Tiểu luận môn thiên văn học "NHỮNG HIỆN TƯỢNG VẬT LÝ TRÊN BẦU TRỜI"

Chia sẻ: TRẦN TRUNG HIẾU | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:64

2
395
lượt xem
146
download

Tiểu luận môn thiên văn học "NHỮNG HIỆN TƯỢNG VẬT LÝ TRÊN BẦU TRỜI"

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiên văn học là một khoa học lí thú và mới lạ mặc dù đã tồn tại từ rất lâu. Những ham muốn khám phá về lĩnh vực này khởi đầu từ việc quan sát các hiện tượng vật lí xảy ra trên bầu trời.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận môn thiên văn học "NHỮNG HIỆN TƯỢNG VẬT LÝ TRÊN BẦU TRỜI"

  1. TRƯ NG I H C SƯ PH M THÀNH PH H CHÍ MINH Ti u lu n môn: Thiên Văn H c Tên tài: Giáo viên hư ng d n: Ths. Tr n Qu c Hà Nhóm th c hi n: Nguy n H i Âu Th H ng Th m Phan Minh Ti n Võ Th Hoa Nguy n Th Phương Th o (8-4) Nguy n Ki n Tr ch Nguy n Th Thúy Li u Hoàng Th Thanh Th o Lưu ình Trác Phương Nghĩa Nguy n Th Phương Th o (29-1) Nguy n Thành Trung Nguy n Th Y n Nhi Nguy n Th Ki u Thu Lâm Hoàng Minh Tu n Lê Thanh Nh n Nguy n Thanh Ng c Thu Bùi Th C m Tú àng Th Kim S c oàn Th Minh Thư Tr n Bùi C m Vân Th Thanh ng Ng c Thanh Vân L p Lý 3 Chính Qui TPHCM, Tháng 11 Năm 2008
  2. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà M cl c M c l c .............................................................................................................. 1 I. HI N TƯ NG MÂY D QUANG:............................................................... 4 I.1. Gi i thi u hi n tư ng: ......................................................................................4 I.2. Gi i thích hi n tư ng: ......................................................................................6 II. HI N TƯ NG C C QUANG: ..................................................................... 8 II.1. Gi i thi u hi n tư ng:.....................................................................................8 II.2. Gi i thích hi n tư ng:...................................................................................11 II.3. ng d ng: .....................................................................................................16 III. HI N TƯ NG NH T TH C NGUY T TH C:...................................... 17 III.1. Nh t th c .....................................................................................................17 III.1.1. Nh t th c là gì?.......................................................................................17 III.1.2. Các lo i nh t th c: ..................................................................................17 III.1.3. Quan sát nh t th c: .................................................................................20 III.2. Nguy t th c: ................................................................................................23 III.2.1. Nguy t th c là gì?...................................................................................23 III.2.2. Các lo i nguy t th c: ..............................................................................23 III.2.3. Quan sát nguy t th c : ............................................................................24 III.3. Nguyên nhân x y ra hi n tư ng nh t th c nguy t th c và chu trình nh t th c nguy t th c: ..................................................................................................24 III.3.1. Nguyên nhân x y ra nh t th c - nguy t th c: .........................................25 III.3.2. Chu kì nh t nguy t th c: .........................................................................27 IV. HI N TƯ NG BI N I MÀU S C TRÊN B U TR I:....................... 28 IV.1. Cơ s lý thuy t:.............................................................................................28 IV.1.1. nh lu t Rayleigh:.................................................................................28 IV.1.2. Thuy t i n t v s tán x b i các h t nh (xét nh tính): ....................29 IV.2. Gi i thích hi n tư ng:..................................................................................31 IV.2.1. Màu xanh c a b u tr i : ..........................................................................31 IV.2.2. Màu c a M t tr i : ..................................................................................33 IV.2.3. Màu c a mây, sương mù :.......................................................................35 IV.2.4. T i sao b u tr i êm l i en? ..................................................................37 V. HI N TƯ NG C U VÒNG:...................................................................... 