ĐĂNG KÝ THAM GIA CUỘC THI TÌM HIỂU THIÊN VĂN HỌC - ĐỀ THI TRANG 6

Câu 6 ( 2 điểm)
a. Hãy tính góc lớn nhất tính từ đuờng chân trời mà ta có thể quan sát sao Kim
từ mặt đất trong điều kiện bình thường (1 điểm).
Sao Kim lên cao nhất trên bầu trời khi vị trí tương đối của 3 thiên thể MT, TĐ và SK thể hiện như hình vẽ. Góc lớn nhất @ có thể được tính theo công thức :
Sin@ = v/e ==> @ = asin(v/e)
với : v : khoảng cách từ SK tới MT, e: khoảng cách từ TĐ tới MT.
Nhưng để góc @ lớn nhất, thì e phải đạt cực tiểu và v phải đạt cực đại, hay TĐ phải ở vị trí cận nhật, trong khi sao Kim ở vị trí viễn nhật. Tra trong Wiki, ta có các số liệu sau:
v = VO = 108942109km (viễn nhật)
e = EO = 147098074km (cận nhật)
Cuối cùng thay vào ta được @ = asin(v/e) = 47,7 độ
Bài này, nếu chỉ tính v/e =0.7 (vì coi khoảng cách của sao Kim tới Mtrời là 0.7AU) thì chỉ được 0.5 điểm.
b. Trong điều kiện đặc biệt nào, bạn có thể nhìn thấy sao Kim ở cao hơn giớihạn trên?. (1 điểm)
Đó là khi nhật thực xẩy ra !
Có 2 bạn làm được câu này là : Nhudinhhoat và Regulus

Vì không post được hình vẽ lên diễn đàn, tôi đẫ đưa các hình vẽ cho các câu cần minh họa lên trang yahoo360 :
http://blog.360.yahoo.com/blog-8PeK2kIlc6lTvvSuHQc-?cq=1

Câu 7 (3 điểm)
Chúng ta biết rằng Mặt trăng đã bị Trái đất khóa thủy triều, có nghĩa là tốc độ tự
quay của ?ochị Hằng? bằng với tốc độ quay quanh Trái đất, do vậy ta luôn luôn chỉ
nhìn thấy 1 phía của Mặt trăng. Nhưng trên thực tế, ta có thể nhìn nhiều hơn 50%.
a. Bạn hãy giải thích tại sao có hiện tượng trên (1 điểm).
***************************
Từ Trái đất, ta luôn nhìn được một phía của Mtrăng do có hiện tượng khóa thuỷ triều. Bởi vì quỹ đạo của Mặt trăng xung quanh Trái đất là một hình elíp nên ta có thể nhìn thấy hơn 50% diện tích bề mặt của thiên thể này
Giải thích: Nếu quỹ đạo của Mặt trăng là tròn tuỵêt đối, chu kỳ tự quay của Mặt trăng xung quanh trục của nó và chu kỳ quay quanh Trái đất là bằng nhau và tốc độ góc của 2 quá trình quay trên luôn đều, do vậy MT luôn hướng 1 mặt về TĐ. Nhưng do quỹ đạo là 1 hình elip, nên tốc độ góc của quá trình quay xung quanh Trái đất của Mặt trăng là không cố định: lúc nhanh lúc chậm . Khi Mặt trăng đi vào điểm ?ocận địa?, tốc độ quay xung quanh TĐ nhanh hơn tốc độ tự quay quanh trục, do vậy ta nhìn thêm được một phần phía sau. Ngược lại, tại điểm viễn địa, tốc độ tự quay lại nhanh hơn tốc độ góc quay quanh Trái đất nên ta có thể nhìn thêm được một phần phía trước.
Lưu ý rằng vận tốc góccủa sự tự quay quanh trục của Mặt trăng luôn luôn không đổi.

hic hic đắng quá sai mất toi câu 3b tiếc đứt cả lòng mề ruột gan, cái tội làm ẩu hu hu hu

Thanks anh Fairy và Thory nhé
Em sai nhiều quá .Được mỗi câu hỏi anh Hoạt thì đúng ^^.
Cho em hỏi mấy công thức về độ sáng biểu kiến với góc của Sao Kim ở đâu vậy các anh ? Và cái gia tốc hướng tâm kia có thể coi là nguyên nhân khác biệt về trọng lượng giữa xích đạo và 2 cực được ko ?

