Imaging the Universe

“Sun poster” by Kelvinsong – Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sun_poster.svg#/media/File:Sun_poster.svg

Gli astronomi usano le linee spettrali per determinare la composizione chimica e la temperatura di stelle e nuvole, dato che capiamo come le transizioni degli elettroni producano determinate lunghezze d’onda della luce. Possiamo anche usare le linee spettrali con lo spostamento doppler per determinare le distanze delle galassie, così come le stelle nei sistemi binari.

In questa parte del laboratorio, guarderai lo spettro del Sole per determinare la composizione chimica della superficie solare.

Esercita

1. Analizza lo spettro solare fornito nel manuale di laboratorio. Usa i tuoi risultati della Parte 3 Domanda 1 del laboratorio per identificare le sei linee che sono segnate sul grafico. Tre delle linee sono di Magnesio (Mg) a 5173 Angstrom, Sodio (Na) a 5889 Angstrom, e Ferro (Fe) a 5270 Angstrom.

2. Quali elementi sono presenti nel Sole in base allo spettro fornito?

Il Sole, come la maggior parte delle stelle, si comporta come un corpo nero, cioè produce uno spettro continuo dal nucleo di 15,6 milioni di K. Se il Sole non avesse una fotosfera o cromosfera, allora vedremmo uno spettro continuo. Tuttavia, la fotosfera è fatta di plasma e gas che è circa 5800 K, quindi il gas assorbirà parte dell’energia quando i fotoni passano verso l’esterno attraverso la fotosfera. Questo crea linee di assorbimento nello spettro solare. Allo stesso modo, la cromosfera è riscaldata a temperature intorno ai 25.000 K. Essa è responsabile delle linee di emissione nello spettro solare.

3. Usa la legge di Wien per determinare le lunghezze d’onda di picco della fotosfera e della cromosfera del Sole.

4. Che colori sono la cromosfera e la fotosfera? Se hai misurato la lunghezza d’onda di picco di un fotone a 1,8 Angstrom, qual è la temperatura? Da dove ha avuto origine nel Sole?

6. Disegna lo spettro elettromagnetico. Segna su di esso le lunghezze d’onda di picco per la cromosfera, la fotosfera e il nucleo del Sole. Che parte dello spettro elettromagnetico è questa?