A A A A Автор Тема: Способы определения удалённости небесных объектов  (Прочитано 2695 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн открывательАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 7
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от открыватель
Как всем известно, химический элемент гелий впервые был обнаружен на Солнце с помощью спектрометрии. А в наше время утверждают, что наибольшая масса хим элементов во всей вселенной - 90%, это водород, и только 10% гелий. Надо полагать, что это определили тоже с помощью спектрометров. Но у меня возникло сомнение: а нет ли тут ошибки?
Дело в том, что я так полагаю, что спектр излучения любого химического элемента зависит от его атомной массы, а не от заряда его частиц. То есть Протон и нейтрон имеют одинаковую массу, только заряд разный - у протона положительный, а у нейтрона  - нейтральный. Так вот - если взять два разных химических элемента абсолютно разного состава, но одинаковой массы, то отличит ли их спектрометр?  Например химический элемент водород - тритий, ядро которого из трех частиц: одного протона и двух нейтронов - в сумме три частицы.  И для сравнения с ним гелий 3, ядро которого тоже состоит из трех частиц: двух протонов и одного нейтрона. Так вот задаю вопрос: различает ли спектрометр эти два химических вещества: тритий от гелия3?   

Оффлайн Geen

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 11 160
  • Благодарностей: 171
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #1 : 16 Мар 2017 [00:39:45] »
Дело в том, что я так полагаю, что спектр излучения любого химического элемента зависит от его атомной массы, а не от заряда его частиц.
На основании чего Вы так неправильно полагаете?
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Aluminium

  • *****
  • Сообщений: 2 614
  • Благодарностей: 97
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Aluminium
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #2 : 16 Мар 2017 [00:51:39] »
А в наше время утверждают, что наибольшая масса хим элементов во всей вселенной - 90%, это водород, и только 10% гелий.
Гелия по массе больше 20%. Смотри, например, тут.

Почему спектр должен зависеть от массы, мне не понятно.

Оффлайн Ulmo

  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Благодарностей: 36
    • Сообщения от Ulmo
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #3 : 16 Мар 2017 [02:22:10] »
Так вот задаю вопрос: различает ли спектрометр эти два химических вещества: тритий от гелия3?   
Спектр изотопов мало отличается. См. изотопический сдвиг Так что в грубом приближении для трития и гелия 3 мы по прежнему будем видеть спектр водорода и спектр гелия.

Оффлайн открывательАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 7
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от открыватель
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #4 : 16 Мар 2017 [08:35:59] »
Цитата
Гелия по массе больше 20%. Смотри, например, тут.
Просто вы привели данные о весе элементов, а я о количестве ядер. Свои данные я привел отсюда:
http://nuclphys.sinp.msu.ru/histan/histan13.htm
1.Вещество во Вселенной в основном состоит из водорода H – ~ 90% всех атомов.
2. По распространенности гелий He занимает второе место, составляя ~ 10% от числа атомов водорода.
Цитата
Дело в том, что я так полагаю, что спектр излучения любого химического элемента зависит от его атомной массы, а не от заряда его частиц.
На основании чего Вы так неправильно полагаете?

Мое мнение основано на интуиции. Впрочем я не настаиваю. Хотя мое мнение фактически подтвердил участник Ulmo приведя текст

