Задачи

  6.1 Чему равна температура поверхности Луны в подсолнечной точке?

  6.2 При строительстве лунной обсерватории растяпа-астронавт в жаркий полдень разлил на лежавший на грунте толстый железный лист ведро замечательных белых-белых белил (альбедо A=0.99). Через некоторое время обнаружилось, что работать, стоя на этом листе, совершенно невозможно. Как вы думаете, почему?

  6.3 Допустим, что вокруг звезды с температурой и средней плотностью движется планета. Пусть она не имеет атмосферы, обращена к звезде одной стороной и имеет такое же альбедо A, что и у Луны. Чему равен период обращения этой планеты по орбите, если температура на ее поверхности такая же, как на Луне? Как зависит температура на диске планеты от зенитного расстояния звезды? Считается, что и звезда, и планета излучают как черное тело.

  6.4 Достаточно ли кинетической энергии движения Земли по орбите, чтобы ионизовать массу водорода, равную массе Земли?

  6.5 Какая доля массы Земли приходится на ее атмосферу?

  6.6 С хорошим приближением (каким?) можно считать, что Солнце освещает Землю параллельными лучами света. Как тогда объяснить картину, которую вы наверняка не раз наблюдали: из-под тучи, закрывающей Солнце, идут явно расходящиеся лучи?

  6.7 Земная атмосфера имеет оптическую толщину по нормали (на длине волны ). Представьте себе, что масса атмосферы возросла в 5 раз. Каким увидит безоблачное небо петербуржец в полдень и в полночь? А что если масса атмосферы уменьшится в 5 раз?

  6.8 При плавном росте массы атмосферы от нуля небо днем было бы сначала черным, затем становилось бы все более ярким, потом вновь менее ярким и, наконец, наступила бы тьма. При какой оптической толщине достигается максимум яркости неба?

  6.9 Небо с утра до вечера затянуто сплошной облачностью, но дисциплинированный астроном честно работает --- на своем солнечном телескопе он пытается заниматься определением химического состава Солнца. Как вы думаете, может ли из этого что-то выйти?

  6.10 Солнце встает из-за морского горизонта. Один человек любуется восходом с палубы корабля, а другой --- с вершины горы высотой 4 км на расположенном в океане вулканическом острове (скажем, с обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях). У которого из наблюдателей диск Солнца будет ярче и во сколько примерно раз?

  6.11 Всякий знает, что на восходе и при закате Солнце красное. Показать, что это в некотором смысле иллюзия, на самом же деле оно инфракрасное. Точнее говоря, показать, что максимум в распределении энергии в спектре прямого излучения Солнца, регистрируемого в моменты восхода и заката, лежит в ИК-области. Считать, что 1) во внеатмосферном спектре Солнца распределение энергии чернотельное с максимумом на длине волны и 2) ослабление света в атмосфере вызывается молекулярным рассеянием.

Примечание. Для решения этой задачи понадобится калькулятор. Решение довольно длинное.