物理93 吴秉宗 C24909016.doc

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1、物理93吳秉宗　C24909016LaboratoryExercisesinAstronomoy-CepheidVariableandtheCosmicDistanceScale實驗目的﹔用造父變星的光度的週期變化測量距離。背景知識說明：視星等與絕對星等之間的關係式：M=m+5–5logd知道M及m即可求出地球與小麥哲倫星雲之間的距離。實驗方法：我們以視星等為縱軸以及週期的對數為橫軸，並畫出這些點的直線。HvLogPmvHvLogPmv20190.2116.820601.0114.320350.3016.718731.1114.78440.3516.319541.2213.820

2、460.4116.08471.4413.818090.4516.18401.5213.419870.5016.0111821.6013.618250.6315.618371.6313.119030.7115.618771.7013.119450.8115.2其圖形如下：趨勢線﹔y=-2.4582x+17.211R^2=0.979我們以對星等作為y軸，週期的對數作為x軸，做出l-p關係圖。LogPMvLogPMvLogPMv0.0-0.4+0.8-2.2+1.4-4.4+0.2-0.8+1.0-2.9+1.6-5.1+0.4-1.2+1.2-3.6+1.8-5.8+0.6-1.6趨

3、勢線﹔y=-3.0727x–0.0345R^2=0.9854取樣的位置（logP）視星等0.216.719360.416.227720.615.736080.815.244441.014.75281.214.261161.413.769521.613.27788平均值14.99862LogPＭｖ+0.2-0.8+0.4-1.2+0.6-1.6+0.8-2.2+1.0-2.9+1.2-3.6+1.4-4.4+1.6-5.1平均值-2.725From.Shapley’sp-lrelations利用公式M=m+5–5logd，距離應約為35052pc再根據Badde’sCalibrat

4、ion做修正之後將距離模數-1.5後再代入公式做計算，距離應為69939pc。下表列出Kraft所列出的32顆造父變星的光度與週期的關係。StarLogPMvStarLogPMvSUCas0.29-1.7Usgr0.83-3.5EVSct0.49-2.4EtaAql0.86-3.5SSSct0.56-2.4RXCam0.90-3.7SUCyg0.58-2.8DLCas0.90-3.7YLac0.64-2.8SNor0.99-3.7FFAql0.65-3.1ZLac1.04-4.1CFCas0.69-3.4RWCas1.17-4.5V530Sgr0.71-3.0YOph1.23-5

5、.3CVMon0.73-3.0TMon1.34-5.6RRLac0.81-3.4SVVal1.65-6.4趨勢線﹔y=-3.867x-0.3594R^2=0.9343LogPＭｖ+0.2-1.1328+0.4-1.9062+0.6-2.6796+0.8-3.453+1.0-4.2264+1.2-4.9998+1.4-5.7732+1.6-6.5466平均值-3.8397代入公式之後得到距離=58568pc使用器材：Excel討論：問題回答：問題一：天體測量的方法有很多種，相較於其他方法，造父變星是其中一個很重要的方法為什麼？這個測量法有哪些優點？哪些限制？答：因為造父變星較於三角

6、視差法可以用以測量較遠的星體，這是其優點。但要做許多的修正也是缺點，因為若是不做修正的話會出極大的誤差。問題二：造父變星有「週期─光度關係」（關係式怎麼寫？），成因為何？是哪些物理互相拔河的結果？答：從先前繪出的ｌ－ｐ曲線來求出其關係式為：Ｍｖ＝－３.０７２７ｌｏｇＰ－０.０３４５但又根據上一題，有相同光度的造父變星在不同的銀河中能會不相同，ｐ－ｌ的斜率會隨不同的環境上的而改變，所以關係式應該修正為：Ｍｖ＝AｌｏｇＰ＋BA、B為常數造父變星的成因是許多超大恆星核巨大恆星，他們本身輪流的收縮、擴張、輪流的冷卻核熱化所引起。也就是本身重力與氣體膨脹壓力互相拔河的結果。