중3 과학 별의 성질 - 별의 거리와 밝기 관계

지구에서 별을 보면 그냥 한 점 처럼 보이죠? 왜? 멀리 있어서 그래요.

밤하늘의 별 - 네이버 이미지 참조

가까운 별도 있지만, 아주 멀리 있는 별도 있습니다. 중3과학에서 별의 밝기를 배우는데, 이때 거리와 밝기의 관계를 물어보죠^^ 과연 별의 거리와 밝기는 어떤 관계일까요?

별의 거리와 밝기를 보기전에 여러분에게 두개의 손전등이 있다고 할께요.

손전등이 밝기는 같지만, 위치가 달라요. 하나는 여러분 앞에 있고, 하나는 여러분한테 약 2미터 떨어진 곳에 있다고 할께요.

두 위치에서 손전등을 비추면 어떤 것이 밝게 느껴질까요?

당연히 가까운 곳에 손전등이 밝게 느껴져요. 왜? 가까우니까요, 별도 마찬가지입니다. 지구에서 가까이 있는 별은 밝게 보이고, 멀리 있는 별은 어둡게 보이죠?

두번째, 별이 빛을 보낼  때 한 방향으로만 보낼까요? 아니죠? 모든 방향으로 빛이 퍼져 나가게 됩니다. 퍼져 나가는 방향이 구라고 생각하면 됩니다. 관련된 문제 하나 볼까요?

별의 거리와 밝기 관계

같은 별이라도 거리가 멀어지면 빛이 모든 방향으로 퍼지기 때문에 두배 멀어지면, 비추는 면적이 넓어져서 밝기는 처음보다 어두워집니다. 그리고 이때 밝기는 그림처럼 1/4배로 감소하죠. 따라서 거리가 멀어지면 밝기는 거리의 제곱만큼 달라지는 것이죠. 가까워지면 밝아지고, 멀어지면 어두워진다는 것^^

< 문제 >
별S가 A위치에서 1등급으로 보인다면 지금보다 4배 멀어지면 어떻게 될까요?

< 정답 >
우선 문제를 풀기위해서 거리와 밝기의 관계를 알아야 겠죠? 거리가 4배 멀어지면 밝기는 거리의 제공에 반비례 하므로 16배 어두워집니다.
두번째는 등급간의 밝기차를 알아야 하죠. 1등급간의 밝기차는 2.5배, 그럼 2등급차는 2.5의 제곱배, 3등급차는 2.5의 3제곱배, 4등급차는 2.5의 4제곱배, 5등급차는 2.5의 5제곱배이죠. 등급차의 밝기에서 꼭 알아야 배는 2.5의 3제곱배와 2.5의 5제곱배 입니다. 2.5의 3제곱배는 약 16배, 2.5의 5제곱배는 약 100배
문제에서 거리가 4배 멀어지면 밝기는 16배 어두워지죠. 16배는 2.5의 3제곱배 이므로, 밝기차는 3이 됩니다.
세번째, 별의 밝기가 어두워지면 등급차만큼 더하면 되고, 밝아지면 등급차만큼 빼면 됩니다. 왜? 별의 등급의 수가 클수록 어두운 벌이고, 작을수록 밝은별이라서요~~
종합하면, 거리가 지금보다 4배 멀어지므로, 밝기는 16배 어두워지죠. 그리고 16배는 2.5의 3제곱배 이므로, 등급차는 3. 따라서 처음 등급이 1등급이므로, 거리가 4배 멀어졌을 때 등급은 1+3 = 4등급이 됩니다.

이해가 되었나요???