Olimpiada Națională de Astronomie şi Astrofizică Aprilie 2019 Analiza Datelor - Seniori Problema 1 - Quasar 3C273 Spectrul optic al quasarului 3C273 c

Documente similare
Problema 1

DETERMINAREA CONSTANTEI RYDBERG

Presentación de PowerPoint

IDESC, Universitatea Alexandru Ioan Cuza, Iasi Centrul Regional Iasi pentru Tineri Capabili de Performanta, Iasi C

Vega142 Octombrie 2011 PG Autor: Radu Gherase Astroclubul Bucureşti

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIȘOARA FACULTATEA DE FIZICA CONCURSUL NAȚIONAL DE FIZICĂ CONSTANTIN SĂLCEANU 30 MARTIE 2019 Sunt obligatorii toate subiec

Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

Olimpiada de Astronomie şi Astrofizică Etapa Naţională 2015 Proba de Baraj Juniori Problema 1 O tehnică de determinare a magnitudinii stelelor o const

Probleme rezolvate de fizică traducere de Nicolae Coman după lucrarea

C10: Teoria clasică a împrăștierii Considerăm un potențial infinit în interiorul unui domeniu sferic de rază a și o particulă incidentă (Figura 1) la

PowerPoint Presentation

Microsoft Word - onf laborator subiect.doc

Gheorghe IUREA Adrian ZANOSCHI algebră geometrie clasa a VII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA 45 Matematică. Clasa a VII-

C2- Energia solara la limita superioara a atmosferei terestre Mişcarea Pământului in jurul Soarelui Mişcarea Pământului în jurul soarelui este o mişca

CONCURSUL INTERLICEAL “TOPFIZ”

Bazele spectroscopiei si laserilor

PRINCIPALELE REZULTATE OBTINUTE

Microsoft Word - lucr 1-5.doc

Complemente de Fizica I Cursul 1

Brosura laborator limba romana.cdr

Pagina 1 din 6 Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Etapa județeană, a sectoarelor municipiului București, a Olimp

Microsoft Word - Tsakiris Cristian - MECANICA FLUIDELOR

Laborator de Fotometrie si Compatibilitate Electromagnetica Competente si tarife Laborator acreditat conform SR EN ISO/CEI ELECTROMAGNETICA

Microsoft Word - C05_Traductoare de deplasare de tip transformator

Ministerul Educa iei i Cercet rii Serviciul Na ional de Evaluare i Examinare EXAMENUL DE BACALAUREAT Proba scris la Fizic Proba E: Specializare

Noțiuni matematice de bază

CATEDRA FIZIOLOGIA OMULUI ŞI BIOFIZICĂ Cerinţele unice pentru lucrările de laborator din ciclul 1, facultatea Medicina Preventiva. (anul universitar 2

Raport stiintific

ENVI_2019_matematica_si_stiinte_Test_2_Caietul_elevului_Limba_romana

Microsoft Word - 1_ILUMINATUL ELECTRIC_Marimi & unitati fotometrice_corectat_ulterior.doc

Microsoft Word - SUBIECT 2017 anul I.doc

Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi, Iași Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației Triangulaţia și aplicații (referat) P

Microsoft Word - PN204 - Raport faza 1 _site.doc

Fizica fluidelor Cursul 5

Microsoft Word - lucrarea 13

E_d_fizica_teoretic_vocational_2019_bar_model_LRO_2

MECANICA FLUIDELOR

1

Microsoft Word - lucrarea 6

Precizări la problema 2 Problema 2 presupune estimarea eficienţei luminoase pe timp de zi şi pe timp de noapte pentru o lungime de undă care nu coresp

Ministerul Educa iei i Cercet rii Serviciul Na ional de Evaluare i Examinare EXAMENUL DE BACALAUREAT Proba scris la Fizic Proba E: Specializare

8

Microsoft Word - S_c63.doc

Slide 1

Institutul de Cercetări în Chimie Raluca Ripan Cluj-Napoca Tel: ; int 6489 Fax: Laboratorul Compusi Anorganici Dr. Laura MUREȘAN

Microsoft Word - TIC5

Slide 1

CURS II Modelarea scurgerii în bazine hidrografice Modelarea scurgerii lichide pe versanţii bazinului hidrografic Modalităţi de cercetare a scurgerii

