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1、實驗名稱:CepheidVariablesandtheCosmicDistanceScale物理93E44891104王建中實驗目的:利用造父變星的特性來求星系的距離背景知識說明:1.造父變星有週期性的收縮與膨脹2.一顆星在一角秒所走的距離=其視差角的倒數3.在200角秒的距離下,視差法產生的誤差將會和所兩出來的值一樣大,所以便需要更精準的測量方法4.造父變星在20世紀出的天文觀測扮演極重要的角色,因為他可以輕易地用來測量遠距的星系,且不會產生極大的誤差.5.假如有兩顆星的實際亮度相等,他們表面的亮度會和他們的距離平方成反比,假設我們已經知道其中一顆星的絕對星等,那麼我們便可用下列的公式求得另
2、一顆星的距離M=m+5–logdM:視星等m:絕對星等實驗方法:1.將表格中造父變星的視星等的最大值與最小值相加取平均即為mv將他的週期取log值->logP運用這兩組數據作圖求其關係式並作回歸分析.由資料圖表中的四個變星均為小麥哲倫星雲的一份子,因此將他們與地球的距離當作一樣,如此所做出的圖表也可視為是週期-光度的關係式.2.同樣將shapley’sdata製圖,作回歸分析,然後將之與先前作出的公式相減,並作積分後再取平均即為小麥哲倫星雲的距離.3.計算小麥哲倫星雲在扣除1.5星等後的修正距離與原先的改變.4.重複2的動作計算table3的數據並作圖使用器材:Microsoftexcel量測
3、數據列表:TableIHVlogPmv20190.2116.820350.3016.78440.3516.320460.4116.018090.4516.119870.5016.018250.6315.619030.7115.619450.8115.220601.0114.318731.1114.719541.2213.88471.4413.88401.5213.4111821.6013.618371.6313.118771.7013.1TableIIlogPMv0.0-0.4+0.2-0.8+0.4-1.2+0.6-1.6+0.8-2.2+1.0-2.9+1.2-3.6+1.4-4.4+1.
4、6-5.1+1.8-5.8TableIIIStarlogPMvSU_Cas0.29-1.7*EV_Sct0.49-2.4SS_Sct0.56-2.4SU_Cyg0.58-2.8Y_Lac0.64-2.8FF_Aql0.65-3.1*CF_Cas0.69-3.4V350_Sgr0.71-3.0*CV_Mon0.73-3.0RR_Lac0.81-3.4*U_Sgr0.83-3.5Eta_Aql0.86-3.5RX_Cam0.90-3.7*DL_Cas0.90-3.7*S_Nor0.99-3.7Z_Lac1.04-4.1RW_Cas1.17-4.5Y_Oph1.23-5.3T_Mon1.34-5.6
5、SV_Vul1.65-6.4數據分析與實驗結果:m-M=[∫01.8(-2.4574X+17.202+3.0727X+0.0345)dX]/1.8=17.755=5logd-5d=35563.13186parsecm-M=[∫01.7(-2.4574X+17.202+3.516X+0.6008)dX]/1.7=18.7=5logd-5d=55020.17913parsec討論:實際上宇宙間有許多隕石灰塵,都會散射光線,使的傳到地球的亮度降低看起來好像星星變遠了,所以當扣除這誤差之後,所得星等應該更低.所以TableII所求得之d修正後應等於17.755-1.5=5logd-5d=17823.7
6、876parsec幾乎只有原來的一半遠,之前的算法會高估了星星的距離.TableIII18.75-1.5=5logd-5d=28183.829parsec問題回答:問題一：天體距離的量測方法有很多種，相較於其他方法，造父便星是其中很重要的一種量測方法，為什麼？這個量測方法有哪些優點，哪些限制？Ans:因為當星星超過200persec時,使用三角測量法所產生的誤差會跟所測得的值一樣大,而造父變星的好處是只要你知道待測星的視星等和絕對星等,就可以輕易的求出他的距離.而另一個好處就是修正方便,因為任何的觀測方式要修正都相當困難,而造父變星則有有修正方便的優勢.造父變星不會和在其他銀河擁有相同週期的造
7、父變星有相同的物理性質,P-L的關係式斜率在不同的銀河也會有不同的結果,而且在任何一個銀河裡P-L關係式的斜率對兩個族群的星星也不一定相等.問題二：造父變星有「週期--光度關係」（關係式怎麼寫？），成因為何？是哪些物理量互相拔河的結果？Mv=alogP+ba,b為常數這是因為他有脈動性的膨脹收縮所導致重力
