湘教版地理選修1恒星的演化word教案-wenkub
2022-12-17 00:31:17 本頁面
【正文】 L=4 1 如果這個輻射光度靠引力為 能源來維持，那么持續(xù)的時間是 : 很多證明表明，太陽穩(wěn)定的保持著今天的狀態(tài)已有 5109 年了，因此，星坯階段只能是太陽形成像今天這樣的穩(wěn)定狀態(tài)之前的一個短暫過渡階段。當(dāng) E0 時熱運(yùn)動為主，氣云是穩(wěn)定的，小的擾動不會影響氣云平衡；當(dāng) E0 時，引力為主，小的密度擾動產(chǎn) 生對均勻的偏離，密度大處引力增大，使偏離加強(qiáng)而破壞 平衡，氣體開始塌縮。這就是星坯演化的主要物理機(jī)制 下面我們利用經(jīng)典引力理論大致的討論這一過程。當(dāng)物質(zhì)的線度收縮了幾個數(shù)量級后，情況就不同了，一方面，氣體的密度有了劇烈的增加，另一方面，由于失去的引力位能部分的轉(zhuǎn)化成熱能，氣體溫度也有了很大的增加，氣體的壓力正比于它的密度與溫度的乘積，因而在塌縮過程中，壓力增長更快，這樣，在氣體內(nèi)部很 快形成一個足以與自引力相抗衡的壓力場，這壓力場最 后制止引力塌縮，從而建立起一個新的力學(xué)平衡位形，稱之為星坯。因此天文學(xué)家利用觀察許多處于不同生命階段的恒星，并以計算機(jī)模型模擬恒星的演變。 第一章 宇宙探索 恒星的演化 相關(guān)素材 ] 恒星演化是一個恒星在其生命期內(nèi)（發(fā)光與發(fā)熱的期間）的連續(xù)變化。 恒星的演化過程 在宇宙發(fā)展到一定時期，宇宙中充滿均勻的中性原子氣體云，大體積氣體云由于自身引力而不穩(wěn)定造成塌縮。 星坯的力學(xué)平衡是靠內(nèi)部壓力梯度與自引力相抗衡造成的，而壓力梯度的存在卻依賴于內(nèi)部溫度的不均勻性（即星坯中心的溫度要高 于外圍的溫度），因此在熱學(xué)上，這是一個不平衡的系統(tǒng)，熱量將從中心逐漸地向外流出?？紤]密度為 ρ 、溫度為 T、半徑為 r 的球狀氣云系統(tǒng)，氣體熱運(yùn)動能量 ET= RT= T (1) 將氣體看成單原子理想氣體 ,μ 為摩 爾質(zhì)量， R 為氣體 普適常數(shù) 為了 得到氣云球的的引力能 Eg，想象經(jīng)球的質(zhì)量一點(diǎn)點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)，將球全部移走場力作的功就等于 Eg。由 E≤0 得到產(chǎn)生收縮的臨界半徑 ： (4) 相應(yīng)的氣體云的臨界質(zhì)量為 K] (5) 原始?xì)庠泼芏刃。R界質(zhì)量很大。這樣提出新問題，星坯引力收縮是如何停止的？此后太陽輻射又是以什么為能源？ —— 主序星 主序星階段在收縮過程中密度增加，我們知道 ρ ∝ r3，由式 (4),rc∝ r3/2,所以rc比 r 減小的更快，收縮氣云的一部分又達(dá)到新條件下的臨界 ,小擾動可以造成新的局部塌縮。對純氫的高溫氣體，最有效的核反應(yīng)系列是所謂的 PP 鏈： 其中主要是 2D(p,γ)3He 反應(yīng) 。 中心溫度達(dá)到 107K，密度達(dá)到 105kg/m3 左右時，產(chǎn)生的氫轉(zhuǎn)化為 He 的 41H→4He 過程。 這個比值幾乎與溫度無 關(guān)，所以在 2500 次 CNO 循環(huán)中有一次是 CNO2。 觀察到的主序星的最小質(zhì)量大約為 ⊙ 。但是理論上沒有一個質(zhì)量的絕對上限。 現(xiàn)在我們就討論觀測到的恒星中大部分是主序星的原因，表
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