La Luce: Caratteristiche e Spettroscopia per la Scuola Superiore

Effetto di proiezione delle stelle

FIGURA 2 Effetto di proiezione delle stelle sulla sfera celeste. La figura mostra le posizioni reali nello spazio delle stelle che formano la costellazione del Grande Carro, e come la loro proiezione sulla sfera celeste appaia dalla Terra. posizione reale nello spazio delle stelle del Grande Carro stelle del Grande Carro come appaiono viste dalla Terra Terra 200 175 150 125 100 75 50 distanza (anni luce) 25

Distanze astronomiche

Unità astronomica

1DISTANZE ASTRONOMICHE · UNITA' ASTRONOMICA (UA): rappresenta la distanza media tra terra e Sole

Anno luce

· ANNO LUCE (a.l.): La distanza percorsa dalla luce in un anno. La luce viaggia a 300.000 km/s, quindi in un anno 9461 miliardi di km

Parsec

· PARSEC (pc): Corrisponde a 3,26 a.l. (circa 30.860 miliardi di km)

Caratteristiche delle stelle

Luminosità apparente

CARATTERISTICHE DELLE STELLE · LUMINOSITA' APPARENTE: È quella che noi vediamo e dipende dalla grandezza ma soprattutto dalla distanza della stella

Luminosità assoluta

· LUMINOSITA' ASSOLUTA: E' la luce che affettivamente emette una stella. E' legata alle dimensioni e alla temperatura

Magnitudine assoluta

· MAGNITUDINE ASSOLUTA: E' l'intensità luminosa che la stella avrebbe ad una distanza di 10 pc

Altre caratteristiche delle stelle

Colore delle stelle

CARATTERISTICHE DELLE STELLE · COLORE: Possono essere azzurre, bianche gialle e rosse. Le azzurre sono le più calde, le rosse le più fredde

Dimensioni delle stelle

· DIMENSIONI: Stelle nane (centinaia di volte più piccole del Sole) sino alle giganti e supergiganti (1000-2000 volte più grandi del Sole)

Massa delle stelle

· MASSA Si va da stelle con massa 1/10 del Sole a stelle con massa 200 volte quella del Sole

Densità delle stelle

· DENSITA': Le più dense sono le stelle nane, le meno dense quelle giganti e super giganti

Diagramma di Hertzsprung-Russell

DIAGRAMMA DI HERTZSPRUNG-RUSSELL --- 105 -105 supergiganti --- 104 --- 103 -102 Luminosità (Sole = 1) giganti rosse --- 10 Sole +1 sequenza principale --- 101 --- 102 nane bianche --- 103 nane rosse -104 O B A F G K M TOK 35000 10000 6000 3000

Il motore delle stelle

IL MOTORE DELLE STELLE Nel nucleo di una stella avvengono le reazioni di fusione termonucleare in cui quattro nuclei di idrogeno si fondono per formare un nucleo di elio ed energia che si libera. 4 nuclei di idrogeno 1 nucleo di elio + radiazione

Caratteristiche della luce

Onde elettromagnetiche

RLA LUCE: caratteristiche La luce è costituita da onde elettromagnetiche, formatesi dal comporsi di un campo magnetico (B) e di un campo elettrico (E), che oscillano nella stessa direzione ma su piani perpendicolari Onda elettromagnetica lunghezza d'onda campo elettrico C E direzione dell'onda B campo magnetico

Lunghezza d'onda e frequenza

LA LUCE: caratteristiche Ogni onda è caratterizzata da una lunghezza d'onda 2 e da una frequenza v. Lunghezza d'onda e frequenza sono inversamente proporzionali: 1 lunghezza d'onda 2 ampiezza (potenza) una oscillazione (la frequenza V è il numero di oscillazioni al secondo)