"И. с. в спектрах изолированного атома может быть обусловлен неск. причинами. Одна из них связана с движением ядра относительно центра инерции атома (эффект массы)."
То есть спектр химических элементов связан с массой их ядра.
Но если вам это не нравится, то приведите свое мнение от чего зависит спектр химических веществ.
Но я попросил бы не вопросы мне задавать, а наоборот - дать ответ: различают ли спектрометристы химические элементы два разных вещества если у них одинаковый вес ядра?
Вот участник форума  Ulmo пишет что "Спектр изотопов мало отличается." Но если спектр мало отличается, то значит его легко спутать! А самое главное - вы вспомните начальную химию: что изотопы - это  вещества с разным весом ядра, но с одинаковым количеством электронов, то есть изотопы имеют в своей семье одинаковые химические свойства. И хотя изотопы трудно различить по спектру о чем написал Ulmo, но все же можно различить, поскольку вес ядер разных изотопов отличается друг от друга хотя бы на один-два нейтрона, а то и больше.
А я наоборот спрашиваю о противоположной ситуации: когда все ядер двух разных химических элементов абсолютно одинаков, но количество электронов у них разное, а значит и химические свойства тоже разные как у водорода и у гелия. Но их химические свойства в данном вопросе меня нисколько не интересуют, а только как отличается их спектр. Тем более, что предполагается что два вещества находятся в плазменном состоянии, и все их электроны полностью оторваны от ядер и беспорядочно блуждают в массе вещества. И надо сравнить как отличается спектр например водорода трития ядро которого состоит из трех нуклонов, и спектр гелия 3, тоже состоящего из трех нуклонов, но разумеется эти два вещества разного электрического заряда и имеют непохожие химические свойства. Так вот, я не прошу задавать мне вопросы, а прошу дать ответ (если кто знает достоверно): спектрометристы вообще в принципе различают спектры химических элементов с ядрами одинакового веса, но разного заряда? Или они их вообще не различают и не обращают на это никакого внимания?

Оффлайн Крупин

  • *****
  • Сообщений: 4 915
  • Благодарностей: 92
    • Сообщения от Крупин
    • Девятой планеты нет
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #5 : 16 Мар 2017 [09:02:31] »
А в наше время утверждают, что наибольшая масса хим элементов во всей вселенной - 90%, это водород, и только 10% гелий.
Вы сами написали о массе, вот и ответ получили в массах.

Вот участник форума  Ulmo пишет что "Спектр изотопов мало отличается." Но если спектр мало отличается, то значит его легко спутать!
Речь об изотопах одного и того же элемента, а не о разных элементах, спектры которых совершенно отличаются. Мало отличаются спектры простого водорода, дейтерия и трития друг от друга - это всё изотопы одного и того же элементы. Мало отличаются друг от друга спектры гелия-3 и гелия-4. Но спектры любого изотопа водорода кардинально отличны от спектра любого изотопа гелия.
« Последнее редактирование: 16 Мар 2017 [09:08:06] от Крупин »

Оффлайн a_babich

  • *****
  • Сообщений: 4 815
  • Благодарностей: 184
  • Кошки - это маленькие женщины в дешевых шубках
    • Сообщения от a_babich
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #6 : 16 Мар 2017 [09:46:49] »
Дело в том, что я так полагаю, что спектр излучения любого химического элемента зависит от его атомной массы, а не от заряда его частиц.


Мое мнение основано на интуиции.


Вы не пробовали в качестве источника знаний и информации кроме интуиции использовать более традиционные  и доступные всем методы?
Полагаю, начать следовало бы с того, что уяснить для себя, что порождает (механизм) спектр .
В течении нескольких минут можно выяснить, что механизм возникновения спектра- это излучение электронов  при  переходе  между энергетическими уровнями.
Таким образом спектр  не зависит от атомной массы, а от конфигурации в атоме электронных оболочек , характеристик этих оболочек и количества возможных вариантов переходов.
No man is an island, but some of us are very long peninsulas...
Человек – это падший ангел, иногда вспоминающий о небе ...

Оффлайн Крупин

  • *****
  • Сообщений: 4 915
  • Благодарностей: 92
    • Сообщения от Крупин
    • Девятой планеты нет
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #7 : 16 Мар 2017 [10:45:29] »
Таким образом спектр  не зависит от атомной массы, а от конфигурации в атоме электронных оболочек , характеристик этих оболочек и количества возможных вариантов переходов.
Хотя спектр в подавляющей степени зависит от заряда ядра, но всё таки и от массы чуточку зависит, так что спектральные линии изотопов накладываются друг на друга. Выше была дана ссылка на изотопический сдвиг.

Так вот задаю вопрос: различает ли спектрометр эти два химических вещества: тритий от гелия3?   
Спектр изотопов мало отличается. См. изотопический сдвиг Так что в грубом приближении для трития и гелия 3 мы по прежнему будем видеть спектр водорода и спектр гелия.