Câu 8 (1 điểm) (Câu này 1 điểm hơi khó xơi)
Hãy giải thích tại sao các ngôi sao trong vũ trụ không thể nhỏ hơn 8% cũng như
không thể lớn hơn 80 lần khối lượng Mặt trời.
(Chỉ tính các ngôi sao đang ở giai đoạn phát triển bình thường mà không tính các
sao ở dạng khổng lồ đỏ, lùn trắng v.v..)
********************************************************
Sự hình thành sao bắt nguồn từ những đám tinh vân. Dưới tác động của lực hấp dẫn (có thể thêm những tác động bên ngoài), những khối khí khổng lồ (chủ yếu là hydro) dần tụ lại. Ở tâm khối khí, nhiệt độ và áp suất tăng dần, và khối khí biến thành dạng plasma. Lực hấp dẫn càng ngày càng gia tăng áp lực và nhiệt độ ở tâm khối khí. Khi nhiệt độ đạt tới giá trị giới hạn kích hoạt phản ứng hạt nhân (khoảng một vài chục triệu độ) phản ứng tổng hợp hạt nhân nổ ra, và heli được tạo thành từ các nguyen tử hydrô:
Nhiệt do phản ứng hạt nhân tạo ra phát ra ngoài, tạo áp suất nhiệt (thermal pressure). Khi ?~lực nhiệt?T phát ra này này cân bằng với trọng lực hưóng vào trong, ngôi sao ở trạng thái cân bằng động, bền và đó là trạng thái cơ bản của một ngôi sao bình thường.
Nếu khối lượng khối khí không đủ lớn (nhỏ hơn 8% khối lượng MT), nhiệt độ và áp suất ở tâm ngôi sao không đạt đựơc ngưỡng kích hoạt phản ứng hạt nhân, do vậy ngôi sao đó không chở thành một ngôi sao bình thuờng và chúng được gọi là sao lùn nâu.
Nhưng nếu khối khí đó quá lớn, lớn hơn 80 lần khối lượng của Mặt trời, lực nén ép mạnh làm nhiệt độ và áp suất tăng cao, phản ứng hạt nhân quá mãnh liệt làm cho lực nhịêt thoát ra ngoài vượt quá trọng lực nén vào của chính khối khí, ngôi sao sẽ ở trạng thái không bền và dễ dàng bị phá vỡ (không phải nổ supernova).
Trên thực tế, các nhà khoa học đã phát hiện đựơc một vài ngôi sao vượt ngưỡng này, và đó cũng là một trong những điều bí mật.
Bài này, phần giải thích giới hạn trên, nhiều bạn bị nhầm là do khối lượng lớn làm cho lực nén ép mạnh, sẽ tạo thành hố đen hay sao nơtron v.v..Chúng ta lưu ý là tốc độ phản ứng hạt nhân phụ thuộc rất mạnh vào nhiệt độ (hàm số mũ), bởi vậy giả sử khối lượng một ngôi sao tăng lên làm cho lực hấp dẫn tăng gấp đôi, nhưng tốc độ phản ứng có thể tăng mạnh hơn nhiều con số gấp 2 đó..
Bài này hầu như các bạn giải thích đựơc ý 1 nhưng không có ai giải thích được ý 2 bởi vậy chỉ đạt cao nhất 0.5 điểm

3 định luật Kepler là các định luật thực nghiệm nên nó tất nhiên là chính xác với thực nghiệm.^^.
Sau này khi sử dụng Thuyết vạn vật hấp dẫn của Newton để chứng minh các định luật này thì ta thu được các kết quả chi tiết hơn. VD như ngoài quỹ đạo elip thì các thiên thể còn có thể có quỹ đạo Parapol, Hypecpol nhưng những vật thể có quỹ đạo này thì không phải là Hành tinh nên nó ko phủ nhận được định luật I kepler

Câu 9 (3 điểm)
Hơn 11 năm qua, các nhà khoa học đã tìm ra được khoảng 250 các hành tinh ngoài
hệ Mặt trời (gọi tắt là ngoại hệ) bằng các phương pháp khác nhau.
a. Bạn hãy kể các phương pháp mà các nhà khoa học sử dụng để tìm kiếm các
hành tinh ngoại hệ trên. Trình bày sơ lược nguyên tắc của các phương pháp
này.(2 điểm)
**********************************************
Phần a.
Hiện tại có 4 phương pháp mà các nhà khoa học thường sử dụng để tìm kiếm các hành tinh ngoại hệ
1- Phuơng pháp quan sát trực tiếp : dùng các kính thiên văn lớn để đo trực tiếp ánh sáng (phản xạ từ sao chủ) từ các hành tinh xa xôi. Phưong pháp này chỉ có thể áp dụng đựoc với những hành tinh lớn và tương đối gần ngôi sao chủ bởi vì ánh sáng của chúng là do phản xạ nên rất yếu, hơn nữa lại bị nhiễu bởi ánh sáng của chính những ngôi sao chủ. Các nhà khoa học đang trông chờ những kính thiên văn cực lớn đựoc đưa lên vũ trụ như James Webbs và mạnh hơn nữa để thực hiện các phương pháp này.
2- Phưong pháp đo sao : Các hành tinh ngoại hệ, khi quay xung quanh một ngôi sao, bản thân chúng cũng làm các ngôi sao lắc lư. Đó là do hệ sao ?" hành tinh thực sự quay xung quanh một tâm chung. Nếu hành tinh đủ lớn và ngôi sao mẹ không quá lớn, khối tâm này sẽ nằm lệch nhiều so với tâm hình học của ngôi sao, do vậy ngôi sao chủ cũng bị lắc lư. Nếu mặt phẳng quỹ đạo hành tinh vuông góc với hưóng nhìn, các nhà thien văn học sẽ quan sát tỷ mỷ vị trí của ngôi sao và xác định góc di chuyển của nó, từ đó tính toán ra hành tinh bay xung quanh nó (có thể một hoặc nhiều hơn).

