Lý thuyết Cấu tạo vũ trụ (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Lý thuyết Vật lí 12 Bài 41: Cấu tạo vũ trụ

I. Hệ mặt trời

1. Mặt Trời

- Mặt Trời là thiên thể trung tâm của hệ Mặt Trời. Bán kính $R_{Mtr}=109R_{TD}$, khối lượng $M_{Mtr}=333000M_{TD}$

- Mặt Trời là một quả cầu khí nóng sáng với khoảng 75% là hiđrô và 23% là heli. Nhiệt độ bề mặt khoảng 6000 K, nhiệt độ trong lòng lên đến hàng chục triệu độ. Công suất phát xạ của Mặt Trời lên đến 3,9.10²⁶ W.

- Nguồn năng lượng của Mặt Trời là phản ứng nhiệt hạch trong đó các hạt nhân của hiđrô được tổng hợp thành hạt nhân heli.

2. Các hành tinh

- Có 8 hành tinh theo thứ tự tính từ Mặt Trời ra xa là Thủy tinh (Mercury), Kim tinh (Venus), Trái Đất (Earth), Hỏa tinh (Mars), Mộc tinh (Jupiter), Thổ tinh (Saturn), Thiên Vương tinh (Uranus), Hải Vương tinh (Neptune).

- Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều, trùng với chiều quay của bản thân Mặt Trời quanh mình nó.

- Quỹ đạo của các hành tinh gần như những vòng tròn, nghiêng góc với nhau rất ít. Do đó có thể coi như hệ Mặt Trời có cấu trúc hình đĩa phẳng.

- Xung quanh đa số hành tinh có các vệ tinh. Chúng chuyển động hầu như trên cùng một mặt phẳng quanh hành tinh.

3. Các tiểu hành tinh

- Dựa vào việc nghiên cứu quy luật biến thiên của bán kính quỹ đạo các hành tinh, người ta thấy rằng có thể xếp các bán kính này thành một chuỗi có quy luật nhất định

- Tuy nhiên có một số hạng là 2,8 đvtv (trung gian giữa bán kính quỹ đạo của Hỏa tinh và Mộc tinh) không ứng với bán kính quỹ đạo của hành tinh nào cả.

- Sau này, quan sát bằng kính thiên văn thì người ta phát hiện ra một số hành tinh chuyển động với bán kính quỹ đạo từ 2,2 đến 3,6 đvtv. Các hành tinh này gọi là các tiểu hành tinh.

4. Sao chổi và thiên thạch

a. Sao chổi

- Sao chổi là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài km, chuyển động xung quanh Mặt Trời theo quỹ đạo hình elip rất dẹt, mà Mặt Trời là một tiêu điểm.

- Chu kì chuyển động của sao chổi quanh Mặt Trời khoảng từ vài năm đến 150 năm.

- Khi sao chổi chuyển động trên phần quỹ đạo gần Mặt Trời chỉ khoảng vài tháng hoặc vài tuần. Lúc này nhiệt độ của sao lên rất cao, vật chất trong sao bị nóng sáng và bay hơi, đám khí và bụi bao quanh sao bị áp suất do ánh sáng Mặt Trời gây ra đẩy dạt về phía đối diện Mặt Trời tạo thành một cái đuôi có dạng như một cái chổi.

b. Thiên thạch

- Là những tảng đá chuyển động quanh Mặt Trời.

- Số thiên thạch trong vũ trụ rất nhiều. Chúng chuyển động theo nhiều quỹ đạo khác nhau.

- Khi một thiên thạch bay gần một hành tinh nào đó thì nó sẽ bị hút và xảy ra sự va chạm của thiên thạch với hành tinh.

- Trường hợp một thiên thạch bay vào bầu khí quyển của Trái Đất thì nó sẽ bị ma sát mạnh, nóng sáng và bốc cháy, để lại một vệt sáng dài mà ta gọi là sao băng.

- Sao chổi và thiên thạch cũng là thành viên của hệ Mặt Trời.