Оффлайн Ulmo

  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Благодарностей: 36
    • Сообщения от Ulmo
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #8 : 16 Мар 2017 [11:49:35] »
Хотя мое мнение фактически подтвердил участник Ulmo приведя текст
Вы выдаете желаемое за действительное. Я написал абсолютно противоположное

Оффлайн открывательАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 7
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от открыватель
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #9 : 16 Мар 2017 [13:48:56] »
Во-первых - большое спасибо всем участвующим в дискуссии.
Но все-таки пока тема не сильно прояснилась. Поскольку это астрономический форум, то меня естественно интересует главным образом состав звезд, на которых как вы понимаете все вещество в состоянии плазмы при гигантских температурах и все электроны оторваны от своих атомов. Поэтому  ответы участников что спектральный анализ определяется по переходам электронов, которое только .при низких земных температурах, топикстартеру нисколько не полезны.  А вот при анализе плазмы применяются другие методы спектрального анализа, в которых я не разобрался.
Поэтому прошу помочь и объяснить какими конкретно методами спектрального анализа определяется состав звездного вещества.
Причем тут тема может раздвоится на две. Я предполагаю, что даже в звездах наличествует сильная дифференция вещества по плотности. То есть более тяжелые элементы сконцентрированы в основном в ядре, и даже гелий по большей части располагается в более нижних слоях, по сравнению с водородом. Тогда определение химического состава любой звезды по составу ее атмосферы и наружного слоя не слишком-то информативно. Ошибочна ли эта точка зрения - это второй вопрос. Но предположим что она правильна. Тогда хотелось бы узнать какими именно методами ученые определяют состав внутреннего строения любой звезды. Понятно что на поверхности звезд в виде исключения могут появится и тяжелые элементы - например железо, серебро, золото, ртуть, уран, свинец, которые выбрасываются на поверхность плюмами. Но их процентное содержание на поверхности звезды может быть ничтожно мало, тогда как в глубине ядер звезд содержание тяжелых элементов может быть гораздо больше, хотя и там в ядре наверняка присутствует и водород и гелий. Я прошу учесть, что этот второй вопрос является сильным отклонением от первоначально заявленной темы. Но по сути все таки есть сомнение что 90% атомов звездного вещества - это водород, и на все остальную таблицу Менделеева меньше 10%
И возвращаюсь к первоначально заданному вопросу: конкретно каким именно образом (типом спектрального анализа - поподробнее пожалуйста...) определяется  химический состав хотя бы поверхности звезд?

Онлайн Deimos

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 17 398
  • Благодарностей: 308
    • Skype - deimos.belastro.net
  • Награды Открытие комет, астероидов, сверхновых звезд, научно значимые исследования.
    • Сообщения от Deimos
    • Белорусская любительская астрономическая сеть
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #10 : 16 Мар 2017 [13:53:26] »
Вы в школе учитесь? В каком классе? Что на физике уже проходили?
У природы нет плохой погоды, у неё просто на нас аллергия.

Учение без размышления бесполезно, но и размышление без учения опасно /Конфуций/
Слово есть поступок. /Л. Толстой/

Оффлайн Monstr

  • *****
  • Сообщений: 1 053
  • Благодарностей: 72
  • Смотри дальше
    • Сообщения от Monstr
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #11 : 16 Мар 2017 [14:31:13] »
И возвращаюсь к первоначально заданному вопросу: конкретно каким именно образом (типом спектрального анализа - поподробнее пожалуйста...) определяется  химический состав хотя бы поверхности звезд?
Если очень подробно, то не поймете. А по простому:
Каждый химический элемент имеет свою, отличную от других, конфигурацию энергетических уровней, переходы электронов между которыми  и создают свойственный только ему набор спектральных линий. Это как каждый человек имеет отличные от других отпечаток пальцев или картину радужной оболочки глаз. Интенсивность линий в звездном спектре зависит от содержания этого элемента. Измеряя интенсивность различных линий разных элементов и проводя нужные расчеты, получаем количественный химический состав звездной атмосферы. Кстати, с большой точностью состав Солнца идентичен химическому составу метеоритов солнечной системе, за исключением, естественно, водорода, гелия, а также лития, галогенов.   
"Чем больше наука укрепляется в своих знаниях, тем с каждым днем является больше и больше доказательств бесконечной жизни, существования Творца и силы Его могущества." (В. Гершель)

