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Une étoile dans l'amas des Pléiades a une magnitude apparente de +12 ($m_{star} = +12$) déterminer sa distance du soleil ? (Nous connaissons les propriétés du Soleil telles que les magnitudes apparentes et absolues, la distance de la Terre, la luminosité, la luminosité (flux d'énergie) et autres mais rien n'est donné sur l'autre étoile à attendre cette magnitude apparente).
Mon problème est que nous n'avons pas la luminosité de l'étoile. Nous pouvons dire:
$m_{soleil} - m_{étoile} = -2,5 * log_{10}{frac{b_{soleil}} {b_{étoile}}} Rightarrow 10^{(-26.8 - 12)/(-2.5 )} approx 3.31131 * 10^{15} = frac{b_{soleil}} {b_{star}} approx frac{1370 Wm^-2}{L_{star} / (4 pi d^2 )} $
Comme on peut le voir, nous n'avons pas la luminosité de l'étoile. Cette question peut-elle être résolue avec ces informations ?
Réponse courte : non, vous ne pouvez pas résoudre la question si tout ce que vous connaissez est son ampleur apparente. Il peut s'agir d'une étoile faible à proximité ou d'une étoile très lumineuse éloignée. (Les paramètres du Soleil ne sont pas pertinents.)
(J'ignore le fait que ce soit "une étoile dans les Pléiades", ce qui implique qu'il s'agit d'un membre physique de l'amas des Pléiades, dans lequel vous connais déjà sa distance: c'est la même que la distance de l'amas des Pléiades. Peut-être que vous vouliez simplement dire "c'est dans la même partie du ciel".)
Problème pour trouver une distance avec une magnitude donnée - Astronomie
Fomalhaut, ou Alpha Pisces Austrinis, vu du logiciel Stellarium.
L'une des exigences fondamentales pour que l'astronomie fonctionne en tant que science est la nécessité de mesurer avec précision les distances aux objets. Les astronomes ont développé une série de méthodes de mesure des distances stellaires et cosmiques, qui s'emboîtent et s'informent mutuellement. Pris ensemble, ils sont appelés l'échelle de distance, car chacun fournit la base de la prochaine étape de distance.
Site Web pour notre plan de leçon vidéo MIT BLOSSOMS sur l'utilisation de la méthode de parallaxe pour trouver les distances aux étoiles proches.
Pour le premier échelon de l'échelle des distances, pour les objets à moins de 100 années-lumière environ, nous utilisons la méthode de la parallaxe. J'ai développé un plan de leçon pour enseigner cela et mes étudiants et moi avons fait une vidéo de cette leçon pour le projet MIT BLOSSOMS. Vous pouvez aller sur leur site Web pour voir cette vidéo et télécharger le plan de cours à l'adresse :
J'ai également écrit un article précédent sur la méthode de parallaxe ici :
Alors que je développais des plans de cours à utiliser sur mon affiche pour la conférence de l'American Astronomical Society, j'ai décidé de réviser ma leçon qui utilise des magnitudes absolues et apparentes pour déterminer les distances aux étoiles. Ce serait un bon moyen d'introduire la collecte et l'utilisation de données astronomiques. Mes étudiants connaissaient déjà les constellations, les classifications stellaires et le diagramme de Hertzsprung-Russell, ils avaient collecté des données sur les étoiles à l'aide du logiciel Stellarium et avaient terminé la leçon de parallaxe, ils étaient donc prêts à partir. Mais cette leçon demande quelques explications :
Magnitudes stellaires :
Au-delà d'une centaine d'années-lumière, il faut utiliser une méthode appelée la formule du module de distance. Pour l'utiliser, il faut mesurer la luminosité d'une étoile (magnitude apparente, ou m) avec une grande précision. La luminosité d'une étoile dépend de deux éléments : sa proximité et la quantité de lumière qu'elle émet réellement. Les astronomes éliminent les différences de distance en prétendant déplacer toutes les étoiles à la même distance : 32,6 années-lumière ou dix parsecs. Leur luminosité à cette distance est appelée leur magnitude absolue (M).