40 V.1. Gi i thi u hi n tư ng: ...................................................................................40 V.1.1. C u v ng là gì? ........................................................................................40 V.1.2. Làm th nào quan sát c u vòng? ..........................................................40 V.2. Gi i thích hi n tư ng: ...................................................................................41 V.2.1. Gi i thích hi n tư ng: ..............................................................................41 V.2.2. Vài tính toán v c u v ng:........................................................................42 Trang 1
  3. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà V.2.3. T i sao b y s c c u v ng l i ư c s p s p theo th t như v y?...............43 V.2.4. 4/ T i sao c u v ng có d ng m t vòng cung? ...........................................43 V.2.5. Vùng Alexandre là gì? .............................................................................44 V.2.6. T i sao không n ư c chân c u v ng? ..................................................45 V.3. M t s c u v ng c bi t: ..............................................................................45 VI. HI N TƯ NG M T TR I GI : .............................................................. 49 VI.1. Gi i thi u hi n tư ng:..................................................................................49 VI.1.1. Hi n tư ng m t tr i gi là gì? .................................................................49 VI.1.2. Các nơi xu t hi n m t tr i gi :................................................................49 VI.2. Gi i thích hi n tư ng:..................................................................................51 VI.2.1. Halo:.......................................................................................................51 VI.2.2. Qu ng sáng halo ư c hình thành như th nào? ......................................53 VI.2.3. M t tr i gi hình thành như th nào?.......................................................60 Tài li u tham kh o............................................................................................ 62 Trang 2
  4. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà L i ng Thiên văn luôn là m t khoa h c lí thú và m i l m c dù ã t n t i t r t lâu. Nh ng ham mu n khám phá v lĩnh v c này kh i u t vi c quan sát các hi n tư ng v t lí x y ra trên b u tr i. Các hi n tư ng thiên văn v t lí x y ra trên b u tr i r t phong phú và a d ng. Vi c lí gi i chúng òi h i ph i có m t ki n th c sâu r ng. M c dù khoa h c ngày càng phát tri n cao và t ư c nhi u thành t u kì vĩ c bi t là ngành thiên văn vũ tr , song t m nhìn c a loài ngư i h n ch và dĩ nhiên không tránh kh i v n còn nh ng bư c mò m m trong hành trình chinh ph c kho tàng ki n th c sâu r ng y. Trên tinh th n am mê h c h i, nhóm th c hi n n l c hoàn thành bài ti u lu n “ Nh ng hi n tư ng v t lí trên b u tr i” c p n các hi n tư ng quang tiêu bi u trong thiên văn. Tài li u này cung c p nh ng ki n th c r t cơ b n và t ng quát t nhi u ngu n tài li u. Do h n ch v hi u bi t cũng như trình ngo i ng nên trong quá trình th c hi n không tránh kh i sai sót, nhóm 3 r t mong ngư i c thông c m và nhi t tình óng góp ý ki n l n th c hi n sau dư c t t hơn. Chân thành c m ơn! Nhóm th c hi n Trang 3
  5. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà I. HI N TƯ NG MÂY D QUANG: I.1. Gi i thi u hi n tư ng: Nh ng ám mây d quang (Noctilucent Cloud hay Night-shining Cloud) là nh ng ám mây cao trong b u khí quy n (85km) khúc x ánh sáng vào lúc tr i m t i (hoàng hôn hay bình minh) khi m t tr i ã l n. Lúc ó mây d quang to sáng b u tr i mà không th y m t ngu n sáng rõ r t nào c . Nh ng hình nh hoàng hôn kỳ thú trên b u tr i v êm ã tr thành m t trong nh ng thú vui thư giãn ph bi n trên toàn th gi i. Dù mây d quang trông gi ng như ngoài không gian, nhưng th c ra chúng v n trong t ng gi a khí quy n trái t( cao t 50 n 85 km). T ng này không nh ng r t l nh (-1250C) mà còn r t khô - khô g p 100 tri u l n không khí hoang m c Sahara. Mây d quang là hi n tư ng tương im il n u tiên ư c mô t vào năm 1885, hai năm sau s ki n phun trào c a o núi l a Krakatoa (Indonesia). Núi l a ã phun