Microsoft Word _Evrika_Clasa10_PI_Solutie.doc

ENVI_2018_matematica_si_stiinte_Test_1_Caietul_elevului_Limba_romana

Microsoft Word - Programa_Evaluare_Nationala_2011_Matematica.doc

Programul: IDEI Tipul proiectului: Proiecte de cercetare exploratorie Cod CNCSIS:1909/2009; contract 488/2009 Director de proiect: Prof. Viorica Flore

Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

Teste şi Măsurători de CIEM. Introducere în Măsurări Electromagnetice pentru Determinarea Compatibilităţii şi Interferenţei Electro-Magnetice. Metode

Microsoft Word - Cerc stiitific strategii prelucrare CNC -rev01

Laboratorul numărul 8 Motorul de curent continuu cu excitație mixtă Motorul de curent continuu cu excitație mixtă prezintă două înfășurări distincte p

Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor magnetice, structurale si morfologice si dinamicii de spin in micro si nanostructuri

Dorel LUCHIAN Gabriel POPA Adrian ZANOSCHI Gheorghe IUREA algebră geometrie clasa a VIII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA

PowerPoint Presentation

MergedFile

Microsoft Word - DCE - lucrarea 5.doc

MergedFile

carteInvataturaEd_2.0_lectia5.pdf

Descoperiţi fantastica lume a universului! Telescop HD 1

Electricitate II

fc 1 distribuitoare hidraulice dn6.cdr

Microsoft Word - L25Ro_Studiul efectului Hall_f_RF

RESS – C1

IM - Imagistica Medicala

F I Ş A D I S C I P L I N E I - extras Anul universitar Denumirea disciplinei 1 MECANICA FLUIDELOR Codul disciplinei 2EPI02 Tipul discipline

Pachete de lecţii disponibile pentru platforma AeL

Cursul 12 (plan de curs) Integrale prime 1 Sisteme diferenţiale autonome. Spaţiul fazelor. Fie Ω R n o mulţime deschisă şi f : Ω R n R n o funcţie de

EUROPEAN UNION

0 Probleme pentru pregătirea examenului final la Analiză Matematică 1. Să se calculeze următoarele integrale improprii: dx a) x 4 ; b) x 3 dx dx

C6. PLANETA MARTE. BAZA DE DATE VIKING LANDER 6.1 Planeta Marte ( lectura) Marte este a patra planetă din Sistemul Solar. Marte este adesea denumită P

Universitatea Politehnica din Bucureşti 2019 Disciplina: Geometrie şi Trigonometrie G1 * Varianta A 1. Ştiind cos x = 3 2, atunci sin2 x

Microsoft Word - 11_2016_OJF_barem.doc

09. Astronomie - MM 3

Republica Serbia MINISTERUL ÎNVĂŢĂMÂNTULUI, ŞTIINŢEI ŞI DEZVOLTĂRII TEHNOLOGICE INSTITUTUL PENTRU EVALUAREA CALITĂŢII ÎNVĂŢĂMÂNTULUI ŞI EDUCAŢIEI INST

Noul Hyundai i10

Termografierea in infrarosu 1. Consideraţii generale Descoperita in 1800 de catre astronomul englez Sir William Herschel, radiatia infrarosie sta la b

RAPORT FINAL Perioada de implementare: CU TITLUL: Analiza și testarea distribuției câmpului electric la izolatoare din materiale compozite p

Investeşte în oameni ! FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – Axa prioritară nr. 1 „

Planetarium

Instrument de măsură pentru analiza sistemelor VAC testo 480 Tehnologie performantă pentru profesioniști Măsurarea tuturor parametrilor relevanți pent

Norma generală de apărare împotriva incendiilor din

Laboratorul numărul 7 Motorul de curent continuu cu excitație serie Motorul de curent continuu cu excitație serie este motorul la care înfășurarea de

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

Ministerul Educa iei i Cercet rii Serviciul Na ional de Evaluare i Examinare EXAMENUL DE BACALAUREAT Proba scris la Fizic Proba E: Specializare

Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

Microsoft Word - proiect 2013

Realizarea fizică a dispozitivelor optoeletronice

INDICATORI AI REPARTIŢIEI DE FRECVENŢĂ

Dana Barbu 2.doc

Secţiunea 7-8 începători Concurs online de informatică Categoria PROGRAMARE PROBLEMA 1 ID 100 puncte Calculatoarele trebuie să se recunoască în rețeau