II. Các sao và thiên hà

1. Các sao

- Mỗi ngôi sao trên bầu trời là một khối khí nóng sáng như Mặt Trời

- Nhiệt độ ở trong lòng các ngôi sao lên đến hàng chục triệu độ, trong đó xảy ra các phản ứng nhiệt hạch.

Ví dụ:

+ Sao nóng nhất có nhiệt độ mặt ngoài lên đến 50000 K

+ Sao nguội nhất có nhiệt độ mặt ngoài là 3000 K, sao này có màu đỏ

- Khối lượng các sao nằm trong khoảng từ 0,1 đến vài chục lần khối lượng Mặt Trời.

Ví dụ:

+ Sao trắt: là những sao có nhiệt độ bề mặt cao nhất, có bán kính chỉ bằng một phần trăm hay một phần nghìn lần bán kính Mặt Trời.

+ Sao kềnh: là những sao có nhiệt độ mặt ngoài thấp nhất lại có bán kính lớn gấp hàng nghìn lần bán kính Mặt Trời.

+ Sao đôi: những cặp sao có khối lượng tương đương với nhau, quay xung quanh một khối tâm chung. Độ sáng của chúng tăng giảm một cách tuần hoàn theo thời gian, do khi chuyển động có những lúc chúng che khuất lẫn nhau.

- Có những sao ở trạng thái biến đổi rất mạnh, các sao có độ sáng tăng lên hàng vạn, hàng triệu lần (sao mới, sao siêu mới).

- Ngoài ra, còn có những ngôi sao không phát sáng:

+ Punxa: là ngôi sao không phát sáng, phát ra sóng vô tuyến rất mạnh.

+ Lỗ đen: là sao không phát sáng, được cấu tạo từ các notron xếp khít chặt với nhau tạo ra một loại chất có khối lượng riêng rất lớn, dẫn đến gia tốc trọng trường ở gần lỗ đen cực lớn, nó có thể hút cả phôtôn.

- Những “đám mây: sáng được gọi là tinh vân. Tinh vân là các đám bụi khổng lồ được rọi sáng bởi các ngôi sao gần đó hoặc những đám khí bị ion hóa được phóng ra từ một sao mới hay siêu mới.

2. Thiên hà

- Thiên hà là một hệ thống gồm nhiều loại sao và tinh vân

- Thiên hà gần ta nhất là thiên hà Tiên Nữ cũng cách chúng ta hai triệu năm ánh sáng.

- Đa số các thiên hà có dạng hình xoắn ốc, một số có dạng elipxôit, một số ít có dạng không xác định. Đường kính của thiên hà cỡ 100000 năm ánh sáng.

3. Thiên Hà của chúng ta: Ngân Hà

- Hệ Mặt Trời là thành viên của một thiên hà mà chúng ta gọi là Ngân Hà.

- Ngân Hà được cấu tạo từ vô vàn những ngôi sao, dải Ngân Hà có chỗ rộng, chỗ hẹp.

- Hệ Mặt Trời nằm trên mặt phẳng qua tâm và vuông góc với trục của Ngân Hà và cách tâm một khoảng cỡ $\frac{2}{3}$ bán kính của nó.

4. Các đám thiên hà

- Ngân Hà của chúng ta là thành viên của một đám gồm 20 thiên hà.

- Hiện nay người ta phát hiện được khoảng 50 đám thiên hà.

- Khoảng cách giữa các đám lớn gấp vài chục lần khoảng cách giữa các thiên hà trong cùng một đám.

5. Các quaza

- Là cấu trúc mới nằm ngoài các thiên hà phát xạ mạnh một cách bất thường các sóng vô tuyến và tia X.

- Công suất phát xạ rất lớn.

- Ở các khoảng cách càng xa Ngân Hà thì mật độ quaza càng lớn.

Trắc nghiệm Vật lí 12 Bài 41: Cấu tạo Vũ trụ

Lý thuyết Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân

Lý thuyết Bài 37: Phóng xạ

Lý thuyết Bài 38: Phản ứng hạt nhân

Lý thuyết Bài 39: Phản ứng nhiệt hạch

Lý thuyết Bài 40: Các hạt sơ cấp