ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ VI

Transkriptio

1 ASTROFYSIIKAN TEHTÄVIÄ VI 622. Kun katsot tähtiä, niin niiden valo ei ole tasaista, vaan tähdet vilkkuvat. Miksi? Jos astronautti katsoo tähtiä Kuun pinnalla seisten, niin vilkkuvatko tähdet tällöinkin? 623. Miten eroavat toisistaan Auringosta tuleva säteily ja maapallon lähettämä lämpösäteily? 624. Selitä seuraavat käsitteet: a) vuorovesi-ilmiö b) 3 K vastaava taustasäteily c) galaksi Selvitä, miksi Pluto poistettiin planeettojen joukosta vuonna Miksi tutkimuslaitteita, kuten teleskooppeja, sijoitetaan avaruuteen? 627. Selvitä kirjallisuutta ja internettiä käyttäen, miksi Kuun aiheuttamassa vuorovesi-ilmiössä vesi nousee maapallolla samaan aikaan sekä Kuuta lähimpinä olevilla merialueilla että kuusta kauempana olevilla merialueilla Selvitä kirjallisuutta tai internettiä käyttäen, kuinka suuri pitää tähden olla, jotta se räjähtäisi supernovana. Räjähtääkö Aurinko joskus supernovana? Entä milloin tähden massa on riittävän suuri, jotta syntyisi musta aukko? 629. Missä sijaitsee maailman suurin teleskooppi ja mitkä ovat sen mitat? 630. Miksi Kuu aiheuttaa voimakkaamman vuorovesi-ilmiön kuin Aurinko, vaikka Auringolla on huomattavasti suurempi massa? 631. a) Mikä on kasvihuoneilmiö? b) Mistä kasvihuoneilmiö aiheutuu? c) Miten ilmakehässä olevat kaasut aiheuttavat kasvihuoneilmiön? d) Miten energiankäytön kannalta voidaan hidastaa kasvihuoneilmiötä? e) Millainen kasvihuoneilmiö vallitsee muilla planeetoilla? 632. Minkälaista säteilyä on a) ionisoiva säteily b) ionisoimaton säteily. Anna molemmista säteilylajeista esimerkkejä a) Mitkä ovat UV-säteilyn lajit ja miten ne erotetaan toisistaan? b) Miten voit suojautua UV-säteilyltä? 634. Miten suojaudut a) alfasäteilyltä b) beetasäteilyltä c) gammasäteilyltä? 635. Selvitä käsitteet isotooppi, radioaktiivisuus ja radioisotooppi Selvitä kirjallisuutta tai internettiä hyväksi käyttäen, mitä tarkoitetaan mittabosoneilla? 637. Mitä yhteistä ja mitä eroa on gravitaatiovuorovaikutuksella ja sähkömagneettisella vuorovaikutuksella?

2 638. Mitkä perusvuorovaikutukset vaikuttavat seuraavissa tilanteissa? a) Seinään heitetty pallo pomppaa seinästä takaisin. b) Kynä putoaa lattialle. c) Myoni hajoaa elektroniksi ja kahdeksi neutriinoksi. d) Kolme kvarkkia yhdistyy muodostaen neutronin Newton näki omenan putoavan puusta, ja kerrotaan, että hän keksi painovoiman tämän putoamisen nähdessään. Jos omenan sisällä on mato, voiko mato havaita painovoiman putoamisen aikana? 640. Miten voit omiin havaintoihisi vedoten perustella, että Maa ei ole litteä levy, vaan pyöreä pallo a) Jos kaikki Intiassa ja Kiinassa asuvat ihmiset (yhteensä noin 2,5 miljardia ihmistä) ponnistaisivat aamujumpalla samanaikaisesti Maan pinnalta ylös nopeudella 1,0 m/s, mikä olisi ponnistavien ihmisten kokonaisliikemäärä? b) Kuinka suuren nopeuden Maa tuolloin saisi? Oletetaan yhden ihmisen massaksi 60 kg Laske missä kohdassa Maan ja Kuun välillä niiden yhteinen painopiste sijaitsee Maan keskipisteestä mitattuna. Maan massa M = 5, kg, Kuun massa m = 5, kg sekä Maan ja Kuun keskietäisyys on km Perustele, onko seuraava väite oikein: avaruusrakettia ei voi kiihdyttää suihkumoottoreilla tyhjässä avaruudessa, koska avaruudessa ei ole väliainetta Selvitä internettiä tai kirjallisuutta käyttäen, millainen paine vallitsee Venuksessa, Marsissa ja Jupiterissa maan ilmanpaineeseen verrattuna. Mitä rajoituksia tämä asettaa, kun mietitään ihmisen mahdollisuutta asuttaa kyseiset planeetat? 645. a) Miten ilmakehän otsonikerros liittyy elämiseen maapallolla? b) Miten maapallon elinolot muuttuisivat, jos otsonikerros häviäisi? c) Miten energiankäyttö vaikuttaa otsonikerrokseen? 646. Määrittele seuraavat valoon liittyvät suureet ja anna niiden yksiköt: a) valovirta b) valovoima c) valaistusvoimakkuus d) luminanssi Auringon säteilyteho yhtä neliömetriä kohti, aurinkovakio, on Maan etäisyydellä Auringosta 1,3 kw/m 2. a) Laske Auringon teho. b) Mikä on aurinkovakion arvo Merkuriuksen pinnalla? 648. a) Miten paine määritellään? Mikä on paineen yksikkö? b) Mistä riippuu hydrostaattisen paineen suuruus? c) Mikä on ilmanpaine ja lämpötila 30 km:n korkeudessa?

