Dipartimento di Astronomia dell’Università degli Studi di Padova Vicolo dell’Osservatorio, 2 - 35122 Padova, Italia Tel. : +39-049-8278242 - FAX : +39-049-8278212 Il cielo come laboratorio Domande per la selezione degli studenti a.s. 2002/03 Astronomia sferica 1. Il Sole sorge esattamente ad Est e tramonta esattamente a Ovest: ?? ?? ?? ?? Tutti i giorni dell’anno Solo nei giorni del Solstizio d’estate e d’inverno Nei giorni dell’Equinozio di primavera e d’autunno Sia nei Solstizi che negli Equinozi. 2. Un osservatore all’equatore vede: ?? ?? ?? ?? il Sole allo Zenit ogni giorno a mezzogiorno il Sole allo Zenit ogni solstizio a mezzogiorno il Sole allo Zenit ogni equinozio a mezzogiorno il Sole non raggiunge mai lo Zenit 3. La declinazione di un astro si misura: ?? ?? ?? ?? a partire dall’equatore celeste verso i poli celesti a partire dall’eclittica verso i poli eclittici a partire dal piano galattico verso i poli galattici a partire dell’equatore terrestre 4. Il sistema di coordinate altazimutali si basa su: ?? ?? ?? ?? ascensione retta e declinazione orizzonte e verticale angolo orario e declinazione meridiani e paralleli 5. Lo Zenit coincide con il Polo Nord celeste: ?? ?? ?? ?? al polo nord all’equatore alle nostre latitudini mai 6. Siete in un luogo di osservazione a latitudine 60º Nord. Culminano allo Zenit le stelle che hanno declinazione: ?? ?? ?? ?? 90º 30º 60º 40º 7. Il tempo siderale di una stella in meridiano superiore è: ?? ?? ?? ?? l’ascensione retta della stella l’ascensione retta del punto ? l’Azimut della stella l’angolo orario della stella 8. Una stella che transita in meridiano ha raggiunto: ?? ?? ?? ?? 9. la massima altezza sull’orizzonte la minima distanza zenitale entrambe le cose nessuna delle due A quale ora di tempo siderale sorge un astro di coordinate equatoriali ? ?? = 6h 15m e ? = 18º 20’, per una latitudine geografica ? = 45º ? ?? ?? ?? ?? 13h 32m 24s 18h 45m 29s 22h 57m 36s 01h 19m 05s Corpo Nero 10. Nel corpo nero: ?? ?? ?? ?? l’energia totale emessa dipende dal tipo di materiale di cui è fatto il corpo nero non si osserva alcuna radiazione l’emissione osservata dipende esclusivamente dalla temperatura del corpo l’emissione osservata è sempre la stessa ad ogni temperatura 11. Una cavità isoterma viene riscaldata fino alla temperatura di 6000 °K; da un foro praticato in una delle sue pareti fuoriesce un pennello di radiazione. E’vero che: ?? ?? ?? ?? Il massimo dell’intensità della radiazione cade nell’IR. Il massimo dell’intensità della radiazione non cade entro lo spettro visibile. Se la temperatura della cavità quadruplicasse il massimo dell’intensità della radiazione cadrebbe nell’UV. La distribuzione spettrale della radiazione non dipende dalla temperatura della cavità. 2 12. Come viene interpretato lo spettro di corpo nero ?? ?? ?? ?? Tramite l’emissione e l’assorbimento di energia elettromagnetica, da parte di particelle cariche oscillanti, in modo discreto Tramite l’emissione e l’assorbimento di energia elettromagnetica, da parte di particelle cariche oscillanti, in modo continuo Con l’emissione discreta ed assorbimento continuo di energia elettromagnetica da parte di particelle cariche oscillanti. Con la legge di Wien 13. In che senso possiamo dire che una stella è simile ad un corpo nero? ?? ?? ?? ?? Perché essa non emette alcuna radiazione Perché l’emissione osservata dipende quasi esclusivamente dalla temperatura superficiale della stella Perché essa emette radiazione diversa a seconda del materiale di cui èfatta Perché l’emissione osservata è sempre costante 14. La lunghezza d’onda corrispondente al massimo di emissione del corpo nero: ?? ?? ?? ?? È costante per ogni temperatura Aumenta al crescere della temperatura Diminuisce al crescere della temperatura Il corpo nero non emette 15. Stiamo osservando una stella che emette un flusso di 4x10-10 J m-2 s-1. Quali sono i valori (approssimati) della sua temperatura e della lunghezza d’onda del picco di emissione? ?? ?? ?? ?? 