대수지수와 로그수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

맥동변광성 로그

문제

맥동변광성은 팽창과 수축을 반복하여 광도가 바뀌는 별이다. 맥동변광성의 반지름의 길이가 R1R _{1}(km)( \mathrm{km} ), 표면온도가 T1T _{1}(K)( \mathrm{K} )일 때의 절대등급이 M1M _{1}이고, 이 맥동변광성이 팽창하거나 수축하여 반지름의 길이가 R2R _{2}(km)( \mathrm{km} ), 표면온도가 T2T _{2}(K)( \mathrm{K} )일 때의 절대등급을 M2M _{2}라고 하면 이들 사이에는 다음 관계식이 성립한다고 한다.

M2M1=5logR1R2+10logT1T2\displaystyle M _{2} - M _{1} = 5 \log \frac{R _{1}}{R _{2}} + 10 \log \frac{T _{1}}{T _{2}}

어느 맥동변광성의 반지름의 길이가 5.88×1065.88 \times 10 ^{6}(km)( \mathrm{km} ), 표면온도가 50005000(K)( \mathrm{K} )일 때의 절대등급이 0.70.7이었고, 이 맥동변광성이 수축하여 반지름의 길이가 RR(km)( \mathrm{km} ), 표면온도가 70007000(K)( \mathrm{K} )일 때의 절대등급이 0.3- 0.3이었다. 이때, RR의 값은? [4점]

3×106.23 \times 10 ^{6.2}2.5×106.22.5 \times 10 ^{6.2}3×106.13 \times 10 ^{6.1}2×106.22 \times 10 ^{6.2}2.5×106.12.5 \times 10 ^{6.1}

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해설

[출제의도] 로그방정식을 이용하여 문제해결하기 어느 맥동변광성의 반지름의 길이가 5.88×1065.88 \times 10 ^{6}(km)( \mathrm{km} ), 표면온도가 50005000(K)( \mathrm{K} )일 때의 절대등급이 0.70.7이었고, 이 맥동변광성이 수축하여 반지름의 길이가 RR(km)( \mathrm{km} ), 표면온도가 70007000(K)( \mathrm{K} )일 때의 절대등급이 0.3- 0.3이었으므로 0.30.7=5log5.88×106R+10log50007000\displaystyle - 0.3 - 0.7 = 5 \log \frac{5.88 \times 10 ^{6}}{R} + 10 \log \frac{5000}{7000} 1=5log5.88×106R+10log57\displaystyle - 1 = 5 \log \frac{5.88 \times 10 ^{6}}{R} + 10 \log \frac{5}{7} 0.2=log5.88×106R+2log57\displaystyle - 0.2 = \log \frac{5.88 \times 10 ^{6}}{R} + 2 \log \frac{5}{7} =log588100×106×2549R\displaystyle = \log \frac{\frac{588}{100} \times 10 ^{6} \times 25}{49 R} =log3×106R\displaystyle = \log \frac{3 \times 10 ^{6}}{R} 100.2=3×106R\displaystyle 10 ^{- 0.2} = \frac{3 \times 10 ^{6}}{R} 따라서 R=3×106.2R = 3 \times 10 ^{6.2}

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