m t trùm tro b i và m nh v n lên b u khí quy n Trái t tt i cao 80 km. S ki n này ã nh hư ng t i khí h u và th i ti t toàn c u trong nhi u năm và có l ã t o ra nh ng ám mây d quang u tiên. nh hư ng c a v phun trào núi l a Krakatoa d n d n cũng m t i, nhưng nh ng ám mây tích i n màu xanh l c b t thư ng thì v n còn l i. Chúng náu mình trong t ng gi a m ng manh c a Trái t – ây là vùng khí quy n bên trên v i áp l c nh hơn 10.000 l n áp l c trong nư c bi n. Chúng xu t hi n thư ng xuyên nh t vào các tháng mùa hè t 50 n 70 B c và Nam. M t th k trư c ây, chúng b h n ch nh ng vĩ trên 50, ph i n nh ng nơi như Anh, Scandinavi và Nga, khu v c b c Âu và Canada m i nhìn th y ư c chúng. Trong nh ng năm g n ây, chúng ã xu t hi n mi n Nam bang Utah và Colorado c a M . Trang 4
  6. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà Ngày 18/2/2003, nh ng phi hành gia trên tr m không gian qu c t ISS ã m c kích Mây d quang m t c nh tư ng p m t: ó là phía trên h nh ng ám mây d quang, hay Saimaa còn g i là mây chi u sáng v êm có hình dáng dài m ng m nh màu xanh tuy t p bay lơ l ng quanh qu o trái t. Tháng 1/2003, phi hành gia Don Pettit cũng là m t nhà khoa h c t i Phòng thí nghi m qu c gia Los Alamos cho bi t: “Trong nhi u tu n qua, chúng tôi ã ư c thư ng th c quang c nh p m t c a nh ng ám mây này vùng nam bán c u. Chúng tôi cũng thư ng th y chúng khi bay trên b u tr i c a t nư c Australia và Nam M ”. Nh ng ngư i trái t cũng có th nhìn th y chúng t a sáng l p lánh sau khi m t tr i l n, d u r ng nhìn t không gian v n p hơn. Pettit ư c tính chi u cao c a chúng có th lên n 80-100 km. Nh ng ám mây không ng ng r c sáng và trôi d n v phía vùng c c, l n u tiên ư c v tinh ( v tinh Aeronomy of Ice in the Mesosphere c a NASA) ch p t vũ tr . Lo i mây bí n này ư c g i là " èn êm". Các ám mây hình thành cao 80 km trên b m t t, trong t ng trên c a khí quy n g i là mesosphere, xu t hi n trong nh ng tháng hè c c Nam cũng như trong mùa hè c c B c. M t trong nh ng l n u Vào ngày 11/06/2007, chi c tiên các ám mây sáng r c này camerac a v tinh nhân t o AIM ư c quan sát t m t t, trên b u tr i (Aeronomy of Ice in the Mesosphere ) ã Budapest, Hungary hôm 15/06/2007. cung c p d li u u tiên v nh ng ám ( nh:LiveScience) mây d quang B c c c thu c khu v c châu Âu và B c M . Màu tr ng và xanh sáng hi n th c u trúc ám mây d quang, màu en là nh ng nơi không có d li u. ( nh: LiveScience) Trang 5
  7. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà I.2. Gi i thích hi n tư ng: Tro núi l a Krakatoa có th là nguyên nhân c a năm 1885, nhưng không th gi i thích ư c cho hi n tư ng c a ngày nay. Nh ng ám mây g n trái t có th l y b i t bão gió sa m c, nhưng th t khó mà b c b i lên n t n t ng gi a c a khí quy n. i u này có th là do b i vũ tr . M i ngày trái t ti p xúc v i hàng t n thiên th ch - nh ng m u v n ch t th i t các sao ch i và hành tinh nh . a s chúng có kích thư c phù h p v i các ám mây d quang. M t nhà v t lý h c plasma Paul M. Bellan – giáo sư v t lý ng d ng t i Vi n công ngh California (Caltech) cu i cùng ã tìm ra l i gi i áp cho c i m kỳ l c a nh ng ám mây d quang, ch m d t bí n kéo dài nhi u th p k . Ông cho bi t : “Ph m vi có mây d quang dư ng như ang tăng lên, có l vì khí h u toàn c u ang m d n lên”. Mây d quang là m t hi n tư ng x y ra vào mùa hè b i b u khí quy n cao 85 km l nh nh t khi mùa hè n, thúc y quá trình hình thành h t băng t o nên ám mây. Các tinh th nư c á trong mây c n hai i u ki n phát tri n: các phân t nư c và m t cái gì ó chúng bám vào, ch ng h n như b i. Nư c t t p trên b i t o thành nh ng gi t nư c hay các tinh th nư c á là m t ti n trình ư c g i v i cái tên “s c u thành h t nhân” và chúng x y ra trong t t c các ám mây bình thư ng. Theo các nhà nghiên c u t i Poker Flat (Alaska), hai mươi lăm năm v trư c h ã phát hi n c tính khác thư ng r ng ám mây ph n chi u m nh v i ra- a. Gi i thích: các h t băng trong mây d quang ư c bao ph b i m t l p kim lo i m ng có thành ph n bao g m natri và s t. L p màng kim lo i ã khi n sóng ra- a ph n x g n sóng trong ám mây gi ng như hi n tư ng tia X ph n x t lư i tinh th (Theo s ra tháng 8 t Journal of Geophysical Research-Atmospheres). Nguyên t Natri và s t thu th p ư c trong t ng khí quy n bên trên sau khi sao băng siêu nh n tung trên b u tr i. Các nguyên t kim lo i này nh cư trong l p hơi nư c m ng ngay trên cao nơi x y ra mây d quang. Các nhà thiên văn h c m i ây ã s d ng l p Natri t o ra ngôi sao ch d n nhân t o chi u sáng nh tia laze cho chi c kính vi n v ng quang h c thích nghi nh m lo i b hi u ng gây nhi u lo n c a b u khí quy n có ư c nh ng b c hình v b u tr i rõ nét hơn. Các bi n pháp xác nh m c c a các l p hơi nư c có nguyên t natri và s t cho th y hơi nư c kim lo i gi m i t i 80% khi có mây d quang hi n di n. Giáo Trang 6