3- Phương pháp Doppler hay vận tốc xuyên tâm : Cũng với lý do như trên, nhưng trong trường hợp mặt phẳng hành tinh nằm cùng với hướng quan sát từ Trái đất (edge on), khi đó các nhà TVH sẽ đo phổ ánh sáng từ các ngôi sao. Trong một chu kỳ sẽ có một lần ngôi sao chủ tiến về phía nguời quan sát và một lần lùi ra xa. Như vậy qua phân tích sự dịch chuyển của các vạch phổ do hiệu ứng Doppler, các nhà TVH xác định đựơc chu kỳ dao động của ngôi sao, từ đó suy ra hành tinh gây ra sự dao động này. Khi ngôi sao tiến gần người quan sát, ánh sáng của nó sẽ dịch về hướng xanh (tần số cao) , còn khi ngôi sao dịch ra xa người quan sát, ánh sáng của nó dịch chuyển về hướng hồng (tần số thấp).
4- Phưong pháp che khuất: Trong một số trường hợp ít gặp hơn, hành tinh của một ngôi sao đi ngang đúng qua ngôi sao và che khuất một phần ánh sáng đi tới ngưòi quan sát (từ Trái đất). Các nhà khoa học đo liên tục cường độ ánh sáng của các ngôi sao và phát hiện sự suy giảm ánh sáng này. Sau khi đo trong một thời gian đủ dài (phụ thuộc vào chu kỳ quay của hành tinh ngoại hệ), các nhà khoa học có thể phát hiện ra sự suy giảm có tính chu kỳ, họ sẽ luận ra được chu kỳ quay của hành tinh bí mật trên.
Phuơng pháp này còn cho phép xác định được thành phần khí quyển của các hành tinh bởi vì ánh sáng của các ngôi sao sau khi đi xuyên qua bầu khí quyển của hành tinh, sẽ mang theo các thông tin về các nguyên tố có trong đó.
Phần b. Tại sao trong các hành tinh ngoại hệ tìm được, chủ yếu chỉ có những hành
tinh lớn (cỡ sao Mộc của hệ Mặt trời, hoặc lớn hơn) và tương đối gần với
ngôi sao chủ.(1 điểm)
Các hành tinh ngoại hệ phát hiện được chủ yếu có kích thước lớn và gần với ngôi sao chủ là bởi các lý do sau :
1- Các hành tinh lớn thì mới cho tín hiệu đủ lớn (phưong pháp 1)
2- Các hành tinh lớn => có trọng lượng lớn do vậy mới đủ sức làm lắc lư các ngôi sao chủ đến mức các nhà khoa học mới có thể phát hiện đựơc. Nếu một hành tinh cỡ TĐ quay xung quanh một ngôi sao cỡ MT thì sự lắc lư đó quá nhỏ, với kỹ thụât của loài nguời hiện tại chúng ta chưa thể xác định được.
Những hành tinh phải gần ngôi sao chủ bởi vì :
1- Chúng sẽ có nhiệt độ cao => dễ phát hiện hơn
Chúng phải gần ngôi sao chủ bởi vì khi đó chu kỳ quay xung quanh ngôi sao sẽ ngắn (cỡ vài ngày tới vài tháng), như vậy sẽ dễ dàng cho các nhà khoa học nghiên cứu chu kỳ quay của chúng bằng các phương pháp 2, 3 và 4.
Thử tưỏng tuợng, ta phải nghiên cứu một hành tinh có chu kỳ quay khoàng 30 năm như sao Thổ, khi đó, để phát hiện ra sự che khuất lần thứ 2, họ phải chờ thêm 30 năm ==> không hiện thực cho một chương trình nghiên cứu đơn thuần.
Nhiều bạn làm đựơc bài này, nhưng không hoàn chỉnh. Không ai làm được ý 2 của phần b : tại sao các hành tinh ngoại hệ tìm được thường gần với ngôi sao chủ.
Bài của Xuandan đạt 2.5 điểm.

Như vậy là cuộc thi đã kép lại.
BTC cũng đã chấm điểm xong, nhưng đang rà soát lại thời gian chính xác nộp bài của từng người để tính độ ưu tiên.
Sáng mai sẽ thông báo kết quả.
Các đáp án nếu có thắc mắc thì các bạn cho ý kiến.

Thang điểm câu 9:
Phần a: 4 phương pháp : mỗi phương pháp 0.5 điểm
Phần b: 2 ý, mỗi ý 0.5 điểm.