Concetti Chiave
- L'effetto Doppler descrive il cambiamento di frequenza delle onde sonore o luminose quando la sorgente si avvicina o si allontana dall'osservatore, aumentando la frequenza quando si avvicina e diminuendola quando si allontana.
- Il red shift e il blue shift si riferiscono allo spostamento delle onde luminose verso il rosso o il blu nello spettro, a seconda che un astro si allontani o si avvicini alla Terra.
- Il diagramma H-R (Hertzsprung-Russell) classifica le stelle in base alla temperatura superficiale e alla luminosità, posizionando la maggior parte delle stelle lungo la "sequenza principale".
- Le stelle giganti e supergiganti, con bassa temperatura ma alta luminosità, hanno una superficie maggiore, mentre le nane bianche sono piccole, calde, ma poco luminose.
- Il diagramma H-R illustra l'evoluzione stellare, mostrando stelle giovani in alto e stelle che hanno quasi esaurito il loro ciclo di vita in basso a destra.
-Effetto doppler e red shift:Consideriamo che un’ambulanza con la sirena accesa che sta venendo verso di noi e man mano poi si allontana. Sembrerebbe che il suono della sirena man mano che l’ambulanza di avvicina aumenti sempre di più mentre quando si allontana si affievolisce fino a scomparire. Questo effetto è definito effetto Dopler, in onore di Christian Dopler, il matematico e fisico che lo scoprì, ed è un fenomeno caratteristica di tutti i moti ondulatori.
Ciò accade perché quando le onde si avvicinano sempre di più all’osservatore esse vengono compresse verso la direzione dell’ascoltatore e quindi diminuisce la distanza tra le creste con un progressivo aumento di frequenza che provoca un suono più acuto. Inversamente allontanandosi dall’ascoltatore , la frequenza diminuisce e il suono si affievolisce. z= V/cCiò avviene anche per quanto riguarda le onde luce degli astri, più l’astro si avvicina alla terra e più la luce viene vista più “acuta” e quindi con una frequenza più elevata e nello spettro a righe essa si sposta verso il blu (blue shift) mentre se la frequenza è minore e quindi la stella si allontana dalla terra nello spettro a righe si avvicinerà al rosso (red shift).
-Il Diagramma H-R( Hertzsprung - Russel)
Questo diagramma venne fatto da Hertzsprung e da Russel. In ascissa (X) poniamo la classe spettrale e quindi la temperatura superficiale delle stelle, mentre in ordinata (Y) poniamo la magnitudine assoluta e la luminosità rapportata a quella del sole. Notiamo che oltre l’85% delle stelle si dispone lungo una sequenza definita “sequenza principale”. Si nota che spostandoci da sinistra (O) verso destra (M) nel grafico le stelle passano da più calde e più luminose a più fredde e meno luminose. Ciò è evidente perché sappiamo che maggiore è la temperatura è maggiore sarà quindi la luminosità della stella. Ciò che è strano però è perché le stelle sopra la sequenza principale che si trovano appartenenti alla classe K e M con basse temperature quindi abbiano lo stesso una bassa magnitudine e quindi alta luminosità. La spiegazione è la seguente: prese due stelle di tipo M una brillante e una debole esse avranno la stessa temperatura dal momento che appartengono alla stessa classe spettrale e anche la stessa quantità di luce emessa. La stella più luminosa è quella che ha superficie maggiore e infatti le stelle di qst tipo sono definite GIGANTI e SUPERGIGANTI (rosse per via della temperatura superficiale).
Al di sotto della sequenza principale c’è un gruppo di stelle definite nane bianche perché hanno elevata temperatura superficiale ma dimensioni molto ridotte e quindi poco luminose.
Quindi le stelle in alto a sinistra sono caratterizzate da alta temperatura e bassa magnitudine(quindi molto luminose) e sono definite GIGANTI BLU. Il sole è una stella nana gialla e si trova nella sequenza principale. Inoltre il diagramma HR può essere visto come un processo dinamico in cui partendo dall’alto troviamo stelle più giovani mentre in basso a destra troviamo stelle che hanno quasi esaurito il proprio ciclo di vita e che si trasformeranno in giganti rosse o nane bianche o buchi neri.
Domande da interrogazione
- Che cos'è l'effetto Doppler e come si manifesta nel suono e nella luce?
- Come è strutturato il diagramma H-R e cosa rappresenta?
- Perché alcune stelle di classe K e M hanno alta luminosità nonostante basse temperature?
- Quali sono le caratteristiche delle nane bianche nel diagramma H-R?
- Come si colloca il Sole nel diagramma H-R e cosa indica la sua posizione?
L'effetto Doppler è un fenomeno che si verifica quando le onde si avvicinano o si allontanano da un osservatore, causando un cambiamento di frequenza. Nel suono, questo si manifesta come un aumento di frequenza (suono più acuto) quando la sorgente si avvicina e una diminuzione (suono più grave) quando si allontana. Nella luce, si osserva un blue shift quando un astro si avvicina e un red shift quando si allontana.
Il diagramma H-R, creato da Hertzsprung e Russel, rappresenta la relazione tra la temperatura superficiale delle stelle (ascissa) e la loro magnitudine assoluta e luminosità (ordinata). La maggior parte delle stelle si dispone lungo la "sequenza principale", dove le stelle più calde e luminose si trovano a sinistra e quelle più fredde e meno luminose a destra.
Le stelle di classe K e M sopra la sequenza principale sono luminose perché hanno una superficie maggiore, nonostante la bassa temperatura. Queste stelle sono chiamate giganti e supergiganti rosse.
Le nane bianche si trovano al di sotto della sequenza principale nel diagramma H-R. Sono caratterizzate da un'elevata temperatura superficiale ma dimensioni ridotte, risultando quindi poco luminose.
Il Sole è una stella nana gialla situata nella sequenza principale del diagramma H-R. La sua posizione indica che ha una temperatura e luminosità moderate rispetto ad altre stelle.
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