Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Курс теоретической астрофизики
Шрифт:
empty-line/>

exp

h

kT

d

.

(5.31)

Здесь для простоты мы положили gi=1 и g=1. Меняя порядок интегрирования и суммирования и производя интегрирование, находим

0

B

(T)

d

=

n

e

n

2^2ekT

33ch(2mkT)^3/^2

2h

c^2

x

x

kT

h

1

+

2,4

kT

.

(5.32)

Кроме

того, имеем

0

B

(T)

d

=

2h

c^2

kT

h

0

x^3dx

ex– 1

=

2h

c^2

kT

h

15

.

(5.33)

Подстановка (5.32) и (5.33) в формулу (5.27) даёт

=

40

3

eh

me(2m)^3/^2

1

+

2,4

kT

nen

(kT)/^2

.

(5.34)

Формулу (5.34) мы получили для атома водорода, но она справедлива без изменений и для водородоподобных ионов (так как атомный номер Z входит в ) Приближённо формула (5.34) справедлива и для других атомов.

Напомним, что первый член в квадратных скобках формулы (5.34) соответствует свободно-свободным переходам, а второй член — связанно-свободным переходам. В случае поглощения излучения водородными атомами первый член преобладает при температурах, больших 400 000 K, а второй член — при температурах, меньших 400 000 K (так как для водорода /k=157 200).

Считая, что водородные атомы полностью ионизованы (а значит, ne=n~), в двух указанных случаях из формулы (5.34) получаем

^2

T/^2

(5.35)

(при сравнительно высоких температурах) и

^2

T/^2

(5.36)

(при сравнительно низких температурах). Формулы (5.35) и (5.36) довольно часто применяются в астрофизике.

§ 6. Теория фотосфер при коэффициенте поглощения, зависящем от частоты

1. Приближённая теория.

Самый простой путь для построения приближенной теории фотосфер при коэффициенте поглощения, зависящем от частоты, состоит в использовании результатов изложенной выше теории фотосфер при предположении о независимости коэффициента поглощения от частоты. С этой целью в теорию фотосфер вводится средний коэффициент поглощения . Как было показано в предыдущем параграфе, его можно определить так, что сохраняется такая же зависимость температуры T от оптической глубины , как и в случае, когда коэффициент поглощения не зависит от частоты. Поэтому сохраняются и полученные ранее выводы о строении звёздной фотосферы, т.е. об изменении в ней плотности и температуры с геометрической глубиной (в соответствующих формулах § 4 надо

лишь заменить на ).

Однако для определения поля излучения в фотосфере для разных частот необходимо, чтобы в теории фигурировал коэффициент поглощения или соответствующая ему оптическая глубина . Для нас особенный интерес представляет интенсивность излучения, выходящего из звезды. Как было показано ранее, она определяется формулой (4.30), справедливой при любой зависимости от . Мы будем считать, что входящая в эту формулу температура T при помощи формулы (5.26) выражается через оптическую глубину , соответствующую среднему коэффициенту поглощения. Поэтому для вычисления по формуле (4.30) надо выразить и через . Мы приближённо примем, что / не меняется в фотосфере. Тогда получаем

=

r

dr

=

r

dr

=

.

(6.1)

На самом деле величина / зависит от глубины в фотосфере. Очевидно, что для вычисления интенсивности излучения, выходящего из звезды, для величины / надо брать её значение в поверхностных слоях фотосферы (точнее говоря, в тех слоях, в которых в среднем возникает непрерывный спектр).

Подставляя (6.1) в (4.30), для интенсивности излучения, выходящего из звезды под углом к радиусу-вектору в частоте , получаем

I

(0,)

=

0

B

(T)

exp

sec

sec

d

,

(6.2)

где B(T) — планковская интенсивность при температуре T. Принимая во внимание (4.2) и (5.26), вместо (6.2) находим

I

(0,)

=

2h^3

c^2

0

exp

sec

x

x

exp

h

kTe

1

2

+

3

4

– 1/4

– 1

^1

sec

d

.

(6.3)

В том же приближении (т.е. при /=const) для потока излучения в частоте на поверхности звезды имеем

H

=

4h^3

c^2

0

E

d

exp

h

kTe

1

2 +

3

4

– 1/4

– 1

(6.4)

Ранее полученные формулы (4.39) и (4.40) являются частными случаями формул (6.3) и (6.4) (при =).

Иногда при вычислении величины I(0,) по формуле (6.2) функцию B(T) представляют в виде ряда, расположенного по степеням :

Поделиться:
Популярные книги

Жена на пробу, или Хозяйка проклятого замка

Васина Илана
Фантастика:
попаданцы
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Жена на пробу, или Хозяйка проклятого замка

Идеальный мир для Лекаря 9

Сапфир Олег
9. Лекарь
Фантастика:
боевая фантастика
юмористическое фэнтези
6.00
рейтинг книги
Идеальный мир для Лекаря 9

Этот мир не выдержит меня. Том 2

Майнер Максим
2. Первый простолюдин в Академии
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Этот мир не выдержит меня. Том 2

Жена со скидкой, или Случайный брак

Ардова Алиса
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
8.15
рейтинг книги
Жена со скидкой, или Случайный брак

Титан империи

Артемов Александр Александрович
1. Титан Империи
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Титан империи

Кодекс Охотника. Книга VI

Винокуров Юрий
6. Кодекс Охотника
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Кодекс Охотника. Книга VI

Санек 3

Седой Василий
3. Санек
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
5.00
рейтинг книги
Санек 3

Адаптация

Уленгов Юрий
2. Гардемарин ее величества
Фантастика:
городское фэнтези
попаданцы
альтернативная история
аниме
5.00
рейтинг книги
Адаптация

Бестужев. Служба Государевой Безопасности. Книга 5

Измайлов Сергей
5. Граф Бестужев
Фантастика:
городское фэнтези
попаданцы
аниме
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Бестужев. Служба Государевой Безопасности. Книга 5

An ordinary sex life

Астердис
Любовные романы:
современные любовные романы
love action
5.00
рейтинг книги
An ordinary sex life

Личник

Валериев Игорь
3. Ермак
Фантастика:
альтернативная история
6.33
рейтинг книги
Личник

Мама из другого мира...

Рыжая Ехидна
1. Королевский приют имени графа Тадеуса Оберона
Фантастика:
фэнтези
7.54
рейтинг книги
Мама из другого мира...

Идеальный мир для Лекаря 26

Сапфир Олег
26. Лекарь
Фантастика:
аниме
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Идеальный мир для Лекаря 26

Свет Черной Звезды

Звездная Елена
6. Катриона
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
5.50
рейтинг книги
Свет Черной Звезды