지구과학 · 별의 물리량

별의 온도·반지름과 광도

뜨거운 별과 큰 별의 광도를 비교하고 H-R도에서 위치를 찾아보세요.

별의 온도·반지름과 광도 개념 그림

시뮬레이션은 브라우저에서 실행됩니다. 실험 조건을 바꾸기 전에 학습 목표와 탐구 질문을 살펴보세요.

이 실험에서 알아볼 내용

표면 온도와 반지름이 광도에 미치는 영향을 나누어 살펴보고, 복사 곡선의 최대 파장을 비교하세요.

교과와 단원

2022 개정 지구과학 · 태양계 천체와 별과 우주의 진화. 흑체복사 법칙으로 별의 온도·반지름·광도 관계를 추론하는 부분에 연계합니다. H-R도는 물리량의 위치 표시로 사용하며 별의 진화 경로는 계산하지 않습니다.

연계 성취기준: 12지구03-02

탐구 질문과 해설

1. 반지름을 고정하고 온도를 6000 K에서 12000 K로 높이면 어떻게 될까요?

광도는 절대 온도의 네제곱에 비례하므로 16배가 됩니다. 최대 복사 파장은 온도에 반비례하므로 절반으로 짧아집니다. 온도 변화는 전체 에너지와 복사 곡선의 모양을 함께 바꿉니다.

2. 온도를 고정하고 반지름을 두 배로 늘리면 최대 파장도 달라질까요?

표면적이 네 배가 되어 광도는 네 배가 됩니다. 온도는 같으므로 최대 파장은 그대로입니다. 아래 곡선은 각각의 최댓값을 1로 맞추어 모양만 비교하므로 반지름을 바꾸어도 변하지 않습니다.

모형의 가정과 실제 현상과의 차이

별을 한 가지 유효 온도를 가진 구형 흑체로 근사합니다. 태양의 기준 온도 5772 K를 사용하여 광도 비 L/L☉=(R/R☉)²(T/5772 K)⁴를 계산합니다. 최대 복사 파장은 λmax=2.897771955×10⁶/T nm입니다. H-R도는 온도가 오른쪽으로 낮아지고 광도는 위로 커지며, 두 축은 로그 눈금입니다. 점선은 같은 반지름을 잇는 선이며 진화 경로가 아닙니다. 아래 플랑크 곡선은 파장당 복사량을 각 곡선의 최댓값으로 나누어 모양과 최대 파장만 비교합니다. 곡선 높이나 면적을 광도로 해석하지 않습니다. 화면의 색·원 크기는 개념 표시이며, 흡수선·분광형의 세부 결정·대기·거리와 겉보기 밝기·질량·실제 별의 진화는 계산하지 않습니다. 임의로 선택한 온도와 반지름이 실제 진화 단계에 반드시 존재한다는 뜻은 아닙니다.

참고 자료

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선생님을 위한 작은 팁

학생에게 결과를 예상하게 한 뒤, 한 가지 변수만 바꾸어 비교하도록 안내해 주세요. 각 실험 아래에서 모형의 가정과 참고 자료를 확인할 수 있습니다.

사이트 안에서는 별도 계정을 만들지 않아요. 실험 조건과 결과는 브라우저에서 계산합니다. 데이터 처리에 관한 자세한 내용은 개인정보 안내에서 확인할 수 있어요. 키보드의 Tab 키로 이동하고 방향키로 슬라이더를 조절할 수 있어요.