Лабораторная работа №1.
Цель: Вычислить скорости удаления Галактик по красному смещению линии Hα в их спектрах, построить график зависимости скорости удаления от расстояния до галактики и проанализировать его.
Приборы и материалы: Лабораторный спектр линии Н, фотографии Галактик и их спектры, карандаш, линейка, калькулятор.
Ход работы:
Даны изображения Галактик, имеющих примерно одинаковые физические размеры.
| 
|
| Рисунок 1 – Галактики. | Рисунок 2 – Скопление Галактик |
Расположите Галактики по удаленности от поверхности Земли: от самых близких до самых далеких (запишите их номера).
Объясните, почему вы расположили Галактики таким образом.
|
| Рисунок 3 – Лабораторный спектр водорода. |
| 
|
| 
|
| |
| Рисунок 4 – Спектры Галактик, полученные с помощью виртуального спектроскопа. |
На рисунках 3 и 4 показаны лабораторный спектр водорода (Н) и спектры Галактик. Для каждого объекта спектры представлены в виде горизонтальной цветной полосы (результат разложения спектра в спектрографе), и в виде графика изменения интенсивности излучения от длины волны. Яркая красная линия в спектрах галактик – линия водорода Нα – смещена относительно лабораторного значения λнα = 656 нм.
Найдите линию водорода Нα в спектре каждой Галактики и определите соответствующую длину волны λ. Результат занесите в таблицу.
Посчитайте смещение спектральной линии ∆λ=λ-λн и запишите результат в соответствующий столбец таблицы.
Вычислите z= 
, результат занесите в таблицу.
Вычислите скорость удаления галактики V=cz, где с=3*105 км\с – скорость света и запишите результат в таблицу.
Используя закон Хаббла V=Hr, вычислите расстояние до Галактик. Значение постоянной Хаббла Н=68км\(с*Мпк). Результат запишите в таблицу.
По полученным значениям расстояния до Галактик соотнесите названия и номера Галактик. Результат запишите в таблицу в графу «Название галактики».
| Таблица 1 - Результаты вычислений | ||||||
| № | Название Галактики | Длина волны λ водорода в спектре Галактики, нм | Смещение спектральной линии ∆λ | Красное смещение z | Скорость удаления Галактики V, км\с | Расстояние до Галактики, Мпк |
Постройте график зависимости скорости удаления Галактик от расстояния до Земли. Проанализируйте полученный график и сделайте вывод о соотношении расстояния до Галактики и скорости ее удаления.
Контрольные вопросы.
1. Что такое галактика? Из чего состоит галактика? Приведите примеры 2-3 галактик (названия).
2. Что такое скорость удаления галактики? О чем свидетельствует скорость разбегания галактик?
3. Сформулируйте и запишите закон Хаббла. Какой физический смысл имеет постоянная Хаббла? Используя закон Хаббла, определите максимальное расстояние, до которого можно наблюдать небесные тела.
4. В спектре галактики Андромеды наблюдается сдвиг спектральных линий в фиолетовую (коротковолновую) часть спектра. Какой вывод о движении этой Галактики по отношению к нашей следует сделать на основании этого факта?
5. Что такое красное смещение?
Вывод_______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________