15 000 K 23 400 K 29 000 K 35 000 K 8000 Å 3000 Å 1000 Å 500 Å 16. La curva di Planck o planckiana: ?? ?? ?? ?? Potrebbe rappresentare la distribuzione spettrale della radiazione emessa da una lampada al neon. Potrebbe rappresentare la distribuzione spettrale di una lampadina a incandescenza. Ha il massimo spostato verso le frequenze dello spettro UV. Per lunghezze d’onda molto grandi tende all’infinito. 3 Spettroscopia, stelle 17. Qual’è la componente essenziale di uno spettrografo? ?? ?? ?? ?? la fenditura il collimatore il prisma o il reticolo di diffrazione la camera 18. In uno spettrografo a prisma: ?? ?? ?? ?? la luce violetta viene deviata piu’della luce rossa la luce rossa viene deviata piu’di quella violetta tutta la luce viene deviata allo stesso modo dipende dalla natura del prisma 19. Confrontando gli spettri di due stelle della stessa classe spettrale si scopre che le righe hanno diverse larghezze; più sottili per la prima e più allargate per la seconda, cosa si può dedurre da tale osservazione? ?? ?? ?? ?? Stella nana la prima e gigante la seconda Stella gigante la prima e nana la seconda L’allargamento non dipende dalla classe spettrale L’allargamento dipende dalla temperatura centrale delle stelle 20. Rispetto a una stella di classe spettrale K, una stella O ha: ?? ?? ?? ?? una temperatura inferiore la stessa temperatura una temperatura superiore la stessa temperatura a parità di raggio 21. In una stella di classe A (T circa 10 000 K) le righe della serie di Balmer: ?? ?? ?? ?? sono assenti raggiungono la massima intensità sono intense come quelle degli elementi pesanti sono di intensità uguale in tutte le classi spettrali 22. 2 stelle hanno la stessa temperatura ma raggi diversi. E’vero che: ?? ?? ?? ?? Se il rapporto tra i raggi fosse 10 allora il rapporto tra le rispettive luminosità sarebbe pari a 100. Se il rapporto tra i raggi fosse 10 allora il rapporto tra le rispettive luminosità sarebbe pari a 1000. Se il rapporto tra i raggi fosse 100 allora il rapporto tra le rispettive luminosità sarebbe pari a 100000. La stella più grande è più rossa della più piccola. 4 23. 2 stelle hanno temperature una doppia dell’altra e raggi uguali. E’vero che: ?? ?? ?? ?? La stella più calda è 64 volte più luminosa della stella più fredda. La stella più fredda è 8 volte meno luminosa della stella più calda. La stella più calda è 16 volte più luminosa della stella più fredda. La stella più calda è una stella blu. 24. I fotoni prodotti nelle zone centrali delle stelle: ?? ?? ?? ?? Viaggiando alla velocità della luce arrivano alla superficie in pochi secondi. Non possono essere assorbiti dalla materia stellare perché hanno energie troppo elevate. Arrivano alla superficie in tempi dell’ordine di grandezza della vita umana. Vengono assorbiti e riemessi, arrivando in superficie in milioni di anni. 25. Secondo la teoria evolutiva una stella come il Sole, una volta terminata la fase di bruciamento dell'idrogeno: ?? ?? ?? ?? si sposta gradualmente lungo la Sequenza Principale verso la zona di basse temperature e luminosità si sposta nel Ramo delle Giganti e lì si spegne si sposta rapidamente nella regione delle Nane Bianche finisce la sua vita come una nana bianca passando attraverso la fase di gigante rossa 26. In uno spettro di galassia molto lontana da noi: ?? ?? ?? ?? le righe di emissione sono spostate verso il blu le righe di emissione sono sempre nello stesso posto alcune righe di emissione si spostano verso il rosso, altre verso il blu le righe di emissione sono tutte spostate verso il rosso Galassie e cosmologia 27. Da quante stelle sono tipicamente formate le galassie come la Via Lattea? ?? ?? ?? ?? 