FIZIKA! Az egyik feladatom megoldását nem tudom szakszerüen megmagyarázni. A kérdés:A csillagok termikus fényforrásnak tekinthetők. Távcsővel megfigyelünk egy kb. azonos távolságra lévő piros és kék fényű csillagot. Melyik forróbb?

Nem vagyok igazán hozzáértő, de azt hiszem a kvantumfizika alapja az, hogy minél forróbb egy test annál szélesebb energiatartományban sugároz, vagyis annál nagyobb frekvenciájú elektromágneses sugárzást (bizonyos tartományon belül fényt) is ki tud bocsájtani, a kék fénynek pedig nagyobb a frekvenciája mint a vörösnek.

De ezt innen onnan olvasva raktam össze, úgyhogy bizonyára sok benne a buktató, de szerintem ha normálisan szeretnél rá válaszolni, akkor ebben, tehát a kvantumfizika címszó alatt keress utána.

Nem nagyon értek fizikához, csak középfokú érettségit tettem, de az is csak 4-es lett, de azért elmondom én verzióm is. Remélem segít!

piros fény hullámhossza 760 nm

kék fény 380 nm

A fény ugye hullámként, fotonokban terjed. Minél forróbb egy csillag, annál nagyobb energiájú fotont fog kibocsátani. Egy foton energiája függ E=h*f h= Planck-állandó, f=frekvencia E=energia

Tehát minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb az energia. A fény frekvenciája pedig ettől a képlettől függ: f=c/lambda nem tudom, hogy kell lambda jelet kreálni :D

Azaz a kék színű csillag lesz forróbb.

c=fénysebesség (állandó) lambda= hullámhossz f=frekvencia

Igen, a kék a forróbb. Minél nagyobb egy test hőmérséklete, annál nagyobb energiával rendelkezik, nagyobb frekvenciájú elektromágneses sugárzást bocsájt ki. Az imént említett egyenlet alapján látható, hogy az energia és a frekvencia egyenesen arányos, tehát nagy energiához nagy frekvencia is tartozik. A kék fény frekvenciája lényegesen nagyobb (tehát kisebb hullámhosszal rendelkezik), így a kék csillag a melegebb.

Az azonos távolság az ún. eltolódási jelenségek miatt fontos. Erről bővebben olvashatsz a wikipedián "Vöröseltolódás" címszó alatt.

A fenti válaszok rendben vannak, de nem teljesek, ui. nem magyarázzák el, miért sugároznak a testek.

A testeket alkotó atomok elektromos töltéseket tartalmaznak. Ezeknek az atomoknak kinetikus energiájuk van: ha gázok, akkor az atomok/molekulák gyorsan mozognak és ütköznek egymással, ha nem gázok, akkor az atomok/molekulák rezgőmozgást végeznek. Továbbá ha molekulákról van szó, akkor a molekulák a szabadsági fokaiknak megfelelő forgó- és rezgőmozgást is végeznek.

Mindez azzal jár, hogy az atomokat alkotó töltések folyamatosan gyorsulnak és lassulnak. Minél forróbb az anyag, annál nagyobb a részecskét gyorsulása/lassulása. Márpedig a gyorsuló töltések elektromágneses sugárzást bocsájtanak ki, és minél nagyobb a gyorsulás (forróbb az anyag), annál nagyobb energiájú fotonokat (vagyis rövidebb hullámhosszú hullámokat) bocsájtanak ki.

Egy X hőmérsékletű anyagnak nem minden atomja/molekulája rendelkezik X hőmérséklettel, vagyis nem minden atomjának azonos a kinetikus energiája. Csak az energiák átlaga adja ki az X hőmérsékletet. Ezért van az, hogy a csillagok (amelyek jó közelítéssel feketetest-sugárzást bocsájtanak ki) nem egy bizonyos hullámhosszon, hanem egy elég széles spektrumon sugároznak, az infravöröstől a röntgenig vagy még tovább. Viszont az X hőmérsékletre jellemző hullámhosszon erős sugárzási maximum van, alatta és fölötte egyre kisebb a kisugárzott energia nagysága. Ez az oka annak, hogy pl. a Napot (sárgás)fehérnek látjuk, hiszen a fehér igazából nem egy szín, hanem a látható spektrum minden hullámhosszát tartalmazza. Ha nem így lenne, akkor nem lennének fehér csillagok, mindegyiknek csak egy jól meghatározott színe lenne. Így viszont csak sárgás/pirosas vagy kékes csillagokat látunk attól függően, merre van a sugárzási maximumuk.