  8. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà sư Bellan cho bi t: “Mây d quang gi ng như m t cái b y ru i i v i nguyên t natri và s t”. Qua các thí nghi m th c hi n trong phòng thí nghi m, các nhà nghiên c u khác cũng phát hi n ra r ng nhi t l nh l o (-123 C) bên trong ám mây d quang, nguyên t trong hơi nư c có natri s nhanh chóng ng l i trên b m t băng hình thành màn kim lo i. Giáo sư Bellan nói: “N u có các h t băng ph kim lo i trong mây d quang thì ra a s ph n ng r t m nh. Hi n tư ng này không ph i là t ng h p c a các ph n ng i v i t ng h t băng. Trên th c t các h t băng không gây ra ph n ng m nh n th . i u m u ch t chính là các ư ng g n sóng c a ám mây có ch a h t băng ph kim lo i ã ph n x cùng nhau và c ng c cho nhau, hi n tư ng này gi ng như m t oàn di u hành u bư c qua c u và khi n cây c u rung chuy n”. K t lu n: Mây d quang ư c c u t o t nh ng tinh th nư c á nh xíu, tương ương v i kích thư c c a các phân t khói thu c lá. Ánh m t tr i ph n chi u t nh ng tinh th này khi n cho chúng có màu xanh c trưng. Các h t băng trong mây d quang ư c bao ph b i m t l p kim lo i m ng có thành ph n bao g m Natri và s t. Natri và s t âu ra ? Do tro b i và m nh v n phun trào t núi l a lên b u khí quy n Trái t tt i cao vào c 80 km. Nguyên t Natri và s t thu th p ư c trong t ng khí quy n bên trên sau khi sao băng siêu nh n tung trên b u tr i. Các nguyên t kim lo i này nh cư trong l p hơi nư c m ng ngay trên cao nơi x y ra mây d quang. ************** Trang 7
  9. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà II. HI N TƯ NG C C QUANG: II.1. Gi i thi u hi n tư ng: C c quang là m t hi n tư ng hi m th y trên Trái t, thư ng xu t hi n vào bu i êm, trên vùng tr i hai c c Trái t. C c quang di n ra B c bán c u Trái t ư c g i là b c c c quang, hay ánh sáng b c c c; và nam bán c u thì là nam c c quang hay ánh sáng nam c c.. B c c c quang Nam c c quang Nơi ã x y ra hi n tư ng c c quang: Alaska (M ), ph n l n lãnh th Canada, hay vùng n m t vĩ 60 tr lên. C c quang vùng B c c c quang trên M t nh ch p c c nam Australia South Dakota quang Canada. C c quang Na Uy, thư ng x y ra t tháng 9 n tháng 10 và t tháng 3 n tháng 4. Sau ây là m t s hình nh B c c c quang ư c nhìn th y trên b u tr i Longyearbyen, Na Uy sáng s m 10-3-2008. Trang 8
  10. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà T i Juneau, Alaska, M B c c c quang Alaska Nam c c quang trên Swifts Creek, Victoria, Úc Trong thiên văn h c, c c quang là m t hi n tư ng quang h c ư c c trưng b i s th hi n y màu s c c a ánh sáng trên b u tr i v êm. Các d i sáng này liên t c ng và thay i làm cho chúng trông gi ng như nh ng d i l a màu trên b u tr i. ây có th coi là m t trong nh ng hình nh p c a t nhiên. Bi u hi n: Màu s c c c quang: Nh ng d i ánh sáng màu h ng, lam, vàng, tím… r c r và bi n o khôn lư ng. Tia này v a t t i, tia khác l i xu t hi n, nh y múa, lung linh màu s c... Ph n l n các c c quang có màu vàng ánh l c nhưng ôi khi các tia cao s có màu nh và d c theo g Trang 9
  11. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà th p c a chúng. Trong m t ít trư ng h p, ánh sáng M t Tr i s va ph i ph n nh c a các tia c c quang t o ra màu lam nh t. Trong m t s r t ít trư ng h p ( kho ng 1 l n trong 10 năm) c c quang có th có màu s m như máu t nh n áy. Hình nh c c quang: Các i m c trưng c a c c quang là chúng có nhi u hình d ng và kích thư c. Có lúc chúng ch là m t tia sáng mong manh, có khi mang hình d qu t, hình ng n l a, r i l i hóa thành nh ng vòng cung màu lá cây v t trên n n tr i. Các cung và tia c c quang cao b t u sáng rõ cao 100 km trên b m t Trái t và kéo dài lên phía trên d c theo t trư ng trong hàng trăm kilômét. Các cung hay màn này có th m ng ch kho ng 100 mét khi m r ng ra ư ng chân tr i. Các cung c c quang có th g n như ng im và sau ó t a như bàn tay, chúng t o ra m t cái màn cao, b t u nh y múa và i hư ng. Sau n a êm quy n rũ, c c quang có th có hình dáng loang l và các m thông thư ng nh p nháy sau kho ng m i 10 giây cho n t n r ng ông. Âm thanh c c quang: Ngư i ta thư ng cho r ng vi c nhìn th