Luminozitate (astronomie)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

În astronomie , luminozitatea sau luminozitatea bolometrică [1] (sau absolută) este cantitatea de energie electromagnetică emisă de o stea pe unitate de timp , adică puterea sa. Prin urmare, este măsurată în wați , în erg / secundă sau în luminozitatea solară . [2]

Radiații emise

Toate stelele radiază într-o gamă largă de frecvențe ale spectrului electromagnetic , de la unde radio la raze gamma de mare energie. O stea care emite în principal în regiunea ultravioletă a spectrului produce o cantitate totală mai mare de energie decât o stea care emite în principal în infraroșu de aceeași dimensiune. În general, când vorbim despre luminozitate fără alte specificații, ne referim la puterea totală emisă de o stea, în întregul spectru.

În astronomie vorbim de luminozitate într-o anumită bandă spectrală (de exemplu, luminozitate în B, luminozitate în V etc.) atunci când luăm în considerare doar puterea emisă într-un anumit interval fix de frecvențe, de obicei corespunzător cu cel selectat de un anumit filtru fotometric .

Relația dintre frecvență și energie a fost cuantificată de Planck ca fiind

unde este este frecvența, Ed. Constantă a lui Planck energia fotonului în jouli ( J ).

Cu alte cuvinte, energiile superioare corespund lungimilor de undă mai scurte (și deci frecvențelor mai mari).

De exemplu, o lungime de undă lambda ( ) = 10 metri, aparține regiunii radio a spectrului electromagnetic și corespunde unei frecvențe

(unde 1 MHz = 10 6 Hz )

unde este este viteza luminii .

Energia fotonică este

.

În schimb, lumina vizibilă are lungimi de undă mult mai mici și frecvențe mult mai mari. Un foton cu lungime de undă λ = 500 × 10 −9 m (mai mult sau mai puțin în verde) are o energie E = 3,975 × 10 −19 J , de peste un miliard de ori mai mare decât energia unui foton radio. În mod similar, un foton de lumină roșie (lungimea de undă λ = 700 nm ) are mai puțină energie decât un foton de lumină violetă (lungime de undă λ = 400 nm ).

Luminozitatea unei stele depinde atât de temperatură, cât și de suprafața. Acest lucru are sens, deoarece un butuc de ardere radiază mai multă energie decât un chibrit, deși ambele au aceeași temperatură. În mod similar, o bară de fier încălzită la 2000 ° C emite mai multă energie decât atunci când este încălzit la doar 200 ° C.

Luminozitatea este o cantitate fundamentală în astronomie și astrofizică. O mare parte din ceea ce se știe despre corpurile cerești a fost învățat prin analiza luminii lor. Motivul este că procesele fizice care apar în stele sunt în mare parte înregistrate și transmise de lumină.

Calculul luminozității pentru simetriile sferice

În majoritatea cazurilor, obiectul de studiu este aproximativ cu o sferă. În acest caz, luminozitatea poate fi definită din densitatea fluxului :

unde este este frecvența , este luminozitatea relativă la frecvență (numită luminozitate monocromatică ) e este raza sferei cu care se aproximează volumul obiectului.

Prin urmare, luminozitatea monocromatică deține:

În cele din urmă, luminozitatea totală (sau bolometrică) poate fi obținută pur și simplu prin integrarea luminozității monocromatice pe toate frecvențele:

Notă

  1. ^ Cantitate măsurabilă de Bolometer , în Wikipedia , 9 ianuarie 2021. Adus pe 5 februarie 2021 .
  2. ^ Unitate de măsură care setează luminozitatea Soarelui la 1 .

Elemente conexe

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 59474 · LCCN (EN) sh85016918 · GND (DE) 4167472-8