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진화하는오지훈 [1229535] · MS 2023 · 쪽지

2025-06-15 01:24:53
조회수 269

지1 킬러문제 Tip(5) 별의 물리량 계산

게시글 주소: https://orbi.kr/00073479301

지1에서 킬러 문항으로 출제될 가능성이 있는 별의 물리량 계산 파트는 별의 광도, 반지름, 표면 온도 등을 추론하고 계산하는 능력을 요구합니다. 오늘은 별의 물리량 계산 킬러 문제를 효과적으로 공략하는 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다.


1. 별의 물리량 계산, 왜 킬러 문항일까?

• 슈테판-볼츠만 법칙, 겉보기 등급, 절대 등급 등 여러 개념이 제시

• 별의 물리량 관련 자료 해석 및 추론의 상당한 난이도

• 절대적인 값 계산 대신 기준 별과의 상대적인 비율로 물리량을 비교하는 문제도 출제


2. 핵심 개념 및 공식 완벽 이해하기

주계열성: H-R도 대각선 중앙에 위치. 질량이 클수록 광도 높고 표면 온도 높음 (왼쪽 위). 전체 별의 약 90% 차지.

적색 거성 / 초거성: 주계열성 오른쪽 상단 (표면 온도는 낮지만 광도는 매우 큼). 반지름이 매우 큼.

백색 왜성: 주계열성 왼쪽 하단 (표면 온도는 높지만 광도는 매우 작음). 반지름이 매우 작음.

겉보기 등급(m): 관측지점에서 볼 때의 밝기. 숫자 작을수록 밝게 보임.

절대 등급 (M): 별이 10pc (파섹) 거리에 있을 때의 밝기. 별의 실제 광도(고유한 밝기)를 나타냄. 숫자 작을수록 실제 밝음.

절대 등급 1등급 차이 = 광도 2.5배 차이


3. 문제 풀이 팁: H-R도 활용과 비례식 계산

주계열성에서의 물리량 관계: 주계열성에서는 질량이 클수록 광도, 표면 온도, 반지름이 모두 커집니다.

등급과 광도의 관계 숙지: 1등급 차이는 광도 2.5배 차이임을 이용하여 절대 등급 차이로부터 광도비를 빠르게 계산하거나, 그 반대로 계산할 수 있어야 합니다.


4. 실전 문제 접근법

자료 분석: H-R도, 표, 그래프 등 주어진 자료에서 별들의 위치, 등급, 온도, 스펙트럼형 등 모든 정보를 꼼꼼히 확인합니다.

질문 파악: 문제에서 묻는 것이 무엇인지(광도비, 반지름비, 표면 온도, 거리 등) 명확히 파악하고, 어떤 공식을 적용할지 미리 생각합니다.

기준 설정: 여러 별이 주어질 경우, 계산의 편의를 위해 태양이나 특정 별을 기준으로 삼아 상대적인 값을 계산하는 것이 효율적입니다.

답의 논리성 검토: 계산 결과가 H-R도 상의 위치나 별의 진화 단계와 일치하는지, 물리적으로 타당한지 다시 한번 확인합니다. (예: 백색 왜성의 반지름이 적색 거성보다 크게 나왔다면 계산 오류)


5. 평가원 미출제 요소

표면 온도에 따른 별의 색깔을 묻는 문제


별의 물리량 계산은 지1에서 가장 높은 계산력을 요구하는 파트 중 하나입니다. 꾸준한 연습을 통해 공식들을 완전히 숙지하고, 다양한 유형의 문제에 적용해보는 훈련을 한다면 충분히 고득점을 받을 수 있을 것입니다

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