Самара 2014, II кръг (задочен), 8–9 клас — Задача 2. Палитра цветов метеора и радиант потока Персеиды

• а) Начало трека — заостренный конец с размытыми границами (зеленый), конец трека — затупленный конец; направление распространения вспышки показано на рис. 2 пунктирной стрелкой.
• б) Направление на радиант обратно направлению движения метеора (непрерывная стрелка на рис. 2).

Направление распространения вспышки легко распознать по профилю трека. Если внимательно присмотреться, то на фотографии можно увидеть, что один край трека имеет затупленный конец – это конец трека, другой – заостренный, с размытыми границами – это начало трека (тогда становится очевидным направление распространения вспышки, указано на рис. 2 пунктирной линией). Поясним это подробнее.

Как было отмечено в решении предыдущей задачи, метеор – это явление, обусловленное движением космической частицы с большой скоростью в атмосфере Земли. При этом встречные потоки воздуха "сгущаются" с фронтальной стороны частицы, увлекаясь последней и образуют голову метеора (едва заметное утолщение с затупленной границей). При движении в атмосфере на частицу действует сила сопротивления атмосферы, которая совершает работу. При этом механическая энергия частицы переходит в тепловую энергию как частицы, так и встречных потоков воздуха. Воздух в голове нагревается до высоких температур и начинает светиться. При этом часть горячих газов "срывается" с частицы и остается позади нее, образуя хвост. Данный газ быстро остывает и перестает светиться, именно поэтому хвост метеора острый и не имеет четкой границы.

Палитра цветов от темно-зеленого (хвост) до бурого (голова) обусловлена различием температур воздуха и продуктов горения, оставленных частицей, на различных участках своей траектории. При вхождении частицы в атмосферу Земли ее скорость максимальна, следовательно, и сила сопротивления и ее работа максимальна. Следовательно, в начале трека газы и продукты горения должны быть более горячими (зеленый цвет). По мере продвижения в атмосфере скорость частицы падает, а с ней падает температура потоков воздуха и продуктов горения, как следствие изменяется и цвет трека от зеленого до темно-красного (пробегая всю палитру радуги), соответствующего самому холодному светящемуся веществу.

Радиантом называется область небосвода, видимая для земного наблюдателя как источник метеоров. Следовательно, направление на радиант – это направление, обратное направлению его движению (указано на рис. 2 непрерывной стрелкой).