중3 과학 7단원 별의 성질< 별의 밝기와 등급 >

이번 단원은 별의 성질인데요, 별이 어떤 성질을 갖고 있는가? 아니고요, 정확하는 별의 거리에 따라서 밝기가 어떻게 되는지? 그리고 별의 실제 밝기와 지구에서 볼 때 밝기에 대한 내용에 대해서 알아보겠습니다.

 

사자자리

 

별의 밝기

별의 밝기는 별이 실제로 방출하는 빛의 양과 지구에서 별까지 거리에 따라서 밝기는 달라지는데요, 지구에서 별까지 거리가 같다면 방출하는 빛의 양에 따라서 밝기가 달라지겠고, 방출하는 빛의 양이 같다면 지구에서 별까지 거리에 따라서 밝기는 달라지죠. 

 

1. 지구에서 별까지 거리가 같다면

지구에서 별까지 거리는 같다면 별이 방출하는 빛의 양에 따라서 달라지는데요, 당연히 방출하는 빛의 양이 많을수록 밝게 보이겠죠?

예를 들면 여러분 앞에 손전등 2개가 동시에 같은 거리에서 여러분을 비추면 어느 쪽이 밝게 보일까요? ( 단, 손전등의 세기는 다른 것으로 준비해야겠죠?)

 

같은 거리에서 방출하는 빛의 양이 다를 때 밝기 비교 - 비상교육 참조

 

2. 방출하는 빛의 양이 같다면

방출하는 빛의 양이 같을 때 거리를 다르게 하여 두 손전등의 밝기를 비교하면 어느 쪽이 밝게 보일까요? 가까운 쪽? 먼 쪽? 바로 답이 보이시죠?

 

방출하는 빛의 양이 같을 때 다른 거리에서 밝기 비교 - 비상교육 참조

 

사진을 보면 바로 답이 보이시죠? 

 

별의 밝기와 거리의 관계

우주에 있는 별을 지구에서 볼 때 지구까지 거리에 따라서 밝기는 다르게 나타납니다. 특히 별은 한쪽 방향으로만 빛을 내보내는 것이 아니라 모든 방향으로 빛을 내보고 있죠. 그래서 거리가 멀어지면 별의 밝기는 제곱만큼 감소하게 됩니다.

 

거리에 따른 별의 밝기 - 비상교육 참조

 

그림을 보면 별의 거리가 점점 멀어지면 우리에게 도달하는 빛의 양도 적어집니다. 왜 그럴까요? 별이 멀어지면 별빛이 도달하는 면적이 넓어지지만, 별빛의 양은 일정하기 때문이죠. 그래서 거리가 멀어지면 밝기는 제곱만큼씩 감소하게 됩니다. 

거리가 2배 멀어지면 4배 어둡게 보이고, 3배 멀어지면 9배 어둡게 보이게 됩니다. 이를 공식화하면 다음과 같아요^^

 

별의 밝기와 거리 관계

 

별의 등급

별의 등급이란 별의 밝기를 숫자로 나타낸 것으로, 그리스 과학자 히파르코스가 맨눈으로 봤을 때 가장 밝은 별을 1등급, 가장 어두운 별을 6등급으로 나타냈습니다. 가장 밝은 별이 1등급, 그다음은 2등급... 즉, 밝으면 등급이 낮아지고, 반대로 등급이 높아지면 어두운 별이 됩니다. 우주에는 수많은 별들이 있죠. 수많은 별들을 1등급부터 6등급으로 모두 나타낼 수는 없겠죠? 현재는 1등급보다 더 밝은 별은 0등급, -1등급등 있고, 6등급보다 어두운 별은 7등급, 9등급... 이렇게 있습니다. 그리고 1등급보다는 어둡고, 2등급보다 밝은 별인 경우는 소수점을 이용하여 나타내기도 합니다.

 

별의 등급차와 밝기차

히파르코스가 말한 1등급부터 6등급까지 별의 밝기차는 어떻게 될까요?

1등급과 2등급의 밝기차는 2.5배입니다. 그리고 1등급과 3등급의 밝기차는 2.5의 제곱이죠. 그럼 1등급과 6등급은 몇 배 밝기차일까요? 2.5의 5 제곱이므로 약 100배 차이이죠.

 

별의 등급차와 밝기차 - 비상교육 참조

 

간단한 문제

1.  A별의 등급이 5등급이고, B별은 0등급이면 누가 밝은 별일까요? 그리고 몇 배 밝을까요?

- 등급이 작을수록 밝은 별이므로 B별이 밝은 별이고, 밝기차는 5등급과 0등급의 차는 5등급이므로, 2.5의 5 제곱배 따라서 약 100배 밝기차입니다.

 

등급차	밝기차
1등급차	2.5배
2등급차	2.5의 제곱배(약 6.3배)
3등급차	2.5의 3제곱배(약 16배)
4등급차	2.5의 4제곱배(약 40배)
5등급차	2.5의 5제곱배(약 100배)

 

2. 표는 별 A ~ D의 등급을 나타낸 것이다. 

별	A	B	C	D
등급	-2	0	1	3

1) A ~ D 중 가장 밝은 별은?

2) A ~ D 중 가장 어두운 별은?

3) A ~ D 중 가장 밝은 별과 가장 어두운 별의 밝기차는?

 

3. 3등급인 별 100개 보여 있다면, 이는 몇 등급인 별 1개의 밝기와 같은가?

 

- 직접 풀어보세요^^-

 

 

 

별의 성질 첫 번째 별의 밝기와 등급에 대해서 알아봤습니다. 다음에는 겉보기등급과 절대등급에 대해서 알아보겠습니다.^^ 오늘도 열공하세요^^

 

<정답>

2. 1) A 2) D 3) 2.5의 5 제곱배(=100배)

3. -2등급