Оффлайн Крупин

  • *****
  • Сообщений: 4 915
  • Благодарностей: 92
    • Сообщения от Крупин
    • Девятой планеты нет
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #12 : 16 Мар 2017 [14:38:44] »
Кстати, с большой точностью состав Солнца идентичен химическому составу метеоритов солнечной системе, за исключением, естественно, водорода, гелия, а также лития, галогенов.   
Этот вывод не слишком обоснован. Он подогнан под теорию об образовании как Солнца, так и планет из совершенно одинакового неизменного материала протопланетного диска. Однако, результаты миссии Генезис и другие современные неувязки этот вывод компрометируют.
О миссии Генезис тема:
Сенсационные результаты миссии Genesis?

Оффлайн a_babich

  • *****
  • Сообщений: 4 815
  • Благодарностей: 184
  • Кошки - это маленькие женщины в дешевых шубках
    • Сообщения от a_babich
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #13 : 16 Мар 2017 [16:42:29] »
меня естественно интересует главным образом состав звезд, на которых как вы понимаете все вещество в состоянии плазмы при гигантских температурах и все электроны оторваны от своих атомов. Поэтому  ответы участников что спектральный анализ определяется по переходам электронов, которое только .при низких земных температурах, топикстартеру нисколько не полезны.  А вот при анализе плазмы применяются другие методы спектрального анализа, в которых я не разобрался.

И возвращаюсь к первоначально заданному вопросу: конкретно каким именно образом (типом спектрального анализа - поподробнее пожалуйста...) определяется  химический состав хотя бы поверхности звезд?

1)спектр фотосферы (поверхности) Солнца - сплошной
2)в нем есть линии поглощения (почитайте про линии Фраунгофера) - это поглощают атомы определенных химических элементов
3)а это уже следствие существования энергетических уровней атома и переходов электронов
4)вот так и определяют химический состав поверхности
5)гелий был открыт именно так и именно на Солнце, а уже потом - на Земле

No man is an island, but some of us are very long peninsulas...
Человек – это падший ангел, иногда вспоминающий о небе ...

Оффлайн a_babich

  • *****
  • Сообщений: 4 815
  • Благодарностей: 184
  • Кошки - это маленькие женщины в дешевых шубках
    • Сообщения от a_babich
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #14 : 16 Мар 2017 [16:45:47] »
Но предположим что она правильна. Тогда хотелось бы узнать какими именно методами ученые определяют состав внутреннего строения любой звезды.

строится  модель, входные параметры : масса, температура, возраст, спектральный класс и так далее
No man is an island, but some of us are very long peninsulas...
Человек – это падший ангел, иногда вспоминающий о небе ...

Оффлайн открывательАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 7
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от открыватель
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #15 : 16 Мар 2017 [22:18:22] »
Как всем известно: состояние вещества на поверхности Солнца и всех звезд - плазма. А плазма - это сильно ионизированный газ, то есть когда у атомов по существу нет никаких уровней электронов - все они беспорядочно мечутся между атомами. Поэтому в принципе не может быть правильного квантового перехода с одного уровня на другой для испускания кванта света, так? И поэтому невозможно применить спектральный анализ основанный на анализе линий испускания который широко применяется для веществ в земных условиях. А для условий Солнца и звезд используется метод поглощения света - линии Фраунгофера. Но это принципиально противоположно линиям испускания. Потому, что в плазменном состоянии свет похоже поглощают ядра атомов, а не электроны.
Я полагаю, что поскольку количество электронов строго зависит от количества протонов в ядре каждого атома, то и спектр поглощения тоже строго тождественен спектру испускания для большинства химических элементов.  повторяю, для большинства, но не для всех! Потому, что я думаю, что бывают исключения. Точно так же как например у большинства людей сердце находится с левой стороны, но есть очень маленькое число людей, у которых сердце справа.    Так же и у некоторых химических элементов спектр излучения может быть не тождественен спектру поглощения. Это наверняка элементы с одинаковой массой ядра, но с разной величиной его заряда - тритий водорода и гелий3, натрий 22 и неон 22, йод 129 и ксенон 129,  а также еще одно очень важное химическое вещество, о котором я вам не скажу.  И у меня есть подозрение, что ученые забыли о существовании этих исключений и считают что поскольку линии испускания и линии поглощения большинства химических элементов правильно обозначают название вещества, то значит это для всех справедливо, а это возможно огромная ошибка. Но может это я сам ошибаюсь?