A.E.F. - suport laborator nr.1 sem.ii Noțiuni generale pentru analiza cu elemente finite utilizând Siemens NX Nastran (1) În acest laborator sunt atin

Microsoft Word - 2ardelean1.doc

RecMat dvi

Ghidul utilizatorului RO Pagina 1

Transcriere:

Problema - Quasar 3C273 Spectrul optic al quasarului 3C273 conține liniile spectrale ale hidrogenului. Se cunosc lungimile de undă ale hidrogenului, obținute în condiții de laborator: Hα = 656,3 nm; Hβ = 486, nm; Hγ = 434,0 nm; Hδ= 40, nm; Hδ = 396,9 nm. Comparând spectrul quasarului 3C273 cu un spectru de referință, așa cum indică desenul din figura alăturată, se evidențiază deplasările Doppler ale acestor linii. a) Să se construiască graficul de calibrare al spectrelor cunoscând lungimile de undă ale liniilor prezente pe spectru, f d însemnând graficul lungimii de undă în funcție de distanța măsurată în unități arbitrare, pe spectre. b) Să se explice existența acestor deplasări. c) Să se calculeze factorul z pentru acest quasar și viteza relativă a quasarului 3C273 față de Pământ. Fig.

Problema 2 - Caracteristicile stelelor Pentru un număr de cinci stele se cunosc: magnitudinea aparentă, m ; paralaxa anuală, p exprimată în (marcsec); masa, M exprimată în mase solare M S ; temperatura absolută, T exprimată în K. Valorile acestora sunt înscrise în tabelul alăturat. a) Cunoscând magnitudinile aparente, m și temperaturile absolute, T, ale stelelor, să se determine diametrele unghiulare aparente, ale stelelor. Se cunosc: temperatura suprafeței Soarelui, T 6000 K; diametrul unghiular aparent al Soarelui, rad 90 arcsec; S Steaua 08 rad 206265 arcsec. b) Cunoscând paralaxele p să se determine distanțele PUA la care se află stelele, față de Pământ, exprimate în parseci. Se știe că: pc = 206265 UA. c) Cunoscând distanțele PUA să se determine diametrele liniare ale stelelor, D 6 exprimate în diametre solare, D S, știind că DS,392 0 km; d) Să se determine densitatea Soarelui, S, precum și densitatea fiecărei stele, știind că 30 masa Soarelui este M,990 kg. S Magnitudinea aparentă, m Paralaxa p marcsec Rezultatele se vor consemna în coloanele tabelului alăturat. Masa M ; M S S rad Temperatura T K k M / M S Arcturus - 0,05 88,83,08 4300 Aldebaran -,02 49,97,6 5000 Pegasi 5,00 64,64, 5770 Antares 0,6 5,89 2,0 300 Steaua Polară 2,08 24,9 2,20 3660 Steaua Arcturus Aldebaran Pegasi Antares Steaua Polară a Diametru unghiular arcsec b Depărtarea pc P c Diametru liniar D q D D S / D S d Densitatea 0 3 kg/km 3 2

