Задача 1
Звезда имела в зените видимый блеск 0m, а на высоте 30 градусов стала светить вдвое слабее. Какую звездную величину она будет иметь на высоте 20 градусов над горизонтом? Атмосферные условия считать постоянными и однородными.
Решение
Показать решение
При стабильных атмосферных условиях вдали от горизонта для решения данной задачи мы можем считать атмосферу некоторым плоским слоем толщиной L. Поглощение света в ней (увеличение видимой звездной величины светила) будет пропорционально пути луча в ней , где h высота светила над горизонтом.
Тогда видимая звездная величина объекта m зависит от его высоты над горизонтом h как
Здесь величина есть ослабление блеска звезды в зените. Нам известно, что в зените величина равна 0, а на высоте звездная величина составляет
Отсюда мы получаем: , . Для высоты , равной , имеем:
Указанная ситуация, очевидно, относится к сильно запыленной атмосфере. Если пыль располагается в самых нижних слоях (а это обычно так), то записанная простая модель закона Бугера для плоской атмосферы работает до еще меньших высот над горизонтом, и ее использование в данном случае вполне оправдано.
-
- Рекомендации для жюри. Для решения задачи участники олимпиады должны воспользоваться законом изменения звездной величины звезды в зависимости от ее высоты над горизонтом (или зенитного расстояния) законом Бугера. Он может быть записан поразному (звездные величины, логарифмы яркости, сама яркость в экспоненциальном виде), что является в равной степени правильным и оценивается в 3 балла. Восстановление параметров закона Бугера (звездная величина или яркость в зените или за атмосферой, параметр или его аналог) оценивается еще в 3 балла. Наконец, вычисление звездной величины на высоте оценивается еще в 2 балла.