Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Курс теоретической астрофизики
Шрифт:

I

r

sin

r

I

=-

I

+

.

(1.20)

В рассматриваемом случае уравнение лучистого равновесия (1.17) может быть заменено другим, более простым уравнением, имеющим тот же физический смысл. Проинтегрировав уравнение (1.20) по всем частотам и по всем направлениям, получаем

1

r^2

d

dr

r^2

0

H

d

=-

0

d

I

d

+

4

0

d

.

(1.21)

Из (1.21)

видно, что если выполняется уравнение (1.17), то должно выполняться и уравнение

d

dr

r^2

0

H

d

=

0.

(1.22)

Из (1.22) следует

0

H

d

=

C

r^2

,

где C — некоторая постоянная, определяемая источниками энергии звезды.

Таким образом, полный поток излучения (т.е. поток излучения, проинтегрированный по всему спектру) в сферически-симметричной фотосфере обратно пропорционален квадрату расстояния от центра звезды. Соотношение (1.23), как и уравнение (1.17), является следствием отсутствия источников и стоков энергии в фотосфере.

Как уже говорилось, почти все звёзды обладают фотосферами, толщина которых очень мала по сравнению с радиусом звезды. Для этих звёзд уравнения (1.20) и (1.23) могут быть сильно упрощены. Этого нельзя сделать лишь для звёзд особых типов (например, для звёзд типа Вольфа — Райе).

Рис. 2

Если толщина фотосферы гораздо меньше радиуса звезды, то фотосферные слои могут считаться не сферическими, а плоскопараллельными (рис. 2). В этом случае угол не меняется вдоль луча и вместо уравнения (1.20) получаем

cos

dI

dr

=-

I

+

.

(1.24)

Так как расстояние r от центра звезды меняется в фотосфере в очень небольших пределах, то вместо уравнения (1.23) имеем

0

H

d

=

const.

(1.25)

Таким образом, при рассмотрении поля излучения в фотосферах «обычных» звёзд следует пользоваться уравнениями (1.24) и (1.17) или уравнениями (1.24) и (1.25).

§ 2.

Теория фотосфер при коэффициенте поглощения, не зависящем от частоты

1. Основные уравнения.

Первоначально в теории фотосфер делалось предположение о независимости коэффициента поглощения от частоты, ведущее к существенному упрощению теории. В дальнейшем, однако, было установлено, что это предположение является весьма грубым. Тем не менее теория фотосфер при коэффициенте поглощения, не зависящем от частоты, продолжает сохранять своё значение, так как она может рассматриваться как первое приближение к более строгой теории.

Считая, что коэффициент поглощения не зависит от частоты (т.е. =), вместо уравнения переноса излучения (1.24) и уравнения лучистого равновесия (1.17) получаем

cos

dI

dr

=-

I

+

,

(2.1)

4

0

d

=

d

0

I

d

.

(2.2)

Введём обозначения

0

I

d

=

I

,

0

d

=

.

(2.3)

Величину I можно назвать полной интенсивностью излучения, а величину — полным коэффициентом излучения.

Проинтегрировав уравнение (2.1) по всем частотам, находим

cos

dI

dr

=-

I

+

,

(2.4)

а уравнение (2.2) переписывается в виде

4

=

I

d

.

(2.5)

При исследовании переноса излучения в любой среде целесообразно переходить от геометрических расстояний к оптическим расстояниям. В данном случае удобно ввести оптическую глубину , определяемую формулой

=

r

dr

(2.6)

Положим также

=

S

.

(2.7)

Тогда уравнения (2.4) и (2.5) принимают вид

cos

dI

d

=

I-S

,

S

=

I

d

4

.

(2.8)

Таким образом, мы получили два уравнения для определения двух неизвестных функций I и S.

В системе уравнений (2.8) величина I является функцией от и , а величина S — функцией от . Учитывая, что d=sin d d, и производя интегрирование по в пределах от 0 до 2, вместо (2.8) получаем

Поделиться:
Популярные книги

Кто ты, моя королева

Островская Ольга
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
7.67
рейтинг книги
Кто ты, моя королева

Камень. Книга восьмая

Минин Станислав
8. Камень
Фантастика:
фэнтези
боевая фантастика
7.00
рейтинг книги
Камень. Книга восьмая

Бывшие. Война в академии магии

Берг Александра
2. Измены
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
7.00
рейтинг книги
Бывшие. Война в академии магии

Вернуть невесту. Ловушка для попаданки

Ардова Алиса
1. Вернуть невесту
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
8.49
рейтинг книги
Вернуть невесту. Ловушка для попаданки

Генерал Империи

Ланцов Михаил Алексеевич
4. Безумный Макс
Фантастика:
альтернативная история
5.62
рейтинг книги
Генерал Империи

Попаданка в академии драконов 2

Свадьбина Любовь
2. Попаданка в академии драконов
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
6.95
рейтинг книги
Попаданка в академии драконов 2

Зеркало силы

Кас Маркус
3. Артефактор
Фантастика:
городское фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Зеркало силы

Законы Рода. Том 5

Flow Ascold
5. Граф Берестьев
Фантастика:
юмористическое фэнтези
аниме
5.00
рейтинг книги
Законы Рода. Том 5

Прометей: повелитель стали

Рави Ивар
3. Прометей
Фантастика:
фэнтези
7.05
рейтинг книги
Прометей: повелитель стали

Кодекс Охотника. Книга XVII

Винокуров Юрий
17. Кодекс Охотника
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Кодекс Охотника. Книга XVII

Ох уж этот Мин Джин Хо – 3

Кронос Александр
3. Мин Джин Хо
Фантастика:
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Ох уж этот Мин Джин Хо – 3

Барон устанавливает правила

Ренгач Евгений
6. Закон сильного
Старинная литература:
прочая старинная литература
5.00
рейтинг книги
Барон устанавливает правила

Шлейф сандала

Лерн Анна
Фантастика:
фэнтези
6.00
рейтинг книги
Шлейф сандала

Адвокат

Константинов Андрей Дмитриевич
1. Бандитский Петербург
Детективы:
боевики
8.00
рейтинг книги
Адвокат