y c c quang bao gi cũng kèm theo các ti ng n tanh tách hay ti ng kêu r n. i v i ngư i Inuit và các n n văn hóa b c Canada, ngư i ta ã bi t m t th c t là s di n ra c a các ti ng kêu hay các ti ng hát là i u có th t. Các âm thanh này nghe th y ch y u khi ngư i quan sát ã r i xa các các ch n ào hay có chi u sáng - thông thư ng trong các ch l nh giá và không có gió c a êm ông. Vi c nghe th y các âm thanh l ư c ví v i các s ki n tâm linh và nó ư c kh c sâu trong trí nh c a m i cá nhân trong cu c ih . Các âm thanh c c quang này ư c so sánh v i âm thanh c a h p xư ng r ng ông. Trư ng i h c công ngh Helsinki ã th c hi n vi c ki m tra và ghi âm các âm thanh này. Theo báo Kaleva, ngư i ta ã ghi nh n có các ti ng kêu r n, ti ng m và ti ng n khi có các c c quang vùng c c v i m c sáng cao. C c quang trong văn hoá nhân gian: Trong th n tho i Bullfinch năm 1855 c a Thomas Bulfinch ã có kh ng nh r ng trong th n tho i Na Uy có k : Các Valkyrie là các cô gái ng trinh t a chi n binh cư i ng a ư c trang b áo giáp và giáo. Khi h i v phía m c tiêu c a mình, áo giáp c a h t a ra ánh sáng l p Trang 10
  12. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà lòe kỳ l , nó chi u sáng toàn b b u tr i phương b c, t o ra cái mà con ngư i g i là "b c c c quang" hay "ánh sáng phương b c". Trong khi nó là m t khái ni m gây n tư ng thì l i không có gì trong văn h c c a Na Uy c h tr vi c xác nh n nó. M c dù c c quang là ph bi n Scandinavia và Iceland ngày nay, nhưng kh năng là c c b c c a a t trư ng ã xa m t cách áng k v i khu v c này trong các th k trư c khi có các tư li u v th n tho i Na Uy, i u này gi i thích s thi u v ng các m i liên quan. Thay vì th , tư li u c nh t c a ngư i Na Uy v norðrljós ư c tìm th y trong biên niên s c a ngư i Na Uy Konungs Skuggsjá có vào kho ng năm 1250. Ngư i ghi chép s ã nghe v hi n tư ng này t nh ng ng bào tr v t Greenland, và ông ta ã ưa ra ba gi i thích có kh năng nh t: i dương ư c bao quanh b ng các ng n l a bao la hay ánh sáng m t tr i có th n ư c t i ph n êm c a th gi i ho c các sông băng có th tích tr năng lư ng cu i cùng chúng tr thành huỳnh quang. Tên g i c trong ngôn ng c a ngư i Scandinavia cho ánh sáng phương b c ư c d ch ra như là ánh sáng cá trích. Ngư i ta tin r ng ánh sáng phương B c là s ph n chi u màu s c c a các àn cá trích l n lên b u tr i. Trong ti ng Ph n Lan, tên g i c a ánh sáng phương B c là revontulet, l a c a cáo. Theo truy n thuy t, nh ng con cáo t o ra l a s ng Lapland, và revontulet là các tia l a t o ra khi chúng ph t uôi c a chúng lên trên tr i. Ngư i Sami tin r ng ngư i ta c n ph i c bi t c n th n và im l ng khi b quan sát b i guovssahasat. Trong văn hóa dân gian c a ngư i Inuit, ánh sáng phương B c là các thánh th n c a s ch t chóc ang chơi bóng b ng u lâu h i mã trên tr i. II.2. Gi i thích hi n tư ng: Vào nh ng năm 80 c a th k 19, ngư i ta khám phá ra r ng t trư ng c a trái t có liên quan n hi n tư ng kỳ o này. Khi electron va vào m t v t th nào ó, nó có th t o ra ánh sáng ( i u này cũng tương t như nguyên lý ho t ng c a màn hình tivi và máy tính). K t qu nghiên c u khoa h c vào các năm 1957-1958 cho r ng khi trên m t tr i xu t hi n các v t en, gió m t tr i t t vào trái t, mang theo m t dòng h t năng lư ng cao gây ra hi n tư ng c c quang (CQ). Các electron và proton trong dòng h t này i vào b u khí quy n. Dư i nh hư ng c a a t , chúng b hút v hai c c trái Trang 11
  13. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà t. T i ây, chúng va ch m và nh ch p kích thích các phân t khí, làm c a nam c c quang, ch p các phân t này phát ra b c x t tàu vũ tr trên qu o i n t dư i d ng ánh sáng nhìn vào tháng 5 th y. B u khí quy n có r t nhi u năm 1991, v ic c i ch t như ôxy, nitơ, hêli, hy rô, c a at trư ng nêon… Dư i tác ng c a dòng h t mang i n, ánh sáng do các ch t khí khác nhau t o ra cũng khác nhau, vì th CQ có muôn màu ngàn s c khi các dòng h t mang i n tích trong vũ tr va ch m v i b u khí quy n. Hình nh c c quang trên Trái t CQ m nh nh t có xu hư ng di n ra sau s phun trào hàng lo t Hình nh c c quang c a M t Tr i. CQ khi xu t hi n trên Sao m nh thư ng i kèm v i nh ng Th thay i trong a t và kéo theo giao thoa sóng vô tuy n, sóng i n tho i…Th i kỳ m nh, y u c a CQ có liên quan ch t ch t i chu kỳ ho t ng c a m t tr i. Khi m t tr i nh chu kỳ, (ho t ng m nh nh t), nó b c x nhi u hơn m c bình thư ng. Dòng h t mang i n va ch m nhi u hơn v i khí quy n, do ó, CQ s xu t hi n