10 mila 10 milioni più di 10 miliardi 10000 miliardi 28. In che tipo di galassia si trova il sistema solare ? ?? ?? ?? ?? galassia a spirale galassia ellittica galassia a spirale barrata non è stato ancora determinato 5 29. Una galassia con redshift z = 0.001 si allontana da noi alla velocità di circa ?? ?? ?? ?? V=3000 km/s V=300 km/s V=90000 km/s V=900 km/s 30. Cosa significa la legge di Hubble? ?? ?? ?? ?? che le galassie si allontanano da noi in maniera proporzionale alla loro distanza che piu' le galassie sono lontane, piu' deboli appaiono che le galassie si allontanano da noi in maniera inversamente proporzionale alla loro distanza che piu' le galassie appaiono deboli, piu' si allontanano da noi 31. Quale è (circa) la temperatura di corpo nero della radiazione di fondo cosmico ? ?? ?? ?? ?? 0.3 K 3K 30 K 3000 K Radiazione elettromagnetica 32. La radiazione visibile e la radiazione radio nel vuoto viaggiano alla stessa velocità? ?? ?? ?? ?? no, la radiazione radio è piu’veloce perchè ha una lunghezza d’onda maggiore si, perchè la velocità della luce è sempre la stessa in ogni mezzo no, perchè la luce visibile è sempre piu’veloce si, perchè nel vuoto la luce di qualunque lunghezza d’onda viaggia sempre alla stessa velocità 33. La luce è composta: ?? ?? ?? ?? da un campo elettrico ed un campo elettrostatico da un campo elettrico statico ed un campo magnetico statico da un campo elettrico ed un campo magnetico variabili nel tempo e perpendicolari tra loro da un campo elettrico ed un campo magnetico variabili nel tempo e paralleli tra loro Atomo di H 34. Se un atomo neutro di Idrogeno viene colpito da un fotone di energia > di 13.6 eV: ?? ?? ?? ?? l’atomo resta neutro l’atomo si eccita ma immediatamente si diseccita emettendo radiazione l’atomo si ionizza l’atomo di Idrogeno si trasforma in un atomo di Elio 6 35. La serie di Balmer è prodotta: ?? ?? ?? ?? dall’atomo di Idrogeno dall’atomo di Elio dall’atomo di Idrogeno e dall’atomo di Elio dall’atomo di Idrogeno ionizzato Telescopi 36. Un telescopio in montatura equatoriale ha l’asse di rotazione che punta: ?? ?? ?? ?? il Polo Nord celeste lo Zenit Il mezzocielo Il Nadir 37. In un telescopio riflettore newtoniano la configurazione ottica è: ?? ?? ?? ?? lente + lente specchio parabolico primario + specchio piano secondario specchio parabolico primario + specchio iperbolico secondario specchio sferico 38. In un telescopio Cassegrain il fuoco si trova: ?? ?? ?? ?? dietro lo specchio primario tra lo specchio primario e il secondario lateralmente allo specchio secondario dietro lo specchio secondario 39. Il potere risolutivo teorico di un telescopio dipende da: ?? ?? ?? ?? Il diametro dello specchio principale La lunghezza d’onda incidente La focale del telescopio Il diametro dello specchio e la lunghezza d’onda 40. La perdita di qualità delle immagini astronomiche dovuta a turbolenza atmosferica, detta "seeing", è generalmente valutata: ?? ?? ?? ?? a occhio misurando i diametri dei dischi stellari valutando la deviazione di forma delle stelle dalla perfetta circolarità misurando la distanza angolare fra due stelle qualsiasi 7 41. I moderni e sofisticati sistemi di ottica attiva consentono di compensare i dannosi effetti sulle immagini astronomiche dovuti a: ?? ?? ?? ?? deformazioni meccaniche dei sistemi ottici turbolenze atmosferiche luci diffuse in cielo presenza di nuvole 42. Le tecniche avanzate di ottica adattiva correggono le immagini deformate da: ?? ?? ?? ?? Variazioni di temperatura Turbolenze atmosferiche Deformazione degli specchi Inquinamento luminoso 43. La bontà di un rivelatore di luce viene indicata dalla sua efficenza quantica (cioe` dal rapporto tra i fotoni misurati e i fotoni incidenti). L'occhio umano, la lastra fotografica e il CCD sono rivelatori di luce con diversa efficenza quantica. Ordinali dal meno al più efficente. ?? ?? ?? ?? CCD, lastra fotografica, occhio occhio, CCD, lastra fotografica occhio, lastra fotografica, CCD lastra fotografica, occhio, CCD 44. L’aberrazione ottica detta “coma” produce immagini allungate che puntano verso: ?? ?? ?? ?? il centro del campo osservato tutte le direzioni i bordi del campo osservato tutte nella stessa direzione Domanda supplementare. Viene valutata solamente per quanti risultano a pari merito. Esprimi in un massimo di 5 righe la definizione di Corpo Nero 8