pokazuje, w uproszczeniu, zasadę działania (wskaż właściwą nazwę przyrządu): Możliwe odpowiedzi: 1. dylatoskopu, 2. gonioskopu, 3. spektroskopu, 4. astrometru, 5. goniometru, 6. refraktometru, 7. spektrometru
R1GZxrKtqPZMI
Ćwiczenie 6
Powyższy schemat pokazuje, w uproszczeniu, zasadę działania (wskaż właściwą nazwę przyrządu): Możliwe odpowiedzi: 1. dylatoskopu, 2. gonioskopu, 3. spektroskopu, 4. astrometru, 5. goniometru, 6. refraktometru, 7. spektrometru

Gwiazda Matylda jest składnikiem układu podwójnego. Płaszczyzna jej orbity zawiera w sobie kierunek obserwacji. Orbitę gwiazdy wokół środka masy S podzielono na cztery fazy, ponumerowane na schemacie cyframi rzymskimi.

RJs264H28Zqp6
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Regularna obserwacja linii HIndeks dolny alfa Indeks dolny koniec pokazuje, że okresowo zmienia się jej długość fali. W tym cyklu wyróżniamy trzy wartości:

lambdaIndeks dolny 0 = 656,30 nm; jest to długość fali linii HIndeks dolny alfa Indeks dolny koniec atomowego wodoru, którą obserwujemy w warunkach ziemskich.

lambdaIndeks dolny g = 656,47 nm; największa długość fali linii HIndeks dolny alfa Indeks dolny koniec, rejestrowana w tej obserwacji.

lambdaIndeks dolny d = 656,17 nm; najmniejsza długość fali linii HIndeks dolny alfa Indeks dolny koniec, rejestrowana w tej obserwacji.

R1ZtYzt3KROSA
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Cykl zmian długości fali linii HIndeks dolny alfa Indeks dolny koniec można podzielić na cztery fazy, oznaczane literami A, B, C i D. Zaczynając od wartości lambdaIndeks dolny 0 linia ta przemieszcza się najpierw w kierunku fal coraz dłuższych (faza A).

R11nOjD6IAWnM
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Po kilkunastu dniach długość fali światła tej linii osiąga największą wartość lambdaIndeks dolny g. Przez kolejne kilkanaście dni długość fali maleje (faza B), aż osiągnie wartość lambdaIndeks dolny 0.

RakdmshxMpTRn
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Długość fali maleje przez kolejne kilkanaście dni (faza C), aż do osiągnięcia najkrótszej wartości lambdaIndeks dolny d.

RrdSg5bjIOrW7
Źródło: Maciej Mrowinski, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Cykl zamknie się po kolejnych kilkunastu dniach (faza D), gdy długość fali ponownie zrówna się z wartością lambdaIndeks dolny 0.

R1UIktS7RxtfO
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
R6cmqnXfKD3Fh2
Ćwiczenie 7
Przyporządkuj poszczególnym fazom przesuwania się linii Hα na ekranie spektrometru właściwe fazy ruchu orbitalnego gwiazdy Matyldy. A Możliwe odpowiedzi: 1. II, 2. I, 3. IV, 4. III B Możliwe odpowiedzi: 1. II, 2. I, 3. IV, 4. III C Możliwe odpowiedzi: 1. II, 2. I, 3. IV, 4. III D Możliwe odpowiedzi: 1. II, 2. I, 3. IV, 4. III
RRXOh8Luy2jb6
Ćwiczenie 7
Wskaż poprawne fragmenty tekstu: Zaczynając od wartości λlambdaIndeks dolny 00 linia ta przemieszcza się najpierw w kierunku fal coraz dłuższych
31
Ćwiczenie 8

Określ kierunek i zwrot oraz oblicz wartość prędkości gwiazdy Matyldy względem obserwatora w chwili, gdy wysyłane przez nią światło zawiera linię HIndeks dolny alfa Indeks dolny koniec o długości fali lambdaIndeks dolny d. Opisz swoje rozumowanie i wpisz wyniki w przygotowane pole a następnie porównaj z odpowiedzią wzorcową.

uzupełnij treść
31
Ćwiczenie 9

Linia HIndeks dolny alfa Indeks dolny koniec przesuwa się ku fioletowi maksymalnie o 0,13 nm. Zbadaj, czy maksymalne przesunięcie ku fioletowi linii HIndeks dolny beta Indeks dolny koniec oraz HIndeks dolny gamma Indeks dolny koniec jest takie samo, większe czy mniejsze. Opisz swoje rozumowanie i wpisz rozstrzygnięcie w przygotowane pole a następnie porównaj z odpowiedzią wzorcową.

uzupełnij treść
31
Ćwiczenie 10

Przyjmij, że dla drugiego składnika układu podwójnego można przeprowadzić analogiczne obserwacji i obliczenia. Znane są wówczas: okres obiegu T każdej z gwiazd wokół środka masy oraz prędkości liniowe vIndeks dolny 1vIndeks dolny 2 każdej z nich w jej ruchu po okręgu. Opisz postępowanie prowadzące ku porównaniu mas mIndeks dolny 1mIndeks dolny 2 składników układu oraz ku wyznaczeniu wartości tych mas. Wpisz swoją odpowiedź w przygotowane pole. Porównaj ją następnie z odpowiedzią wzorcową.

uzupełnij treść