Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 413 работающих калькуляторов

АСТРОФИЗИКА · ОНЛАЙН

Светимость, радиус и температура звезды: закон Стефана — Больцмана, Вин, спектральный класс

Калькулятор звезды связывает светимость, радиус и эффективную температуру законом Стефана — Больцмана и позволяет найти любую из этих величин по двум другим. Дополнительно он определяет максимум излучения по закону Вина, спектральный класс, абсолютную болометрическую величину и сравнение с Солнцем.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
★
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

K
Поток у наблюдателя, видимый блеск, плотность и гравитация.
В массах Солнца.M☉
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Физические параметры звезды

Светимость, L☉0,999998
Светимость, Вт3,83·10²⁶
Радиус, R☉1
Радиус, км695 700
Эффективная температура, K5 772
Длина волны максимума излучения (закон Вина), нм502,039
Поток с поверхности, МВт/м²62,9386
Площадь поверхности, площадей Солнца1
Абсолютная болометрическая величина4,74
Спектральный класс по температуреG
Доля излучения в диапазоне 380–750 нм, %43,775

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Звезда считается абсолютно чёрным телом: светимость L = 4πR²σT⁴, длина волны максимума излучения λmax = b/T. Абсолютная болометрическая величина отсчитывается от номинальной светимости Солнца (M☉,bol = 4,74).

Константы: σ, b, h, k, c — CODATA 2018; номинальные значения Солнца — IAU 2015 (L☉ = 3,828·10²⁶ Вт, R☉ = 6,957·10⁸ м, T☉ = 5772 K). Реальные звёзды отличаются от чёрного тела, особенно в линиях поглощения.

Звезда в сравнении с Солнцем

ПараметрЗвездаСолнцеОтношение к Солнцу
Светимость0.99999810.999998
Радиус111
Температура поверхности577257721
Площадь поверхности111
Поток с поверхности62.938662.93861
Длина волны максимума, нм502.039502.0391

Спектр планковского излучения относительно максимума

Длина волны, нмДиапазонИнтенсивность относительно максимума, %
200ультрафиолет5.4831
300ближний УФ46.0195
400фиолетовый87.323
450синий97.0357
550зелёный98.0767
650красный86.3801
800ближний ИК64.2716
1250ИК, полоса J23.4382
2200ИК, полоса K4.184
Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Калькулятор светимости звезды: радиус, температура и закон Стефана — Больцмана

Калькулятор светимости звезды позволяет по любым двум из трёх величин — радиусу, температуре и светимости — найти третью. Он удобен для школьных и студенческих задач, для оценки размеров красных гигантов и белых карликов и для сравнения звёзд с Солнцем. Особенно наглядно сравнение с Солнцем: таблица отношений показывает, во сколько раз звезда больше, горячее и ярче, а спектр Планка подсказывает, в какой части диапазона сосредоточено излучение и почему горячие звёзды кажутся голубоватыми.

Дополнительно рассчитываются максимум излучения, спектральный класс, болометрическая величина и доля видимого света. Ниже разобраны основные идеи и типичные ошибки при работе с единицами и температурой. Расчёт полезен и для проверки каталожных данных: если радиус, температура и светимость из разных источников не согласуются между собой по закону Стефана — Больцмана, это повод поискать ошибку в единицах измерения или в определении температуры.

Три величины, одна формула

Светимость равна поверхности звезды, умноженной на поток с единицы площади. Поток зависит от четвёртой степени температуры, поэтому даже холодная звезда может быть очень яркой, если она очень велика.

Это объясняет красные сверхгиганты: при температуре около 3500 K и светимости в сто тысяч Солнц радиус составляет сотни радиусов Солнца. Режим «Радиус» вычисляет такие значения за один шаг.

Закон Вина и цвет звезды

Длина волны максимума излучения обратно пропорциональна температуре. У Солнца она около 500 нм, в зелёной области, но звезда выглядит жёлто-белой, потому что излучает широкий спектр.

У холодных звёзд максимум уходит в инфракрасную область, а у горячих — в ультрафиолет. Таблица спектра показывает, какая доля максимума приходится на разные участки, и помогает понять цвет звезды.

Спектральные классы

Основные классы O, B, A, F, G, K и M упорядочены по убыванию температуры. Калькулятор определяет класс по диапазонам эффективной температуры, а Солнце относится к классу G.

Класс светимости при этом не определяется: красный гигант и красный карлик одинаковой температуры относятся к одному спектральному классу, хотя различаются по размеру в десятки и сотни раз.

Расстояние, поглощение и видимый блеск

Поток у наблюдателя убывает как квадрат расстояния, а пылью в межзвёздной среде ослабляется ещё сильнее. Если задать расстояние, калькулятор показывает поток в ваттах на квадратный метр и сравнивает его с солнечной постоянной.

Видимая болометрическая величина связана с абсолютной модулем расстояния и поглощением. Это удобно, чтобы проверить, насколько яркой звезда должна казаться при известном расстоянии.

Масса, плотность и гравитация

Когда известна масса, можно найти ускорение свободного падения, вторую космическую скорость и среднюю плотность. У Сириуса A плотность ниже солнечной, а у белых карликов — в миллионы раз выше.

Соотношения чувствительны к радиусу: ошибка в два раза по радиусу даёт ошибку в четыре раза по ускорению и в восемь раз по плотности, поэтому выбирайте единицы внимательно.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

L = 4πR²σT⁴; λmax = b/T; Mbol = 4,74 − 2,5·lg(L/L☉)

Проверенные примеры

Солнце

Радиус 1 R☉, температура 5772 K.

Светимость 1,000 L☉, максимум излучения около 502 нм, спектральный класс G.

Сириус A

Радиус 1,711 R☉, температура 9940 K, масса 2,06 M☉, расстояние 2,64 пк.

Светимость 25,7 L☉, класс A, максимум излучения 292 нм, ускорение свободного падения на поверхности 193 м/с².

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Выберите, какую величину нужно найти.
  2. Введите две известные величины в удобных единицах.
  3. При необходимости включите дополнительные параметры: расстояние, поглощение и массу.
  4. Сравните результат с Солнцем в таблице и просмотрите спектр.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Что такое эффективная температура?

Это температура чёрного тела, излучающего с единицы поверхности столько же энергии, сколько звезда.

Почему светимость растёт так быстро?

Из-за четвёртой степени температуры и квадрата радиуса: удвоение температуры увеличивает поток в 16 раз.

Как найти радиус красного гиганта?

Выберите режим «Радиус», введите светимость и температуру. Красные гиганты ярки и холодны, поэтому радиус получается очень большим.

Что показывает болометрическая величина?

Блеск по полному излучению во всех длинах волн, отсчитанный от светимости Солнца.

Для чего нужно межзвёздное поглощение?

Пыль ослабляет свет, поэтому видимый поток от далёкой звезды меньше расчётного для пустого пространства.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_910308/

Предварительный просмотр