Problema 3 - Stele binare Două stele care se rotesc în jurul centrului lor de masă formează un sistem stelar binar. Aproape jumătate din stelele galaxiei noastre sunt sisteme stelare binare. Nu este ușor ca, de pe Pământ, să realizăm natura binară a acestor sisteme stelare, deoarece distanța dintre cele două stele este mult mai mică decât distanța până la Pământ şi atunci stelele nu pot fi distinse cu telescoapele. De aceea se utilizează diferite metode, fotometrice sau spectrometrice, pentru observarea variațiilor de intensitate ale spectrelor stelelor particulare, pentru a stabili dacă ele aparțin sau nu unor sisteme binare. A. Fotometria stelelor binare Dacă observatorul de pe Pământ se află exact în planul mișcării celor două stele în jurul CM comun, când una dintre stele o va oculta pe cealaltă (va trece prin fată ei) la anumite momente, intensitatea întregului sistem va varia cu timpul din punctul nostru de observare. Aceste sisteme binare sunt numite binare ecliptice. Considerăm că cele două stele ale unui sistem stelar binar, sunt în mișcări uniforme pe orbite circulare în jurul CM comun, iar observatorul de pe Pământ se află exact în planul mișcării sistemului binar. Considerăm, de asemenea, că temperaturile la suprafețele celor două stele, ne cunoscute, sunt T şi respectiv T2 T, iar razele celor două stele, ne cunoscute, sunt R şi respectiv R2 R. Intensitatea totală a luminii, măsurată pe Pământ, este reprezentată în desenul din figura 2, în funcție de timp (curba de lumină a sistemului stelar binar). Măsurători atente arată că intensitățile luminii incidente de la cele două stele, corespunzătoare celor două minime sunt 90 % şi -9 2 respectiv 63 % din intensitatea maximă, I, primită de la ambele stele; I 4, 8 x 0 W/m. 0 0.0 a) Să se determine perioada mișcării orbitale a fiecărei stele din sistem, precum şi frecvența unghiulară a sistemului. b) Cu o foarte bună aproximație, radiația primită de la o stea este o radiație uniformă de corp negru de la un disc plan având raza egală cu raza stelei. De aceea, puterea primită de la stea este 4 proporțională cu AT, unde A este aria suprafeței discului, iar T este temperatura stelei. Utilizând diagrama din figura să se determine rapoartele T /T şi 2 R / 2. R Fig. 2 3

B. Spectrometria sistemelor binare Proprietăți ale stelelor binare se pot stabili utilizând date experimentale spectrometrice obținute din studiul sistemelor binare. Atomii absorb sau emit radiații cu lungimi de undă caracteristice lor. În consecință, spectrele stelelor observate conțin linii de absorbție datorate atomilor din atmosfera stelei. Așa de exemplu, sodium are o linie spectrală galbenă caracteristică (linia D ), a cărei lungime de undă este 0 5.895,9 Å, unde 0 Å = nm. Vom studia spectrul de absorbție pentru Sodium atomic, la această lungime de undă, pentru sistemul binar din secțiunea anterioară. Spectrul luminii pe care noi o primim de la steaua binară este afectat de efectul Doppler, deoarece stelele sunt în mișcare față de Pământ. Fiecare stea are o anumită viteză față de noi. Ca urmare, lungimea de undă a radiației absorbită de fiecare stea va fi afectată cu valori diferite. Măsurători de înaltă precizie ale lungimilor de undă, necesită observarea schimbărilor Doppler, deoarece vitezele stelelor sunt mult mai mici decât viteza luminii. Viteza centrului de masă al sistemului binar considerăm că este mult mai mică decât vitezele orbitale ale stelelor. De aceea, toate abaterile Doppler pot fi atribuite vitezelor orbitale ale stelelor. În tabelul alăturat sunt prezentate măsurătorile spectrelor stelelor din sistemul stelar binar observat. t (zile) 0,3 0,6 0,9,2,5,8 2, 2,4 (Å) 5.897,5 5.897,7 5.897,2 5.896,2 5.895, 5.894,3 5.894, 5.894,6 2 (Å) 5.893, 5892,8 5893,7 5.896,2 5.897,3 5.898,7 5.899,0 5.898, t (zile) 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,2 4,5 4,8 (Å) 5.895,6 5.896,7 5.897,3 5.897,7 5.897,2 5.896,2 5.895,0 5.894,3 2 (Å) 5.896,4 5.894,5 5.893, 5.892,8 5.893,7 5.896,2 5.897,4 5.898,7 c) Să se determine vitezele orbitale ale celor două stele, v şi respectiv v 2, cunoscând viteza luminii în vid, c = 3,0 0 8 m/s. Se vor neglija efectele relativiste. d) Să se determine raportul maselor celor două stele, m / m2, dacă CM al sistemului este în repaus față de observatorul de pe Pământ. e) Să se determine distanțele de la fiecare stea până la centrul comun de masă, r şi r 2. f) Să se determine distanța r dintre cele două stele. g) Dacă interacțiunea dintre stele este numai gravitațională, să se determine masa fiecărei stele, cunoscând constanta atracției universale, G = 6,7 0-3 m. 2 kgs C. Caracteristici generale ale stelelor Cele mai multe stele generează energie printr-un același mecanism. Din această cauză, există o relație empirică între masa stelei, M şi luminozitatea sa, L, reprezentând puterea totală radiată de stea. Această relație poate fi scrisă în forma: unde L M, LSoare M Soare 30 26 M 2, 0 x 0 kgeste masa Soarelui, iar L 3, 9 x 0 W este luminozitatea Soarelui. Soare Soare L Dependența log M log f, este reprezentată grafic în desenul din figura 3. LSoare M Soare a 4

