Luminozitate

Luminozitate L este un termen utilizat în principal în astronomie pentru puterea radiată (energie pe unitatea de timp). Dacă puterea totală radiată este luată în considerare pe toate zonele spectrului electromagnetic , luminozitatea este un sinonim pentru „ putere radiată ”.

Toate unitățile de putere pot fi utilizate pentru a specifica luminozitatea . În plus față de unitatea de wați SI , erg pe secundă a fost, de asemenea, obișnuit în astronomie în trecut . În plus, luminozitatea soarelui (L _☉ ) este utilizată și ca unitate.

Determinarea luminozității

Dacă o sursă de radiație își emite puterea în mod uniform într-un unghi solid , fără reducere prin absorbție și altele asemenea în volumul spațial sau mediu în cauză, atunci la o distanță de sursă o densitate a fluxului de energie (energie pe timp și zonă) de: ${\ displaystyle L}$ ${\ displaystyle \ Omega}$ ${\ displaystyle R}$ ${\ displaystyle f}$

{\ displaystyle f = {\ frac {L} {\ Omega R ^ {2}}}}

În cazul radiației izotrope în toate direcțiile, unghiul solid este și se aplică următoarele: ${\ textstyle \ Omega = 4 \ pi}$

{\ displaystyle L = 4 \ pi R ^ {2} \ cdot f}

Această ecuație este utilizată pentru a determina luminozitatea obiectelor astronomice, cum ar fi planete , stele, galaxii etc. Dacă ne uităm la distanțe foarte mari, ca în cazul quasarurilor îndepărtate sau al grupurilor de galaxii , ecuația trebuie extinsă sau interpretată diferit, deoarece efectele relativiste devin importante.

Adesea, complicația determinării luminozității este determinarea distanței și a densității fluxului de energie . ${\ displaystyle R}$ ${\ displaystyle f}$

Determinarea distanțelor este un domeniu important în astronomie și deseori consumă mult timp. Distanța până la stelele din apropiere poate fi determinată prin măsurarea paralaxei . Un număr mare de astfel de paralaje au fost măsurate , de exemplu, în timpul misiunii Hipparcos . O gamă întreagă de metode poate fi utilizată pentru a determina distanța obiectelor îndepărtate, cum ar fi grupurile de stele , galaxii, quasare etc. Obiectele cu luminozitate cunoscută joacă un rol important în acest sens. Se numesc lumânări standard . Dacă se măsoară fluxul de energie și se setează z. De exemplu , presupunând izotropie , formula pentru luminozitate poate fi utilizată pentru a calcula distanța.

Sunt necesare detectoare adecvate pentru a măsura debitul . În astronomie, detectoarele CCD sunt utilizate în multe locuri , care au deplasat plăcile foto utilizate anterior . Cu toate acestea, în general, se observă doar o parte din întregul spectru, astfel încât măsurarea luminozității totale este posibilă doar într-o măsură limitată.

Luminozitatea obiectelor astronomice

Luminozitatea este de obicei o măsură a emisiei de energie a unei stele sub formă de radiație electromagnetică . În general, așa o stea degajă cea mai mare parte a energiei sale, dar nu toată energia sa. Alte posibilități sunt, de exemplu, pierderea de energie ca radiație neutrino sau vânt stelar .

Luminozitatea depinde de raza stelelor și de temperatura efectivă a acestora . Relația cu temperatura efectivă este prin definiție, iar termenul de temperatură nu trebuie luat în serios aici.

Pentru stele, luminozitatea în lumină vizibilă cu clasa spectrală este un parametru în diagrama Hertzsprung-Russell care descrie evoluția stelelor . Termenul este adesea limitat la o anumită bandă (o secțiune a spectrului electromagnetic) pentru subiecte specifice de cercetare . Este comun să vorbim despre „luminozitatea razelor X” atunci când ne referim la puterea de radiație integrată prin banda de raze X.

Clasele de luminozitate

Chiar dacă temperatura efectivă a două stele este similară, luminozitatea lor poate diferi semnificativ una de cealaltă, deoarece razele lor nu trebuie să fie aceleași. Determinarea temperaturii efective, care se reflectă în tipul spectral , nu este, prin urmare, suficientă pentru a clasifica stelele în funcție de luminozitatea lor.

Pentru a putea clasifica stelele în funcție de luminozitatea lor, a fost introdusă în schimb clasa de luminozitate . Ea este determinată de lățimea a liniilor spectrale ale unei stele, care , la rândul său , este o măsură a razei sale.

Vezi și: Diagrama Hertzsprung-Russell , seria principală , steaua gigantică , relația masă-luminozitate

Calculând luminozitatea soarelui

Soarele este un radiator izotrop. La o distanță de R = 1 AU = 149,6 milioane de kilometri de centrul soarelui - distanța medie între pământ și soare - apare o energie de 1361 J pe m² în fiecare secundă , prin care această specificație se referă la o suprafață orientată perpendicular pe se iau în considerare radiațiile și niciun efect de reducere a radiației. Cantitatea de 1361 J / (m² · s) se numește constantă solară și trebuie echivalată cu densitatea fluxului de energie din formula de luminozitate. ${\ displaystyle f}$

Întreaga radiație a soarelui este distribuită matematic pe o suprafață sferică de dimensiuni la o distanță de o unitate astronomică

{\ displaystyle O = 4 \ pi R ^ {2} = 2 {,} 812 \ cdot 10 ^ {23} \, \ mathrm {m} ^ {2}}

Dacă puneți această valoare și constanta solară în formula pentru luminozitate, veți obține:

{\ displaystyle L = O \ cdot 1361 \, \ mathrm {\ frac {J} {m ^ {2} \ cdot s}} = 3 {,} 828 \ cdot 10 ^ {26} \, \ mathrm {W} }

Această valoare corespunde luminozității medii a soarelui, care este adesea indicată cu simbolul L _☉ .

Ceea ce se numește uneori în mod colocvial „puterea soarelui”, și anume efectul mai mult sau mai puțin încălzitor al razelor unui soare superior sau inferior care cad pe suprafața pământului, nu corespunde fizic luminozității soarelui, ci densitatea fluxului de energie al razelor solare lovind o suprafață. Este descrisă științific ca o insolație .

Vezi si

literatură

Joachim Krautter și colab.: Meyers Handbuch Weltall , ediția a VII-a. Meyers Lexikonverlag, 1994, ISBN 3-411-07757-3
Arnold Hanslmeier : Introducere în astronomie și astrofizică , ediția a II-a. Editura Academic Spectrum, 2007, ISBN 978-3-8274-1846-3

Link-uri web

Wikționar: Luminozitate - explicații ale semnificațiilor, originea cuvintelor, sinonime, traduceri

Languages