Фотони — джерело інформації

Лекція 4

Випромінювання небесних світил. Методи астрономічних спостережень

План

1.Розвиток всехвильової астрономії: гамма, рентгенівська, ультрафіолетова, оптична, інфрачервона, радіоастрономія

2. Завдання астрофізики. Позаатмосферна астрономія

3. Оптичні телескопи.

4.Астрофотографія

4. Радіотелескопи. Радіоінтерферометри.

6.Астрономічні обсерваторії. Космічні телескопи та обсерваторії.

7.Основні поняття спектроско­пії

8.Приймачі випромінювання

Розвиток всехвильової астрономії: гамма, рентгенівська, ультрафіолетова, оптична, інфрачервона, радіоастрономія

Фотони — джерело інформації

Світлова хвиля, як і будь-яка електромагнітна, рухається зі швидкістю світла — 300 000 км/с. Світлову хвилю можна розглядати як потік фотонів. Саме вони приносять нам інформацію про далекі Сонця.

Що являють собою ці далекі Сонця? Які закони їх будови й розвитку? На ці питання, здавалося, людина ніколи не одержить відповіді. Саме так і навчав своїх Студентив давньогрецький філософ Сократ (469-399 pp. до н. е.): «Усе це назавжди залишиться таємницею для смертного, і, звичайно, самим богам смутно бачити прагнення людини розгадати те, що вони назавжди сховали від неї...»

Те саме, але двома тисячами років пізніше стверджував відомий філософ Огюст Кант (1798-1857): «Ми нічого не можемо дізнатися про зорі, крім того, що вони існують. Навіть температура їх назавжди залишиться невизначеною... пу і, звичайно, не варто займатися астрономією, тому що це порожнє витрачання часу, що не дає ні корисних, ні цікавих результатів...»

Сьогодні ці висловлення ми згадуємо з посмішкою. Адже виявилося, що людина може пізнати закони будови й розвитку як окремих зір, так і Всесвіту загалом. І цьому сьогодні є численні підтвердження. І розповідають про це людині фотони, кванти світла, ці дивні вісники далеких світів.

За іронією долі Кант не дожив усього три роки до відкриття спектрального аналізу, що став потужною зброєю астрономів у їхніх дослідженнях Всесвіту. Вивчаючи світлове випромінювання, що приходить до Землі від далеких зір і галактик, астрономи визначають температуру поверхонь зір, їхні маси і розміри, хімічний й ізотопний склад атмосфери, розподіл густини й температури в надрах, намічають схеми розвитку зір протягом мільярдів років.

У фотона найбільш яскраво виражена подвійність основних ознак елементарних частинок: фотон поширюється як електромагнітна хвиля. Кожний фотон переносить окрему порцію (квант) енергії, що дорівнює ε = hv, h= 6, 62 ²⁷ерг с.

Світлове випромінювання, що сприймає наше око, це лише незначна частина надзвичайно широкого діапазону електромагнітних хвиль. В атмосферах зір і космічному просторі виникають і поширюються електромагнітні хвилі (фотони) з найрізноманітнішими довжинами хвиль. Зазвичай довжини хвиль вимірюють в ангстремах (1А = 10^-8см).