r t nhi u và kỳ vĩ. CQ ư c sinh ra do s tương tác c a các h t mang i n tích t gió m t tr i v i l p trên c a b u khí quy n và v i t trư ng c a hành tinh. Vì th chúng là rõ nét nh t các vĩ cao g n các c c t . Ngu n g c: Ngu n g c c a các CQ là kho ng 149 tri u km tính t Trái t v hư ng M t Tr i. Các h t cao năng lư ng t M t Tr i ư c ưa vào không gian cùng v i gió m t tr i nóng và luôn luôn t n t i. Lu ng gió này âm v i t c siêu thanh v phía Trái t thông qua kho ng không gian liên hành tinh v i v n t c dao ng trong kho ng 300 n trên 1.000 km/s, mang theo cùng v i nó là t trư ng m t tr i. Gió m t tr i làm nhi u lo n t trư ng c a Trái t t o ra quy n t ch a y plasma và có hình d ng Trang 12
  14. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà t a sao ch i. T trư ng c a Trái t có tác d ng như m t v t c n, b o v Trái t trư c các h t tích năng lư ng và b c x trong gió m t tr i. Năng lư ng và xung lư ng c a h t ư c truy n t gió m t tr i sang quy n t thông qua m t quy trình ư c bi t như là "tái k t n i t ". Trong quá trình này, các ư ng s c t liên hành tinh (xu t phát t M t Tr i) ư c k t h p v i a t trư ng. Các h t trong gió m t tr i có th i vào các ư ng s c t m i t o thành. Các nhà v t lý nghiên c u v CQ g i ó là " ư ng s c t m " (các ư ng này m vào gió m t tr i). Do áp su t ng l c c a gió m t tr i, các ư ng s c t m i t o thành s ư c di chuy n i lưu trên nh c c và vào trong uôi c a quy n t Trái t. ây, s tái k t n i t trư ng m i l i có th di n ra, t o ra ư ng s c t óng m i. ư ng t trư ng i lưu s ch a các h t gió m t tr i. M t s h t s có th i t i t ng ion trư c khi ư ng s c t ch m t i uôi c a quy n t . Các h t này t o ra CQ ban ngày. CQ ban êm ư c t o ra t các h t ư c gia t c t uôi quy n t v hư ng Trái t. Các h t này b ch n l i b i các ư ng s c t óng. Các h t âm xu ng a t trư ng, ch m t i t ng trung hòa c a khí quy n trong m t hình g n tròn g i là ôvan CQ. Hình g n tròn này có tâm phía trên c c t và kích thư c kho ng 3.000 km theo ư ng kính trong nh ng lúc yên tĩnh. Vòng tròn này l n nhanh khi quy n t b làm nhi u lo n. Khu v c có ôvan CQ nói chung tìm th y trong ph m vi 60 và 70 ° tính theo vĩ b c hay nam. Trong th i gian M t Tr i ho t ng tích c c thì ôvan CQ m r ng và các CQ có th ư c nhìn th y t các vĩ th p t i 25-30 ° b c và nam trong m t s trư ng h p. Ví d , ngày 7 tháng 11 năm 2004, sau khi có ho t ng phun trào c a M t Tr i mãnh li t, chúng ư c nhìn th y xa t i t n Arizona. vĩ 45 ° c c quang có th nhìn th y vào kho ng 5 l n/năm, trong khi trên 55 ° thì g n như nhìn th y chúng m i êm. B n ch t v t lý: C c quang có th sinh ra b ng tương tác c a các h t cao năng lư ng (thông thư ng là i n t ) v i các nguyên t trung hòa trong l p trên c a khí quy n Trái t. Các h t cao năng lư ng này có th kích thích (do va ch m) các i n t hóa tr ư c liên k t v i nguyên Kristian Birkeland và t trung hòa. Các i n t b kích thích sau ó có th tr th c nghi m mô hình v tr ng thái th p năng lư ng nguyên th y c a chúng Trái t c a ông. và trong quá trình ó gi i phóng ra các photon (ánh Trang 13
  15. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà sáng). Quá trình này gi ng như s phóng i n plasma trong èn neon. M t trong nh ng nhà khoa h c u tiên ti n hành mô hình hóa CQ là Kristian Birkeland (ngư i Na Uy). Mô hình t trư ng trái t c a ông, ch ra r ng các i n t cao năng lư ng âm tr c ti p vào mô hình trái t ư c d n d t v phía các c c t và sinh ra các vòng ánh sáng xung quanh các c c. Ông cũng gi thi t xa hơn n a "Các dòng i n như th ư c hình dung là có th t n t i ch y u nh các hi u ng th c p c a các h t tích i n t m t tr i b lôi kéo vào không gian" (năm 1908). Các dòng i n như v y sau này ã ư c ng h l n trong bài báo c a Hannes Alfvén. Năm 1969, Milo Schield, Alex Dessler và John Freeman, s d ng tên g i "các dòng i n Birkeland" l n u tiên, mà s t n t i c a chúng cu i cùng ã ư c xác nh n năm 1973 nh v tinh Triad c a h i quân. Màu s c c c quang: Màu c th nào ó c a CQ ph thu c vào lo i khí c th c a khí quy n và tr ng thái tích i n c a chúng cũng như năng lư ng c a các h t âm vào khí c a khí quy n. ôxy nguyên t ch u trách nhi m cho hai màu chính là l c( bư c sóng 557.7nm) và ( 630 nm) các cao cao. Nitơ sinh ra màu lam (427.8 nm) cũng như màu bi n i nhanh t ranh gi i th p c a các cung CQ ang ho t ng. CQ xu t hi n là do các h t mang i n trong lu ng v t ch t t M t Tr i phóng t i hành tinh, khi các h t này ti p xúc v i t trư ng c a hành