La séparation d'un spectre de longueurs d'onde de l'étoile fournit une empreinte digitale qui identifie la classification de l'étoile, en utilisant le modèle de raies d'absorption et de densités de flux basé sur la loi de Wien. Nous en avons suffisamment appris sur chaque type et sous-type d'étoile pour connaître la quantité totale de lumière qu'elle dégage. C'est ce qu'on appelle sa luminosité, et est mesurée par rapport à notre soleil.
Hipparque, qui a créé le premier catalogue d'étoiles précis vers 130 av. Il a fourni des nombres de magnitude allant de 1 pour les étoiles les plus brillantes à 6 pour les plus sombres visibles à l'œil nu.
Hipparque, Herschel et Newton :
Déterminer la distance à une étoile revient donc à comparer la luminosité réelle d'une étoile (magnitude absolue) avec la luminosité d'une étoile (magnitude apparente). Maintenant, ce n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Sir Isaac Newton a découvert que la lumière suit une loi carrée inverse - que la luminosité d'une lumière diminue avec le carré de sa distance. En d'autres termes, une lumière qui est deux fois plus éloignée sera un quart aussi brillante qu'avant. C'est une courbe exponentielle.
Les astronomes grecs, tels que peints par Raphaël dans L'école d'Athènes. Hipparque tient la sphère céleste.
Un autre problème est que l'échelle de magnitude originale a été développée par l'astronome grec Hipparque vers 150 av. Il a créé le premier catalogue d'étoiles et a attribué les numéros d'étoiles en fonction de leur luminosité perçue, l'étoile la plus brillante (Sirius) étant donnée le numéro 1 et l'étoile la plus sombre visible le numéro 6. Cette échelle inversée est restée avec nous et peut être un peu délicate. comprendre. L'important est que plus le nombre de magnitude est élevé, plus l'étoile est faible. Des nombres inférieurs signifient des étoiles plus brillantes.
Sir William Herschel, qui a découvert que cinq différences de magnitude correspondent à environ 100 fois la différence de luminosité.
Une fois que Newton a mis la lumière sur une base mathématique, les astronomes ont voulu normaliser le système de magnitude afin que des formules mathématiques puissent être utilisées. William Herschel, avec sa sœur Caroline, a catalogué des milliers d'étoiles (et découvert Uranus en cours de route). Ils ont découvert qu'une étoile de magnitude 1 était environ 100 fois plus brillante qu'une étoile de magnitude 6, ou que cinq ordres de grandeur produisent un changement de luminosité 100 fois supérieur. En utilisant cela, l'échelle de magnitude a été ajustée pour la faire sortir exactement 100 fois, de sorte que certaines étoiles telles que Sirius ont maintenant des magnitudes apparentes négatives.
La formule du module :
Avec l'échelle de magnitude ajustée pour s'adapter à une courbe logarithmique, vous pouvez maintenant dire qu'une étoile est exactement autant de fois plus brillante qu'une autre. Vous pouvez représenter cette relation avec la formule : (M – m – 5)/-5 = logD , où M est la magnitude absolue de l'étoile, m est la magnitude apparente, et D est la distance en parsecs.
Allons-y pour l'étoile Fomalhaut. Il a une magnitude apparente de 1,15 et une magnitude absolue de 1,72. Donc, brancher les chiffres nous donne : (1,72 – 1,15 – 5)/-5 = 0,886 = logD. Prendre l'antilog de 0,886 nous donne 7,69 parsecs. Puisqu'il y a 3,26 années-lumière dans un parsec, la distance à Fomalhaut est donc de 25,1 années-lumière. Maintenant, puisqu'il s'agit également d'une étoile proche, nous pouvons utiliser la méthode de parallaxe pour vérifier la distance. Les méthodes de l'échelle de distance se soutiennent mutuellement.
Leçon sur la méthode du module Page 1
Cela devient plus difficile lorsque les étoiles sont si éloignées que vous ne pouvez pas mesurer avec précision leur magnitude apparente, ou si elles se trouvent dans des galaxies éloignées, etc. Il existe d'autres méthodes dans l'échelle de distance, telles que la loi de Hubble, qui peuvent donner une distance en un univers en expansion basé sur le degré de décalage vers le rouge d'une galaxie. Entre les deux, il existe une méthode mise au point par Henrietta Leavitt basée sur la fonction précise période-luminosité des étoiles variables céphéides. Hubble a utilisé son travail pour déterminer la distance à la galaxie d'Andromède.