Fig. 3 h) Să se determine valoarea lui a. i) Să se determine luminozitățile L şi respectiv L 2 ale celor două stele din sistemul binar studiat. j) Să se determine distanța dintre noi şi sistemul stelar binar studiat, exprimând-o în ani lumină. Se va utiliza desenul din figura. k) Să se determine distanța unghiulară maximă dintre cele două stele, din punctul nostru de observare. l) Să se determine apertura minimă a unui telescop optic, pentru care cele două stele pot fi observate distinct. 5

Problema 4 - Satelit în jurul Lunii Coordonatele de poziție x; y ale unui satelit, S, care evoluează în jurul Lunii, pe o orbită eliptică, având centrul Lunii în unul din focare, sunt notate în tabelul alăturat, fiind exprimate în R L 2 unde RL 738 km, este raza Lunii, precizându-se, pentru fiecare poziție a satelitului, momentul localizării satelitului pe orbita sa. Sistemul de referință XOY este atașat Lunii, astfel încât centrul său, O, coincide cu centrul Lunii. Să se determine: a) perioada rotației satelitului în jurul Lunii, T; b) semiaxele mare și respectiv mică ale traiectoriei eliptice a satelitului, a și respectiv b; c) masa Lunii, M, știind că masa satelitului este m M și K = 6,673. 0 - Nm 2 /kg 2 ; d) raportul dintre distanțele minimă și maximă ale satelitului față de centrul Lunii, r r ; min / max e) raportul dintre vitezele maximă și minimă ale satelitului în raport cu Luna, vmax /v min ; f) aria suprafeței descrisă de raza vectoare a satelitului în fiecare interval de timp, 5 min; g) viteza satelitului în punctele reprezentând extremitățile axei mici a elipsei; h) valoarea maximă a componentei vitezei satelitului paralelă cu axa mare a elipsei,. v //, max 6

Tabelul Poziția Momentul R x L R L R y 2 2 Poziția Momentul x L R y L 2 2 0h 00m -7,24 2,08 25 6h 00m -0,50 9,70 2 0h 5m -6,92,30 26 6h 5m -,20 9,80 3 0h 30m -6,50 0,40 27 6h 30m -,70 0,00 4 0h 45m -5,94-0,44 28 6h 45m -2,20 0,0 5 h 00m -5,20 -,30 29 7h 00m -2,80 0,0 6 h 5m -4,28-2,06 30 7h 5m -3,20 0,00 7 h 30m -3,0-2,74 3 7h 30m -3,80 9,90 8 h 45m -,70-3,6 32 7h 45m -4,6 9,70 9 2h 00m -0,0-3,20 33 8h 00m -4,70 9,50 0 2h 5m,60-2,70 34 8h 5m -5,20 9,30 2h 30m 2,80 -,60 35 8h 30m -5,60 9,00 2 2h 45m 3,80-0,20 36 8h 45m -6,00 8,70 3 3h 00m 4,20,30 37 9h 00m -6,30 8,30 4 3h 5m 4,30 2,50 38 9h 5m -6,70 7,90 5 3h 30m 4,20 3,60 39 9h 30m -7,00 7,40 6 3h 45m 4,00 4,70 40 9h 45m -7,30 6,80 7 4h 00m 3,70 5,60 4 0h 00m -7,50 6,30 8 4h 5m 3,30 6,50 42 0h 5m -7,50 5,80 9 4h 30m 2,70 7,30 43 0h 30m -7,60 5,0 20 4h 45m 2,20 7,80 44 0h 45m -7,70 4,40 2 5h 00m,60 8,30 45 h 00m -7,20 3,60 22 5h 5m,20 8,80 46 h 5m -7,50 2,80 23 5h 30m 0,60 9,38 47 h 30m -7,24 2,08 24 5h 45m 0,00 9,50 48 h 45m -6,88,26 7