[latexpage]
В прошлых статьях речь шла об эволюции звезд и диаграмме Гершпрунга-Рассела, давайте закрепим этот материал, решая задачи. Задачи были взяты из пособия «Физика. ЕГЭ 2018. Типовые тестовые задания. Е.В. Лукашева, Н.И. Чистякова».
Задача 1. На рисунке приведена диаграмме Гершпрунга-Рассела. Выберите два верных утверждения из пяти, приведенных ниже, и запишите их номера.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
1) Белые карлики – горячие звезды сильной светимости.
2) Плотность вещества в атмосфере звезды влияет на ширину спектральных линий.
3) Звезда Бетельгейзе относится к сверхгигантам, поскольку ее радиус почти в 1000 раз превышает радиус Солнца.
4) На главной последовательности находится около 20% звезд.
5) Солнце относится к звездам – гигантам.
Решение:
1) Утверждение неверно. На диаграмме видно, что светимость этих звезд невысока.
2) Утверждение верно. При более высокой плотности вещества отдельные линии расползаются в полосы, и спектр может стать полосатым, и даже сплошным.
3) Утверждение верно.
4) Утверждение неверно. Большинство звезд лежит на главной последовательности.
5) Утверждение неверно. Солнце – звезда средних размеров, относящаяся к классу G.
Ответ: 23
Задача 2. На рисунке приведена диаграмме Гершпрунга-Рассела. Выберите два верных утверждения из пяти, приведенных ниже, и запишите их номера.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
1) Наиболее многочисленными звездами являются красные карлики.
2) «Жизненный цикл» звезды спектрального класса К главной последовательности более короткий, чем звезды спектрального класса В главной последовательности.
3) Звезды-сверхгиганты имеют очень большую среднюю плотность.
4) Звезда Денеб имеет температуру поверхности 8550 К и относится к звездам спектрального класса М.
5) Звезда 40 Эридана В относится к белым карликам, поскольку ее масса составляет 0,5 массы Солнца.
Решение:
1) Утверждение верно. Приведу таблицу, из которой понятно распределение количества звезд по классам:

Гарвардская классификация
2) Утверждение неверно. У супергигантов быстрее заканчивается топливо, и их жизнь иногда ограничена миллионами лет.
3) Утверждение неверно. Плотность сверхгигантов очень мала. Если плотность Солнца сравнима с плотностью воды, то у сверхгигантов плотность много меньше плотности воздуха.
4) Утверждение неверно. Звезды с такой температурой принадлежат к спектральному классу А.
5) Утверждение верно. 40 Эридана или омикрон Эридана — близкая к Земле тройная звёздная система в созвездии Эридана. Ярчайший компонент системы 40 Эридана A — оранжевый карлик спектрального класса K, виден невооружённым глазом. 40 Эридана B — белый карлик, что было определено в 1910 году. Является третьим открытым белым карликом после Сириуса B и Проциона B и первым белым карликом, обнаруженным в тройной звёздной системе. Звёздная величина +9,52m. Хотя температура на его поверхности достигает $17000^{\circ}$ C, светимость оказалась очень слабой, так как звезда в поперечнике меньше Земли (0,014 радиуса Солнца). Масса белого карлика — 0,5 массы Солнца. 40 Эридана C — красный карлик спектрального класса M массой 0,2 массы Солнца и радиусом 0,31 радиуса Солнца. Принадлежит к классу вспыхивающих звёзд.
Принадлежит к классу вспыхивающих звёзд.
Ответ: 15
Задача 3. На рисунке приведена диаграмме Гершпрунга-Рассела. Выберите два верных утверждения из пяти, приведенных ниже, и запишите их номера.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
1) Масса белых карликов существенно превышает массу Солнца.
2) Светимость сверхгигантов в десятки тысяч раз превышает светимость Солнца.
3) Звезда Антарес относится к звездам главной последовательности, поскольку ее радиус почти в 900 раз превышает радиус Солнца.
4) Солнце относится к спектральному классу О.
5) На главной последовательности находится около 90% звезд.
Решение:
1) Утверждение неверно. На диаграмме видно, что светимость этих звезд невысока, а мы помним, что масса связана со светимостью:
$$L\sim M^{3,5-4}$$
То есть чем больше масса, тем больше светимость.
2) Утверждение верно. Это следует непосредственно из диаграммы.
3) Утверждение неверно. Звезду такого радиуса надо отнести к свергигантам.
4) Утверждение неверно. Солнце – звезда средних размеров, относящаяся к классу G.
5) Утверждение верно. Большинство звезд лежит на главной последовательности.
Ответ: 25
Задача 4. На рисунке приведена диаграмме Гершпрунга-Рассела. Выберите два верных утверждения из пяти, приведенных ниже, и запишите их номера.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
1) 50% всех звезд составляют звезды-сверхгиганты.
2) «Жизненный цикл» звезды спектрального класса К главной последовательности более длительный, чем звезды спектрального класса В главной последовательности.
3) С увеличением массы светимость звезд растет.
4) Наиболее редкими звездами являются красные карлики.
5) Температура звезд спектрального класса М в 2 раза выше температуры звезд спектрального класса В.
Решение:
1) Утверждение неверно. Большинство звезд лежит на главной последовательности.
2) Утверждение верно. У супергигантов быстрее заканчивается топливо, и их жизнь иногда ограничена миллионами лет.
3) Утверждение верно. Мы помним, что масса связана со светимостью:
$$L\sim M^{3,5-4}$$
То есть чем больше масса, тем больше светимость.
4) Утверждение неверно. Красных карликов – большинство, о чем свидетельствует таблица выше.
5) Утверждение неверно. Класс М – самые холодные звезды.
Ответ: 23
Задача 5. На рисунке приведена диаграмме Гершпрунга-Рассела. Выберите два верных утверждения из пяти, приведенных ниже, и запишите их номера.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
1) Температура звезд спектрального класса М ниже температуры звезд спектрального класса F.
2) Время пребывания звезды на главной последовательности на зависит от ее массы.
3) Наиболее редкими являются звезды главной последовательности.
4) Ригель относится к звездам – белым карликам, поскольку ее радиус превышает радиус Солнца более, чем в 70 раз.
5) Сверхгиганты – звезды с очень низкой плотностью.
Решение:
1) Утверждение верно.
2) Утверждение неверно. У супергигантов быстрее заканчивается топливо, и их жизнь иногда ограничена миллионами лет.
3) Утверждение неверно. Большинство звезд лежит на главной последовательности.
4) Утверждение неверно. Ригель – самая яркая звезда в созвездии Орион, масса которой приблизительно в 20 раз больше массы Солнца и его светимость примерно в 130 000 раз выше солнечной, а значит, это одна из самых мощных звёзд в Галактике (во всяком случае, самая мощная из ярчайших звёзд на небе, так как Ригель — ближайшая из звёзд с такой огромной светимостью). Ригель относится к голубым гигантам.
5) Утверждение верно. Плотность сверхгигантов значительно меньше плотности воздуха.
Ответ: 15
Один комментарий
Первый вариант, 2 задача -объяснение не верно. На ширину линий спектра влияет взаимодействие излучающих частиц (присходит расщупление линейчатого спектра в полосы). Чем выше плотность, тем ближе частицы, сильнее взаимодействие и шире полоса