La fonction de luminosité Magnitude –. Comme la luminosité varie avec l'inverse de la distance au carré, il s'agit d'une courbe exponentielle. Dans ce cas, si vous connaissez le rapport de luminosité entre deux étoiles, vous pouvez utiliser la courbe pour déterminer les différences de magnitudes. La formule du module utilise des logarithmes pour effectuer les mêmes calculs.
Le plan de cours :
Maintenant que j'ai expliqué tout cela, il est temps d'essayer le plan de leçon. Les trois pages sont jointes ici et peuvent être téléchargées. J'en avais une version plus ancienne sous la forme d'impressions souvent dupliquées, mais aucune copie numérique restante, j'ai donc scanné les pages et révisé les explications et les tableaux de données pour que le processus fonctionne mieux, puis j'ai mis des échantillons d'étudiants sur mon affiche pour AAS .
En plus d'utiliser directement la formule du module, la leçon montre comment faire de même en utilisant la courbe de lumière carrée inversée. Avec la courbe, on peut comprendre les différences de magnitude (entre apparente et absolue ou entre deux étoiles différentes, telles que Fomalhaut et Alpha Centauri) et déterminer la différence de luminosité. Ou allez dans l'autre sens – connaissant les différences de luminosité, on peut déterminer les différences de magnitude.
Plan de cours du module Page 3
Une astuce consiste à se rappeler si une étoile doit être déplacée vers l'avant ou vers l'arrière pour l'amener à 32,6 années-lumière. Si vers l'avant, sa magnitude absolue sera un nombre inférieur à sa magnitude apparente. Si l'étoile est plus proche que 32,6 années-lumière, alors la magnitude apparente sera inférieure à la magnitude absolue (elle apparaît plus brillante parce qu'elle est proche de nous - rappelez-vous que c'est une échelle inversée).
Après avoir fait l'activité de simulation de parallaxe ensemble en classe, j'ai demandé à mes élèves d'apprendre la méthode du module. Je leur ai ensuite appris à créer des images couleur représentatives à l'aide des données WISE présentées dans mon dernier message. La plupart d'entre eux ont bien compris les concepts, sur la base de mes questionnaires de rétroaction et de mes formulaires d'évaluation.
J'ai apporté quelques modifications supplémentaires dans le but de publier les pages ici, telles que l'ajout de colonnes supplémentaires sur la première page pour faciliter les calculs. Finalement, je dois créer de toutes nouvelles versions numériques plus faciles à éditer. Bien qu'efficace, je ne suis toujours pas tout à fait satisfait du déroulement ou de la disposition de la leçon.
Ampleur et direction d'un vecteur
Un vecteur est quelque chose qui a deux et seulement deux caractéristiques déterminantes.
Trait #1) Magnitude
Trait #2) Direction
Exemples de vecteurs | Pas d'exemples |
---|---|
4 unités de long à 30 $^ | 4 unités |
44 miles par heure à l'est (vitesse) | vitesse de 44 mph (vitesse) |
Entraine toi Problèmes
Problème 1
Décrivez à l'aide des directions de la boussole (Nord, Sud, Est, Ouest) la direction du vecteur illustré ci-dessous.
Problème 2
Quelle est la magnitude et la direction du vecteur ci-dessous ?
Problème 3
Trouvez la magnitude et la direction du vecteur dans le diagramme ci-dessous.
La direction du vecteur est 47° au nord de l'ouest, et la magnitude du vecteur est 2.
Problème 4
Trouvez la magnitude et la direction du vecteur dans le diagramme ci-dessous.
La direction du vecteur est 43° à l'Est du Sud, et la magnitude du vecteur est 3. Il est également possible de décrire la direction de ce vecteur comme 47. Sud de l'Est.
Problème 5
Quelle est la différence entre un vecteur à 55 degrés au nord de l'ouest et un vecteur à 35 degrés à l'ouest du nord ?
Montrer la réponse
En termes de direction, il n'y a aucune différence entre 55° au nord de l'ouest et 35° à l'ouest du nord.
Valeur absolue-Magnitude et distance
Exemples, vidéos et solutions pour aider les élèves de 6e année à comprendre la valeur absolue d'un nombre comme sa distance par rapport à zéro sur la droite numérique.