Онлайн Deimos

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 17 398
  • Благодарностей: 308
    • Skype - deimos.belastro.net
  • Награды Открытие комет, астероидов, сверхновых звезд, научно значимые исследования.
    • Сообщения от Deimos
    • Белорусская любительская астрономическая сеть
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #16 : 16 Мар 2017 [22:23:54] »
Вы понимаете разницу между следующими ситуациями: "стакан пуст" и "стакана нет"?
У природы нет плохой погоды, у неё просто на нас аллергия.

Учение без размышления бесполезно, но и размышление без учения опасно /Конфуций/
Слово есть поступок. /Л. Толстой/

Оффлайн открывательАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 7
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от открыватель
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #17 : 16 Мар 2017 [22:44:08] »
Цитата
какими именно методами ученые определяют состав внутреннего строения любой звезды.
Цитата
строится  модель, входные параметры : масса, температура, возраст, спектральный класс и так далее
Вот. Ключевые слова здесь "строится модель". И все было бы хорошо, если бы ученые всегда строили только правильные модели физических и астрономических процессов и явлений. Но все мы знаем что они часто ошибаются. И нередко приходится потом отбрасывать неправильные модели. То есть вы абсолютно уверены, что модель внутреннего строения звезд безусловно правильная?
Я вот в этом вовсе не уверен.
И что если в каждой звезде существует сильная дифференциация вещества по возрастанию веса атомов? То есть снаружи слой водорода, хотя в нем конечно есть примесь гелия и даже ничтожно малые количества других элементов, затем внутрь идут слои лития, бериллия, бора, углерода, хотя может быть и сильно перемешанные друг с другом.  У меня вот есть уверенность, что внутреннее ядро Земли состоит вовсе не из железа, как внешнее ядро, а из очень тяжелых элементов: серебра, золота, вольфрама, урана и осьмия. Так может и у Солнца и всех звезд также?
То есть измерив спектральным анализом наружную поверхность Солнца и установив, что 90% ее составляют атомы водорода, и только 10% атомы гелия, то внутри звезд может быть совсем иная картина.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 18 071
  • Благодарностей: 461
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #18 : 16 Мар 2017 [22:45:27] »
Так говорил Фраунгофер

Это всем давно известно, что у звёзд, а также Солнца плазмы волны раскалённы по поверхности гуляют. Газ весьма ионизован в этой плазме раскалённой! И у атомов, по сути, вовсе нету электронов. Электроны в толще плазмы между атомов летают, беспорядочно кружатся, стонут, мечутся над плазмой! Но, увы, никак не могут пасть на уровень доступный, чтобы смелым переходом вниз, на уровень соседний, обеспечить испусканье кванта света удалого. И сидят спектрометристы, тщетно кванта ожидая, чтоб анализом спектральным химсостав звезды измерить. Невозможно сей анализ применить к кипящей плазме: не земные там условья!

Но встают над морем плазмы сотни линий поглощения, чёрным молниям подобны. Это гордый Фраунгофер нам несёт познанья факел: испускание — не тема! В плазме ядра притаились, но готовы мёртвой хваткой уцепиться за фотоны, поглощая их бесследно. Это к ним, спектрометристы, свой анализ применяйте! Пусть сильней грохочет плазма!

Было бы ошибкой думать.

Оффлайн AlAn

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 6 185
  • Благодарностей: 239
  • Александр
    • Сообщения от AlAn
Re: Не ошибаются ли спектрометристы?
« Ответ #19 : 16 Мар 2017 [22:52:10] »
Но это принципиально противоположно линиям испускания. Потому, что в плазменном состоянии свет похоже поглощают ядра атомов, а не электроны.
Ядра поглощают и испускают кванты электромагнитного излучения, только вот всё это справедливо для γ квантов. ::)
Homo homini lupus est, sed lupus non mordet lupum.