3 649. Oheinen kuva esittää painetta ja lämpötilaa ilmakehässä eri korkeuksilla meren pinnasta. a) Kuinka suuri on ilmakehän korkein lämpötila ja matalin lämpötila? Millä korkeuksilla nämä esiintyvät? b) Kuinka suuri paine on otsonikerroksessa 20 km:n korkeudella? c) Mitä on otsoni ja mikä on otsonikerroksen merkitys elollisen luonnon kannalta? d) Mikä on tärkein syy lämpötilan muutokseen korkeusvälillä 0 10 km? (YO-S09-2) Tarkastele luonnon rakenteita kvarkeista galakseihin ja rakenteita koossa pitäviä vuorovaikutuksia (YO-K98+16) a) Miten planeetan erottaa taivaalla tähdestä? b) Mitkä planeetat voidaan havaita ilman apuvälineitä?

4 652. a) Ota selvää Aurinkokunnan planeetoista ja niiden ominaisuuksista. Mitkä planeetat ovat Maan kaltaisia? b) Mitä ovat eksoplaneetat ja miten niitä löydetään? 653. Ota selvää, a) millaisia teorioita on esitetty Kuun synnystä. b) kuinka monta kuuta on aurinkokunnassamme. Missä ne sijaitsevat? 654. Varsin pitkään ajan mittaaminen perustui maapallon pyörimisliikkeeseen. Ota selvää, mitä tarkoittavat a) sideerinen aika b) synodinen aika. c) Miksi ja miten nämä ajat eroavat toisistaan? 655. a) Miten kuun- ja auringonpimennykset aiheutuvat? b) Miksi kuun- ja auringonpimennykset eivät ole säännöllisesti kerran kuukaudessa? c) Piirrä Kuun vaiheet. Milloin Kuu on kasvava ja milloin vähenevä? 656. Maan radan muoto eli eksentrisyys vaihtelee noin vuoden jaksoissa. Pohdi, millaisia seurauksia radan muuttumisella saattaisi olla ilmastoon Maan akselin kaltevuuskulma on tällä hetkellä noin 23 astetta 27 minuuttia (23,45 o ), mutta se ei pysy vakiona, vaan vaihtelee noin vuoden jaksoissa. a) Miten kääntöpiirien ja napapiirien paikat määräytyvät? b) Miten maan akselin kaltevuuskulma on muuttumassa? Mihin suuntaan napapiirit siirtyvät? Kuinka paljon napaiirin paikka vaihtelee maastossa? c) Mitä vaikutuksia akselikulman muutoksilla arvelet olevan ilmastoon? 658. Tarkastellaan Maata pallona, jonka ympärysmitta on km. Kuinka kaukana horisontti on 2 metrin korkeudelta katsottuna eli kuinka kauas nähdään seisottaessa meren rannalla? 659. a) Kommentoi yleistä käsitystä, jonka mukaan astronautti tuntee itsensä painottomaksi Maata kiertävässä avaruusaluksessa siksi, että häneen kohdistuva painovoima on avaruudessa mitättömän pieni. (YO-S02-3b). Mitä tarkoittaa painoton tila? b) Mitä tutkimuksia tehdään avaruuden mikrogravitaatio-olosuhteissa? c) Pohdi, millaisia ongelmia painottomuus aiheuttaa jokapäiväisille toimille avaruusasemalla (syöminen, juominen, peseytyminen, )? Miten arvelet kynttilän palavan painottomassa tilassa?

5 660. Ota selvää, a) miten painovoimamittauksia suoritetaan. b) mihin painovoimamittauksia käytetään ja mitä tietoa painovoimamittauksilla saadaan a) Laske Auringon Kuuhun kohdistama gravitaatiovoima. b) Laske Maan Kuuhun kohdistama gravitaatiovoima. c) Vertaa voimia keskenään. d) Mitä ja miten Kuu kiertää? Millainen Kuun rata on? 662. Määrittele käsitteet inklinaatio ja deklinaatio Laske maapallon lähettämän säteilyn maksimi-intensiteetin aallonpituus, kun maapallon keskilämpötila on +15 o C Auringon säteilyn intensiteettispektrin huippu on noin 502 nm:n aallonpituusalueella. a) Määritä tämän perusteella Auringon pinnan lämpötila. b) Mikä on tällöin Auringon säteilyn intensiteetti Maan etäisyydellä? c) Mikä on keskimääräinen Auringon säteilyn intensiteetti Maassa, ilmakehän ulkopuolella? d) Laske, mikä olisi Maan lämpötila, jos maapallon oletetaan säteilevän mustan kappaleen tavoin ja se olisi säteilytasapainossa. Keskimääräinen albedo eli heijastuskyky on noin 0,31. e) maapallon todellinen keskilämpötila on noin 15 o C. Mistä ero edelliseen johtuu? 665. Auringon lähettämän säteilyn suhteellisen intensiteetin maksimi on noin 500 nm:n kohdalla vihreän valon alueella. Pohdi, mistä aiheutuu Auringon väri, ja mikä vaikutus ilmakehällä on näkyvän valon spektriin. Miksi kasvit ovat vihreitä? 666. a) Miksi Aurinko näyttää litistyneeltä laskiessaan horisontin taakse? b) Mitä tarkoittaa vihreä välähdys auringon laskun yhteydessä? c) Selitä mistä johtuu tähtien tuikkiminen? 667. Määrittele käsitteet a) plasma b) ionosfääri c) magnetosfääri d) aurinkotuuli a) Mitä tarkoittaa avaruussää? b) Miten avaruussäätä voidaan ennustaa? 669. Miksi revontulia nähdään enimmäkseen soikiomaisilla alueilla napojen ympärillä? 670. Mikä merkitys säteilyn kannalta on a) Maan magneettikentällä b) Maan ilmakehällä?