Les élèves utilisent la valeur absolue pour trouver l'ampleur d'une quantité positive ou négative dans une situation réelle.
État de New York Common Core Math 6e année, module 3, leçon 11
Exercices d'ouverture
Quelle est la relation entre les paires de nombres suivantes ? Comment chaque paire de nombres se rapporte-t-elle à zéro ?
-4 et 4
-2 1/2 et 2 1/2
-10 et 10
Quelle est la valeur absolue d'un nombre ?
La valeur absolue d'un nombre est la distance entre le nombre et zéro sur une droite numérique. Chaque nombre et son opposé sont à la même distance de zéro sur la droite numérique. En d'autres termes, un nombre et son opposé ont la même valeur absolue.
Quelle est la valeur absolue de 6 ?
Quelle est la valeur absolue de -6 ?
6 et -6 sont tous deux à six unités de zéro.
Quelle est la valeur absolue de 0 ?
Exemple 1 : La valeur absolue d'un nombre
La valeur absolue de dix s'écrit |10|. Sur la droite numérique, comptez le nombre d'unités de 10 à 0. Combien d'unités font 10 à partir de 0 ?
Quel autre nombre a une valeur absolue de ? Pourquoi?
La valeur absolue d'un nombre est la distance entre le nombre et zéro sur la droite numérique.
Exemple 2 : Utilisation de la valeur absolue pour trouver la magnitude
Mme Owens a reçu un appel de sa banque parce qu'elle avait un solde de chèques en dollars. Quelle était l'importance du montant à découvert?
le ordre de grandeur d'une quantité se trouve en prenant la valeur absolue de sa partie numérique
4. Maria était malade de la grippe et son changement de poids en conséquence est représenté par -4 livres. Combien de poids Maria a-t-elle perdu ?
5. Jeffrey doit 5 $ à son ami. À combien s'élève la dette de Jeffrey ?
6. L'altitude des chutes Niagara, qui sont situées entre le lac Érié et le lac Ontario, est de 326 pieds. À quelle distance est-ce au-dessus du niveau de la mer ?
7. À quelle distance en dessous de zéro se trouve -16 degrés Celsius ?
8. Frank a reçu un relevé mensuel pour son compte d'épargne-études. Il a répertorié un dépôt de 100 $ comme +100,00. Il a indiqué un retrait de 25 $ comme -25,00. Le relevé montrait un solde final global de 835,50 $. Combien d'argent Frank a-t-il ajouté à son compte ce mois-là ? Combien a-t-il retiré ? Quel est le montant total que Frank a économisé pour l'université ?
9. Meg joue aux cartes avec son amie Iona. Les cartes ont des nombres positifs et négatifs imprimés dessus. Meg s'exclame : &ldquoLa valeur absolue du nombre sur ma carte est égale à 8 !&rdquo Quel est le nombre sur la carte Meg&rsquos ?
10. Indiquez un nombre positif et négatif dont la valeur absolue est supérieure à . Explique comment justifier ta réponse à l'aide de la droite numérique.
11. Laquelle des situations suivantes peut être représentée par la valeur absolue de 10 ? Cochez toutes les cases.
La température est de degrés en dessous de zéro. Exprimez cela sous forme d'entier.
Déterminez le montant de la dette de Harold s'il doit .
Déterminer à quelle distance est de zéro sur une droite numérique.
degrés est combien de degrés au-dessus de zéro?
12. Julia a utilisé la valeur absolue pour trouver la distance entre 0 et 6 sur une droite numérique. Elle a ensuite écrit une déclaration similaire pour représenter la distance entre et . Ci-dessous son travail. Est-ce correct? Expliquer.
|6| = 6, |-6| = -6
13. Utilisez la valeur absolue pour représenter le montant, en dollars, d'un profit de 238,25 $.
14. Judy a perdu 15 livres. Utilisez la valeur absolue pour représenter le nombre de kilos perdus par Judy.
15. En cours de maths, Carl et Angela débattent des nombres entiers et de la valeur absolue. Carl a dit que deux entiers peuvent avoir la même valeur absolue et Angela a dit qu'un entier peut avoir deux valeurs absolues. Qui a raison? Défendez votre réponse.
