物理系2c24891140林忠德

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1、物理系2C24891140林忠德LaboratoryExercisesinAstronomy(1)實驗名稱CepheidVariablesandtheCosmicDistanceScale(2)實驗目的　　了解用造父變星當基準點來測其他星系與地球的距離之方法。(3)背景知識說明1﹒造父變星(http://www.tacocity.com.tw/ckac/article/article3a.htm)造父變星又分為三種：經典造父變星（Cδ）、室女W型星（CW）及矮造父變星（Cδs）Cδ：1784年，古德里克發現了仙王δ的光變。1894年，俄國天文學家貝洛波爾

2、斯基首先觀測到該星光譜中譜線有週期位移，在當時這種現象被以為是仙王δ再繞一顆看不見的伴星坐軌道運動。1914年，沙普利闡明了這類變星的亮度、有效溫度和視向速度的週期變化（圖二）不可能是由於雙星的軌道運動產生的，最好的解釋星體在脈動銀河系中的經典造父變星的光變週期大都在1~50天範圍內，週期最長的是武仙BP，為83.1天。光變幅度一般在一個星等左右，少數的星等小的多，最著名的是北極星，小於0.1個星等。經典造父變星的光變曲線的形狀與週期長度之間有一種對應的關係（赫氏關係），但這只是一種統計的關係，也有不少的例外。經典造父變星是黃色的巨星和超巨星，質量為太陽

3、的幾倍至十倍左右，他們的光度很大，以致在大約30個和外星系中已觀測到這類變星。他們的光譜在亮度極大時一般為F型，極小時為G型或K型。這類變星半徑的變幅不大，約為5%~10%，因而亮度的變化主要由有效溫度的改變所引起，半徑變化對光變曲線的影響較小。Cδs：這類變星的光譜型在A2至F5範圍內。包括了盾牌δ型星和船帆AI型星他們的光變週期介於0.05天和0.3天之間。這兩者的主要區別在於光變幅度，盾牌δ型星小於0.2個星等，船帆AI型星則在0.3至0.8個星等間有些矮造父變星光變曲線的變幅在緩慢變化，這是由於星體同時以兩種週期脈動，而互相疊加的效果。目前只知道

4、盾牌δ型星在演化上應處於脫離主序星象巨星區域移動的階段，至於船帆座AI型星所處的演化階段則還不清楚。２﹒SHAPLEY’SCALIBRATION　(4)實驗方法1.讀出每個星的最大與最小星等，並算出最大星等和最小星等的平均值，找出每　個星的週期。以每個星的平均視星等為縱軸，週期的對數為橫軸畫一圖。把table1的數據也標進去，然後畫出一條最適合直線。(5)使用器材（包含使用的處理軟體）(6)量測數據列表（一）　　　１.最大星等：　　　　　　　　　12.6+0.1*18/29＝12.66212.6+0.1*27/29＝12.693最小星等：　　　　　　　　

5、　13.6+0.1*17/29＝13.65913.6+0.1*22/29＝13.676平均星等為13.1725+0.27286週期為　41.6342.13平均週期為41.88+0.0546logP＝1.622　　２.最大星等：　　　　　　　　　13.0+0.1*12/28＝13.043　　　　　　　　　13.0+0.1*16/28＝13.057最小星等：　　　　　　　　　13.9+0.1*25/31＝13.98114.0平均星等為13.52025+0.25582週期為27.8327.227.53　　　　平均週期為27.52+0.0933logP＝1.43

6、96　３.最大星等：　　　　　　　　　14.3+0.1*13/28＝14.346　　　　　　　　　14.3+0.1*17/28＝14.361　　　　　　　　　14.3+0.1*19/28＝14.368　　　　　　　　　14.3+0.1*19/28＝14.368　　　　　　　　　14.3+0.1*22/28＝14.379　最小星等：15.3+0.1*6/29＝15.32115.3+0.1*7/29＝15.32415.3+0.1*6/29＝15.32115.3+0.1*10/29＝15.334平均星等為14.7913+0.3724週期為　13.9314.21

7、4.2714.27平均週期為　14.1675+0.0746logP＝1.1513　　　４.最大星等：　　　　　　　　　14.1+0.1*9/30＝14.130　　　　　　　　　14.1+0.1*5/30＝14.117　　　　　　　　　14.1+0.1*10/30＝14.133　　　　　　　　　14.1+0.1*7/30＝14.123　　　　　　　　　14.1+0.1*6/30＝14.120　　　　　　　　　14.1+0.1*7/30＝14.123　　　　最小星等：　　　　　　　　14.7+0.1*29/31＝14.794　　　　　　　14.7+0.1*3

8、0/31＝14.797　　　　　　　　14.7+0.1*29/31＝14.794