Перейти к содержанию

Подборка

Подборки хранятся в этом браузере без учётной записи. Для них нужен включённый JavaScript.

Задача 5

АстрономияРегиональный9 класс2021Есть решение редакция rv_a21e183e6e9b3d1b ID p_b550a78e57d8b5e5

Небольшое рассеянное скопление состоит из 40 одинаковых звезд и имеет общий блеск 8m. Какой должен быть диаметр объектива телескопа, чтобы в него можно было увидеть отдельные звезды скопления?

Решение

Показать решение

По формуле Погсона определим звездную величину отдельной звезды скопления:

m = 8 + 2.5 lg 40 = 12. m = 8 + 2.5 \lg 40 = 12.

Если зрачок человеческого глаза с диаметром d способен замечать звезды до величины m0=6, то при использовании телескопа с диаметром объектива D предельная звездная величина составит

m = m 0 + 5 lg ( D / d ) . m = m_0 + 5 \lg (D/d).

Отсюда мы получаем выражение для диаметра объектива телескопа, необходимого для наблюдения отдельных звезд скопления:

D = d ⋅ 10 0.2 ( m − m 0 ) ≈ d ⋅ 16. D = d \cdot 10^{0.2(m - m_0)} \approx d \cdot 16.

Полагая диаметр зрачка глаза d=6 мм, получаем величину D~10 см.

5. Система оценивания. Первым этапом решения задания является нахождение звездной величины отдельной звезды скопления. Ее достаточно определить с точностью до целого значения, при ошибках более 0.5m (как сделанных в явном виде, так и следующих из используемых неверных формул) этап не засчитывается вне зависимости от характера ошибки, последующие оцениваются в полной мере при условии правильного выполнения, соответствующего полученной звездной величине. Правильное выполнение этапа оценивается в 3 балла. Участники могут не записывать численное значение звездной

величины m, а использовать далее ее формульную запись. В этом случае оценка за этап определяется правильностью этой записи.

На следующем этапе производится вычисление диаметра объектива телескопа. Правильное формульное соотношение диаметров телескопа и зрачка оценивается в 3 балла. При ошибке в коэффициенте перед lg(D/d) (например, значение 2.5 вместо 5) эти 3 балла не выставляются, но необходимо учитывать, что возможна запись формулы со слагаемым 2.5 l g ( D 2 / d 2 ) 2.5 lg(D^2/d^2) , которая является правильной.

Наконец, вычисление диаметра оценивается еще в 2 балла, при этом можно использовать значения диаметра зрачка глаза от 5 до 8 мм, что дает значения диаметра объектива от 8 до 13 см. При значениях диаметра зрачка от 4 до 5 мм и от 8 до 10 мм оценка снижается на 1 балл.