16. Jamie a dit à son professeur de mathématiques : &ldquoDonnez-moi une valeur absolue, et je peux vous dire deux nombres qui ont cette valeur absolue.&rdquo Jamie a-t-il raison ? Pour une valeur absolue donnée, y aura-t-il toujours deux nombres qui auront cette valeur absolue ?
17. Utilise une droite numérique pour montrer pourquoi un nombre et son contraire ont la même valeur absolue.
18. Un caissier de banque a aidé deux clients à effectuer des transactions. Un client a effectué un retrait de 25 $ sur un compte d'épargne. L'autre client a fait un dépôt de 15 $. Utilisez la valeur absolue pour afficher la taille de chaque transaction. Quelle transaction impliquait le plus d'argent ?
19. Qu'est-ce qui est le plus éloigné de zéro : -7 3/4 ou 7 1/2 ? Utilisez la valeur absolue pour défendre votre réponse.
Je pense à deux nombres. Les deux nombres ont la même valeur absolue. Qu'est-ce qui doit être vrai à propos des deux nombres ?
La valeur absolue d'un nombre peut-elle jamais être un nombre négatif ? Pourquoi ou pourquoi pas?
Ensemble de problèmes
Pour chacune des deux quantités suivantes des problèmes 1 à 4, laquelle a la plus grande amplitude ? (Utilisez la valeur absolue pour défendre vos réponses.)
1. 33 dollars et -52 dollars
2. -14 pieds et 23 pieds
3. -24,6 livres et -24,58 livres
4. -11 1/4 degrés et 11 degrés
Essayez la calculatrice Mathway gratuite et le résolveur de problèmes ci-dessous pour pratiquer divers sujets mathématiques. Essayez les exemples donnés ou saisissez votre propre problème et vérifiez votre réponse avec les explications étape par étape.
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Ampleur du vecteur
Dans cette leçon, nous allons apprendre à trouver la magnitude de vecteurs bidimensionnels et de vecteurs tridimensionnels.
La longueur d'un vecteur est appelée la ordre de grandeur ou module du vecteur.
Le diagramme suivant montre l'amplitude d'un vecteur. Faites défiler la page vers le bas pour plus d'exemples et de solutions pour calculer la magnitude des vecteurs 2D et 3D.
Exprimez chacun des vecteurs suivants sous forme de vecteur colonne et trouvez sa magnitude.
Vecteurs en 2D
Vecteurs en 3D
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Problèmes de déplacement et de distance avec solutions
Les problèmes et les solutions concernant la distance et le déplacement sont présentés et mis à jour utiles pour les étudiants du secondaire et du collégial.
Un objet se déplace du point A vers B, C et D enfin, le long d'un rectangle.
(a) Trouver l'amplitude et la direction du vecteur de déplacement de l'objet ?
(b) Trouver la distance parcourue par cet objet ?
(c) Supposons que l'objet revienne au point A, sa position initiale. Maintenant, trouvez le déplacement et la distance?
(b) la distance est égale à la longueur de AB+BC+CD.
(c) Puisque les positions initiale et finale sont les mêmes, donc par définition du déplacement, la différence entre elles est nulle. Mais la distance, dans ce cas, est le périmètre du rectangle.
Un objet se déplace le long d'un triangle rectangle du point A à B à C illustré dans la figure ci-dessous. (Considérez les côtés comme $3,<
m m>$ et $4,<
m m>$)
(a) Trouver l'amplitude et la direction du vecteur de déplacement ?
(b) Quelle distance parcourue par cet objet en mouvement ?
(c) Supposons que l'objet revienne au point A, sa position initiale. Maintenant, trouvez le déplacement et la distance?
Exactement ce qui est nécessaire. Ensemble, nous pouvons arriver à la bonne réponse. Je suis sûr.
Je regrette de ne pas pouvoir vous aider. Je crois que vous trouverez la bonne décision ici.
Je ne peux pas rejoindre la discussion en ce moment - très occupé. Mais osvobozhus - nécessairement écrire ce que je pense.
Bien sûr. C'était avec moi aussi. Discutons de cette question.
Je ferais mieux de me taire
Excusez-moi, la phrase est enlevée