Spettro elettromagnetico

LA LUCE: caratteristiche 2 cresce lunghezza d'onda 2. -2 -4 -6 -10 10 1 10 10 10 -8 10-8 10 10-12 10-14 metri onde radio onde TV microonde infra- rosso visibile ultra- violetto raggi X raggi y raggi cosmici frequenza v 3.10 8 3.1010 3.10 12 3.10 16 3.10 3.10 20 3.10 22 s-1 1 v cresce 700 nm 400 nm 1 rosso arancio giallo verde azzurro indaco violetto 18

Spettroscopia

Spettro continuo

LA LUCE: caratteristiche La spettroscopia è la disciplina che studia le caratteristiche delle onde luminose facendo uso dello spettro. Lo spettro è il disegno che viene proiettato su uno schermo, o su una lastra fotografica, quando una luce bianca attraversa un prisma. Questo fenomeno fisico è chiamato rifrazione. schermo prisma fenditura Spettro continuo Sorgente densa calda

Spettro a righe

Gas rarefatto incandescente Spettro a righe (discontinuo]

Spettro di assorbimento

Gas rarefatto freddo Spettro di assorbimento Sorgente densa calda

Tipi di spettri

Spettro di emissione continuo

LA LUCE: caratteristiche Lo spettro di emissione continuo è caratterizzato dalla presenza di tutte le lunghezze d'onda ed è tipico di un corpo nero Spettro continuo

Spettro di emissione a righe

Lo spettro di emissione a righe deriva da un gas rarefatto ad alta temperatura, in grado di emettere luce. A causa della struttura atomica dei vari elementi, ognuno di essi avrà uno spettro caratteristico, con righe in corrispondenza di determinate lunghezze d'onda. Poichè ciò vale sempre, lo spettro è un utile strumento per identificare in maniera univoca una sostanza. Spettro di emissione a righe

Spettro di assorbimento a righe

Lo spettro di assorbimento si ottiene quando un gas viene attraversato dalla luce proveniente da una sorgente più calda. Questo spettro mostrerà tutte le lunghezze d'onda, ma mancherà di alcune righe, proprio quelle che lo stesso gas in altre condizioni emetterebbe. In sintesi esso è il "negativo" dello spettro di emissione. Spettro di assorbimento a righe

Nascita di una stella

NASCITA DI UNA STELLA temperatura superficiale (K) 25000 10 000 7000 6000 5 000 3000 -5 5 magnitudine assoluta 0 102 protostella polvere e gas 5 1 stella della sequenza principale stadio di nebulosa planetaria 7 10-2 10 stadio di nana bianca verso lo stadio di nana nera 15 10-4 0 B A F G K M classe spettrale stadio di gigante rossa 104 3 2 luminosità (Sole = 1)

Morte di una stella

MORTE DI UNA STELLA 30-50 masse solari 10 masse solari 1 massa solare supernova < 1 massa solare 1 supergigante rossa 1 supernova gigante rossa nana bianca stella di neutroni 20 milioni di anni nebulosa planetaria nana nera nana bianca 10-15 miliardi di anni nana nera buco nero 4 milioni di anni supergigante rossa

Galassie

Definizione di galassia

GALASSIE Una galassia è un ammasso di corpi celesti, gas e polveri, legati dalla reciproca attrazione gravitazionale

Tipi di galassie

GALASSIE Galassie a spirale (NGC 1232). Sono caratterizzate dalla presenza di braccia a spirale, che si dipartono da un nucleo centrale più luminoso. Galassie a spirale barrata (NGC 1300). Le braccia si dipartono dagli estremi di una sorta di barra che attraversa il nucleo centrale. Galassie ellittiche (M87). Hanno forma più o meno ellissoidale, mostrano una distribuzione omogenea delle stelle e una luminosità decrescente dal centro verso la periferia. Galassie irregolari (Piccola nube di Magellano o NGC 292). Hanno forme diverse e contengono solo stelle giovani, oltre a gas e polveri interstellari.

La Via Lattea

La galassia di cui fa parte il Sistema solare viene chiamata VIA LATTEA GALASSIE Sistema Solare Sistema Solare 27 000 a.l. 100 000 a.l.