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La Luce delle Stelle
Luigi A. SmaldoneDipartimento di Fisica - Università di Napoli Federico II
Planetario di Caserta
Richiesta di supporto
inviare programmi dettagliati I e II anno per Scienze e Fisica a:
I Materiali:www.planetariodicaserta.it
Informazioni sulle Stelle ?? LUCELUCE ? ….. Particelle prive di massa dette FOTONI
(Si muovono, nel vuoto, a velocità c=299 792 458 ms)
Si comportano da:
• Particelle (nell’interazione con la materia)
• Onde (nella propagazione)
Dualismo Onda-Corpuscolo :
Onde ?
• Lunghezza d’onda λ• Frequenza ν=c/λ
Energia del fotone:
hν=hc/λ(h=costante di Planck=6.626×10-34joule per sec)
La famiglia dei fotoni:
• Onde Radio• Microonde• Infrarosso• Visibile
• Ultravioletto• Raggi X• Raggi Gamma
blu400 nm4000 Å
rosso750 nm7500 Å
Onde Radio: (è, forse, un qualche …. sauro ?!?)
Onde Radio: Qual è questo pianeta ?
Onde Radio: Il telescopio per le onde radio (radiotelescopio)
Onde Radio: Una radiogalassia … insieme al visibile !
Onde Radio:Interazioni mareali nel gruppo M81
Distribuzione luce stellare Distribuzione idrogeno (emissione a 21 cm)
Onde Radio: Il centro della Via Lattea nel visibile …e nel radio
La nostra galassia (la Via Lattea)Microonde:
Venere nel visibile
Microonde:
Venere … alle microonde
Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove
nel visibile (dalla sonda Galileo)
Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove
Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove
Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove
Ultravioletto: archi nella corona solare
Ultravioletto: altri archi nella corona solare
Raggi X: Cos’è ???
Raggi X: Il Sole
Raggi X: I resti di una supernova
Raggi X: La galassia di Andromeda
Raggi Gamma: Tutto l’Universo
Raggi Gamma: Il centro della Via Lattea
λ in metri
T in Kelvin
•Lunghezza d’onda del massimo di emissione
Luce di Corpo Nero:
T
3108979.2
•Flusso complessivamente emesso
4TF •Flusso alle varie λ (legge di Planck)
F in Watt e σ=5.67×10-8 W gradi-4 m –2
1
2),(
5
2
kT
hc
e
hcTF
k=1.3806×10-23 j. per K
Emissione di Corpo Nero:
Un caso …. umano: (35 oC = 308.16 Kelvin)
λmax=2.8979×10-3/T=2.8979×10-3/308.16≈9.41×10-6
m=9.41 μm F = σT4 = 5.67×10-8 ×308.164 ≈ 511 W m-2
(cilindro di altezza 1.75 m e diametro 0.45 m )
L = F×S =511 × 2.45 = 1252 W = 0.3 Cal/sec = 1080 Cal/ora = 26000 Cal/giorno
Non vi illudete : non si dimagrisce così !
Siamo immersi in un ambiente a Ta
Lnetta=σ(T4-Ta4)×S =216 W=4300
Cal/giorno
e … se teniamo conto di peli e vestiti, ≈ 2000
Le stelle: (T* e R* sono temperatura superf. e raggio)
•Flusso totale alla superficie della stella (potenza emessa da 1 m2 di stella)
4** TF
•Luminosità totale (potenza emessa da tutta la superficie della stella)
4*
2**
2** 44 TRFRL
•flusso totale a Terra (potenza ricevuta da 1 m2 di telescopio a distanza d dalla stella)
4*2
2*
*2
2*
2*
4
4
4T
d
RF
d
R
d
Lf
Che fare?•f lo possiamo misurare
ma per determinare T* occorrono R* e d !!!!
Per il SOLE:T =5800 K R = 6.96×108 m
L = 3.8×1026 wd = 1.49×1011 m
f = 1.36 Kw
Forse c’è la soluzione:Se osserviamo con un filtro blu:
1
2
*
5
2
2
2*
kThc
G
G
G
G
e
hc
d
Rf
1
2
*
5
2
2
2*
kT
hc
B
B
B
B
e
hc
d
Rf
Se osserviamo con un filtro giallo:
Forse c’è la soluzione:
1
1
*
*
5
5
kT
hc
kT
hc
G
B
B
G
B
G
G
B
e
e
f
f
Il loro rapporto sarà:
Abbiamo il Termometro !!
La folla di stelle COLORE = Temperatura
Spettri:
Spettri:
Spettri:
Tipi di … Spettri:
Spettri … Stellari:
Una collezione … di Spettri Stellari:
Classificazione Spettrale:SPETTRI STELLARI …
Corpo Nero e Righe assorbimento di elementi diversi
??? … meglio classificare(iniziò padre Angelo Secchi)
Classi Spettrali
ABCDEFGHIJKLMNOPQRS← forte predominanza righe H assenza righe H →
- Anni ’20: sviluppo meccanica quantistica …
Stelle all’elio, all’idrogeno … ed al limone ???
Fattore predominante: TEMPERATURA
Il velocimetro: effetto Doppler
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Vedo le lunghezze d’onda allungate (spostate verso rosso)
Vedo le lunghezze d’onda accorciate (spostate verso blu)
blushiftredshift Δλ=λv/c
sorgente in moto●
sorgente ferma
Come appare …uno spettro che si muove?
