物理系2c24894025郭明宪

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1、物理系2C24894025郭明憲(1)實驗名稱：造父變星光度的週期變化與宇宙距離的關係。(2)實驗目的：藉由觀測造父變星光度的變化週期，求出星球距離太陽的長度。(3)背景知識說明：1.造父變星的變光週期約從1~100天不等，有些超巨星的光度超過太陽的1萬倍，因此在鄰近的銀河也可以辨認。在20世紀早期，仙王星座的變光星印證了在我們銀河系之外存在其他的銀河。2.首先發現變光星的是英國業餘天文學家John.Goodricke.在1784年所發現，到了1879年，A.Ritter推論這些星球的光度變化是來自於自發性的膨脹與收縮所

2、引發的脈衝。不久之後，天文學家藉由分光鏡的觀測印證了這個推論。3.在20世紀初期，小麥晢倫星系的距離被測得，並陸續發現了多顆微弱的變光星，經過多年的研究，發現變光週期越長的星球，光度也越大。(4)實驗方法：1.根據表格1與底下的四張圖求得週期與平均視星等的關係，做出logP對視星等的關係圖，畫出直線。2.利用表格2的絕對星等資料求得週期與絕對星等的關係，做出logP對絕對星等的關係圖，畫出直線。3.將兩圖形畫在同一座標軸上，並取數條垂直線通過兩直線，找出數個絕對星等與視星等的差異值，並取平均。4.由於宇宙中暗黑物質的影響

3、，將減低光度，並使得求出的距離比實際距離還遠，因此將各星等減去1.5。5.求出小麥晢倫星系的距離，然後再利用表格3的資料以同樣的步驟再做一次。(5)使用器材：1.Officee20002.PhotoImpact6.0(6)量測數據列表：測量四張圖形的週期與光度週期P(天)LogPmvMinmvMaxmvAverageHV83442.11.6212.6613.6913.18HV196728.11.4413.0414.0013.52HV84314.31.1614.3615.3114.84HV206311.51.0614.11

4、14.8014.46如下圖：再加上table1所附的視星等資料，總共可描出21個點出來HVLogPmvHVLogPmv20190.2116.819541.2213.820350.3016.78471.4413.88440.3516.38401.5213.420460.4116.0111821.6013.618090.4516.118371.6313.119870.5016.018771.7013.118250.6315.68371.6213.219030.7115.619671.4413.519450.8115.2843

5、1.1614.820601.0114.320631.0614.518731.1114.7根據logP對視星等作圖。Table2為logP與絕對星等的資料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根據此表格資料作圖。Table3的資料為LogP對絕對星等的精確值：StarLogPMVStarLogPMVSUCas0.29-1.7USgr0.83-3.5EVSct0.49-2

6、.4EtaAql0.86-3.5SSSct0.56-2.4RXCam0.90-3.7SUCyg0.58-2.8DLCas0.90-3.7YLac0.64-2.8SNor0.99-3.7FFAql0.65-3.1ZLac1.04-4.1CFCas0.69-3.4RWCas1.17-4.5V350Sgr0.71-3.0YOph1.23-5.3CVMon0.73-3.0TMon1.34-5.6RRLac0.81-3.4SVVul1.65-6.4根據此表格做出的直線可當作理論值。a.table1—table2的圖形b.table

7、1-table3的圖形根據a圖LogP0.20.81.4光等差17.3717.7418.10平均m-M=17.74根據公式求出d=35318.3parsecs由於宇宙灰塵降低星等光度的因素減去1.5故m-M=16.24根據公式求出d=17701.01paesecs根據b圖LogP0.41.01.6光等差18.2418.8719.50平均m-M=18.87根據公式求出d=59429.2parsecs由於宇宙灰塵降低星等光度的因素減去1.5故m-M=17.37根據公式求出d=29785.16parsecs(1)誤差結果：17

8、701.01-29785.16/29785.16=40.57%(2)討論：由實驗的誤差可看出隨著時代的進步，觀測儀器越來越好，所能測量的精準度越高，故跟前人的觀測結果有比較大的誤差。(3)問題回答：問題一：天體距離的量測方法有很多種，相較於其他方法，造父便星是其中很重要的一種量測方法，為什麼？這個量測方法有哪些優點，