tinh thì chúng b i hư ng do tác d ng c a l c Lorentz. L c này làm cho các h t chuy n ng theo qu o xo n c d c theo ư ng c m ng t c a hành tinh. T i hai c c các ư ng c m ng t h i t l i và làm cho các h t mang i n theo ó i sâu vào khí quy n c a hành tinh. Khi i sâu vào khí quy n các h t mang i n va ch m v i các phân t , nguyên t trong khí quy n hành tinh và kích thích các phân t này phát sáng. Do thành ph n khí quy n hành tinh ch a nhi u khí khác nhau, khi b kích thích m i lo i khí phát ra ánh sáng có bư c sóng khác nhau, t c là nhi u màu s c khác nhau do ó t o ra nhi u d i sáng v i nhi u màu s c trên b u tr i hai c c. Ngoài ra t o ra ánh sáng thì các h t ch a năng lư ng cũng sinh ra nhi t. Nhi t b làm tiêu tan b i b c x h ng ngo i hay b mang i xa b i các tr n gió m nh trong l p trên c a khí quy n. Trang 14
  16. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà Âm thanh c c quang: S lan truy n c a các âm thanh này trong khí quy n (gi ng như khi ngư i ta nói làm dao ng các phân t trong không khí) là không ch c ch n. C c quang di n ra kho ng 100 km phía trên Trái t trong các i u ki n không khí c c kỳ loãng, có nghĩa là chúng không th truy n các âm thanh nghe ư c xa có th ch m t i m t t. M t kh năng là các sóng i n t ư c bi n i thành sóng âm b i các v t th g n v i ngư i quan sát, ho c tr c ti p nh hư ng t i cơ quan thính giác c a ngư i quan sát. Bi n ng M t Tr i: M t Tr i là ngôi sao v i m t s c trưng dao ng l n theo thang th i gian t vài gi n hàng trăm năm. Hư ng c a t trư ng liên hành tinh cũng như v n t c và m t c a gió m t tr i ư c i u ch nh b i ho t ng c a M t Tr i. Chúng có th thay i r t m nh và nh hư ng t i ho t ng c a a t trư ng. Khi ho t ng c a at trư ng tăng lên thì rìa dư i c a ôvan CQ thông thư ng s d ch chuy n t i các vĩ th p hơn. Tương t , s phun trào c a M t Tr i cũng x y ra ng th i v i s m r ng c a các ôvan c c quang. N u t trư ng liên hành tinh có hư ng ngư c v i a t trư ng thì nó làm tăng lu ng năng lư ng vào trong quy n t và do ó làm tăng lu ng năng lư ng trong vùng c c c a Trái t. i u này s t o ra h qu là s tăng cư ng ho t ng c a CQ. Các nhi u lo n trong quy n t Trái t g i là bão t . Các tr n bão t này có th t o ra s thay i t ng t trong sáng và chuy n ng c a c c quang, g i là các bão t ph . Các dao ng t trư ng c a các tr n bão t và bão t ph này có th sinh ra các thay i l n trong các lư i i n và ôi khi làm h ng các thi t b i n trong lư i i n, t o ra s m t i n hàng lo t. Chúng cũng nh hư ng t i ho t ng c a liên l c vi n thông b ng sóng vô tuy n theo các h th ng v tinh-m t t và các h th ng hoa tiêu. Các tr n bão trong quy n t có th kéo dài vài gi hay vài ngày, và các bão t ph có th di n ra vài l n trong ngày. M i tr n bão ph có th gi i phóng hàng trăm TJ năng lư ng, nhi u ngang v i lư ng i n năng tiêu th M trong 10 gi . Trang 15
  17. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà II.3. ng d ng: Du l ch c c quang: B c nh bên ư c ch p b i nhà nhi p nh chuyên nghi p Jeff Hapeman khi ông t i ng m sao trên h Superior t i Michigan, Hoa Kì. Trong nh ng năm g n ây, s ph bi n c a “Du l ch c c quang” ã em m t lư ng l n du khách t i nhi u i m v truy n th ng là không ư c trong th i gian di n ra mùa ông vùng c c. Nh có nh hư ng làm m c a các dòng h i lưu m và tương i d ti p c n c a mình nên Iceland và B c Scandinavia là các i m n ph bi n nh t. có th quan sát CQ thì ngoài ho t ng c a CQ c n có các i u ki n như tr i quang mây và ít ánh sáng không t nhiên (ánh sáng èn). Vi c ch p nh CQ òi h i các máy nh ph i ư c trang b sao cho c a ch n sáng ph i m trên 5 giây. Các pin máy nh k thu t s b hao r t nhanh trong i u ki n l nh, vì th m t l i khuyên h u ích là c n em theo các pin d phòng. o c a t trư ng: a t trư ng có th ư c o v i các d ng c g i là t k . D li u c a nhi u t k cho phép ngư i quan sát l n theo d u v t c a tr ng thái hi n t i c a a t trư ng. Các s li u c a t k thông thư ng ư c ưa ra trong d ng các ch s 3 gi ưa ra phép o nh tính c a m c ho t ng c a a t trư ng. M t trong nh ng ch s như v y g i là ch s K. Giá tr c a ch s K dao ng t 0 t i 9 và là liên quan tr c ti p v i lư ng dao ng (tương ng v i ngày yên tĩnh) c a a t trư ng trong kho ng th i gian 3 gi . Ch s K càng cao thì kh năng di n ra c c quang càng l n. Ch s K như v y c n thi t ph i g n li n v i m t khu v c quan sát c th . i v i nh ng khu v c không có tr m quan sát, ngư i ta có th ư c tính giá tr cho ch s K này b ng cách xem d li u c a các i m quan sát g n ó. Trung bình t ng th c a ho t ng c c quang ư c chuy n i thành ch s Kp. ************** Trang 16
