지구과학 · 천문·우주 / 원리와 탐구
별의 온도·반지름과 광도 실험 해설
별이 스스로 내는 에너지와 지구에서 밝게 보이는 정도는 다른 양입니다. 표면 온도·반지름·거리를 하나씩 바꾸며 광도와 겉보기 밝기를 비교해 보세요. 온도와 크기는 광도를 바꾸지만 거리 변화는 관측되는 밝기만 바꾼다는 점이 핵심입니다.
어떤 원리인가요?
온도 2배는 광도 16배, 반지름 2배는 광도 4배예요. 거리는 광도를 바꾸지 않아요.
핵심 관계
L/L☉=(R/R☉)²(T/5778)⁴ · λmax=2.898×10⁶/T nm
이렇게 관찰해 보세요
- 온도·반지름·거리를 조절해 별 색과 두 별의 크기를 비교해요. 실행은 일정 조건의 관찰 시간이 흐르는 과정이에요.
- 태양 조건과 온도만 2배인 별을 기록해요. 플랑크 곡선의 봉우리 이동과 광도 변화를 확인해요.
- 반지름만 2배, 거리만 2배인 조건을 추가해 광도와 겉보기 밝기를 구별해요.
결과를 읽는 기준
같은 별이 2배 멀어지면 무엇이 달라질까요?
광도 L은 별 자체의 방출량이에요. 겉보기 밝기는 L/d²에 비례하므로 거리만 2배가 되면 1/4이 돼요.
모형의 범위와 한계
별을 균일 온도의 흑체로 가정해요. T☉=5778 K, 빈 상수 2.898×10⁻³ m·K를 사용해요. 겉보기 밝기는 공통 1/(4π)를 생략한 L/d² 상대값이에요. 색은 온도에 따른 화면용 근사이고 반지름 그림은 로그 크기예요. 성간 소광·흡수선·별 진화 경로는 계산하지 않아요.