  18. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà III. HI N TƯ NG NH T TH C NGUY T TH C: III.1. Nh t th c III.1.1. Nh t th c là gì? "Nh t th c" là hi n tư ng khi M t Trăng i qua gi a Trái t và M t Tr i và che khu t hoàn toàn hay m t ph n M t Tr i khi quan sát t Trái t. Khái ni m "Nh t th c" có th ư c m r ng ra không ch cho vi c ánh sáng M t Tr i chi u xu ng Trái t b che khu t, mà có th là hi n tư ng ánh sáng t m t ngôi sao t a sáng nào ó ( nh tính) chi u xu ng m t hành tinh ang quay trong qu ob chi ph i c a nó, b che khu t b i m t thiên th nào ó. i u này ch có th x y ra t i th i i m sóc trăng non ư c quan sát th y t Trái t, khi M t Tr i và M t Trăng giao h i. Do m t trăng cùng trái t t quay t tây sang ông, b i v y nh t th c bao gi cũng b t u xu t hi n t phía tây. III.1.2. Các lo i nh t th c: Lý do có m t s ki u nh t th c là s ph thu c vào qu o hình elíp c a M t Trăng quanh Trái t. M t trong nh ng s trùng h p áng lưu tâm nh t trong t nhiên là: M t Tr i n m cách xa kho ng 400 l n so v i kho ng cách t Trái t n M t Trăng. M t Tr i cũng có ư ng kính l n g p kho ng 400 l n so v i M t Trăng. Vì th , khi quan sát t Trái t, M t Tr i và M t Trăng có v có cùng kích thư c trên b u tr i - kho ng 1/2 n u o góc. B i vì qu o c a M t Trăng quanh Trái t là hình elíp ch không ph i là hình tròn. Vì v y, m t s kho ng th i gian M t Trăng xa hơn và lúc khác nó l i g n Trái t hơn so v i kho ng cách trung bình. Trang 17
  19. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà Có b n ki u nh t th c: Nh t th c toàn ph n: x y ra khi M t Tr i b M t Trăng che l p hoàn toàn do M t Trăng g n Trái t nh t (g n i m c n a) nên nó l n che khu t hoàn toàn c ĩa sáng c a M t Tr i. ĩa M t Tr i phát sáng b che khu t b i vành t i c a M t Trăng, và có th quan sát th y v ng hào quang nh t bên ngoài là ánh sáng nt vành ai nh t hoa c a M t Tr i . Nh t th c toàn ph n ch có th ư c quan sát th y t m t d i h p trên b m t Trái t. T i m t i m c nh, nh t th c toàn ph n ch kéo dài vài phút (t i a 7 phút).Ví d nh t th c toàn ph n Vi t Nam vào năm 1995 ch kéo dài g n 2 phút. Khi nh t th c toàn ph n x y ra, m t trăng che khu t h n m t tr i Nh t th c hình khuyên: x y ra khi M t Trăng xa Trái t nh t (g n i m vi n a), M t Tr i và M t Trăng n m chính xác trên m t ư ng th ng và kích c bi u ki n c a M t Trăng nh hơn kích c bi u ki n c a M t Tr i, không th che khu t hoàn toàn M t Tr i .Vì th M t Tr i v n hi n ra như m t vòng ai r c r bao quanh M t Trăng. Nh t th c hình khuyên Nh t th c lai: là m t ki u trung gian gi a nh t th c toàn ph n và nh t th c hình khuyên. m ts i m trên Trái t, nó ư c quan sát th y là nh t th c toàn ph n; nh ng nơi khác nó l i là nh t th c hình khuyên. Thu t ng chung cho nh t th c toàn nh t th c m t ph n ph n, hình khuyên hay nh t th c lai là nh t th c trung tâm. Trang 18
  20. Ti u lu n môn thiên văn h c GVHD:Th.S Tr n Qu c Hà Nh t th c m t ph n: x y ra khi M t Tr i và M t Trăng không n m chính xác trên cùng m t ư ng th ng, và M t Trăng ch che khu t m t ph n c a M t Tr i. Hi n tư ng này thư ng ư c quan sát th y nhi u nơi trên Trái t bên ngoài ư ng i c a nh t th c trung tâm. Tuy nhiên, m t s ki u nh t th c ch có th ư c quan sát th y như là nh t th c m t ph n, b i vì ư ng trung tâm không bao gi giao nhau v i b m t c a Trái t. Trư c và sau khi x y ra nh t th c hình khuyên, ta s nhìn th y nh t th c m t ph n. Nh t th c hình khuyên thư ng x y ra hơn so v i nh t th c toàn ph n b i vì nói chung M t Trăng n m xa Trái t kho ng cách ít khi che khu t hoàn toàn ư c M t Tr i. T l gi a kích thư c bi u ki n c a M t Trăng và c a M t Tr i ư c g i là l n c a nh t th c. 1. Vùng t i hoàn toàn sau lưng m t trăng (moon). 2. Vùng t i m t ph n. 3. D i en th m trên trái t (earth), nơi nh t th c toàn ph n quét qua. Vì ngư i quan sát nh t th c (ho c nguy t th c) ng v trí khác nhau trên trái t và kho ng cách gi a trái t v i m t tr i cũng khác nhau nên m i ngư i nhìn th y c nh này di n ra không gi ng nhau: Trong hình bên, n u chúng ta ng trong d i t i (3) trên trái t, t c là trong ph m vi bóng t i mà m t trăng che khu t hoàn toàn, khi ó ta s th y nh t th c toàn ph n. Nhưng n u chúng ta ng trong vùng s m nh t (2), ta s nhìn th y m t tr i b che khu t m t ph n, ó là nh t th c m t ph n. Trang 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản