2022-2023年高中物理競賽 廣義相對論宇宙演化課件(重點難點易錯點核心熱點經(jīng)典考點)

5/7/202311:13:20AM1第七章相對論7-4廣義相對論基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:20AM21.廣義相對論的等效原理慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量在地球表面，重力加速度是常量，因此與質(zhì)點的質(zhì)量無關(guān)?；A(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM3

由此愛因斯坦證明了一個物體在均勻引力場中的動力學效應(yīng)，與此物體在加速參考系中的動力學效應(yīng)是不可區(qū)分的。5/7/202311:13:21AM42.引力場中光線的彎曲由等效原理，引力場中的光線沿曲線傳播?；A(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM5

在引力場中，光線所走的最短路徑是一條曲線。這表明引力場中的時間—空間發(fā)生了彎曲?；A(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM6

愛因斯坦依照彎曲的時間—空間求出，遙遠的恒星所發(fā)出的光線在經(jīng)過太陽附近時，光線發(fā)生彎曲θ=1.75"1919.5.29兩支天文觀測隊分別在巴西索布雷爾島和西非普林西比島進行日全食觀測，證實了愛因斯坦的預言?；A(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM73.引力紅移

根據(jù)等效原理，處于引力場中的時鐘猶如作加速運動的時鐘，根據(jù)相對論效應(yīng)，運動的時鐘會變慢。可以證明在恒星的引力場中，引力勢能越低，用以計時的周期越短。光信號的頻率隨離恒星的距離增加而降低，這種由于引力作用發(fā)生的波長向長波長方向移動的現(xiàn)象稱為引力紅移。1959年，實驗首次測出從太陽發(fā)出的光到達地球后，其譜線的紅移與廣義相對論的預言十分接近?；A(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM84.黑洞,宇宙天體的演化

依照現(xiàn)代宇宙演化理論，今日的宇宙是在150~200億年以前的一次大爆炸后形成的。

爆炸后形成的星際物質(zhì)隨著溫度的降低，逐漸結(jié)合成電子、質(zhì)子、中子…，并漸漸復合成輕原子H、He。基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM9

巨鷹星云中的原始星際氫氣和處于胚胎狀的新星?；A(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM10距地球七千光年的巨鷹星云基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM11

星云在萬有引力的作用下，轉(zhuǎn)動著的渦旋星系壓縮星系物質(zhì)，迫使星云凝聚收縮，凝聚過程中釋放出的引力勢能使凝聚物質(zhì)內(nèi)核溫度上升到107K，引起熱核反應(yīng)，一顆新恒星誕生了。

距地球250萬光年的仙女座星系基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM12正在形成的恒星群基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM13

太陽使一顆處于中年期的恒星，它的內(nèi)部正進行著劇烈的核聚變反應(yīng)基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM14

恒星的核反應(yīng)產(chǎn)生向外的輻射壓力，與向內(nèi)的引力平衡時，恒星的溫度與體積不再明顯變化，當恒星核燃料逐漸減少時，引力使星體體積收縮，溫度進一步升高到108K。He等較輕的原子依次復合成C、O、Si

直至形成一個鐵/鎳核心。

隨著核燃料的耗盡，核反應(yīng)結(jié)束，星體在引力的作用下進一步收縮，使溫度急劇加熱到5109K，當這部分能量急劇釋放就形成一次超新星爆發(fā)?；A(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM151987年觀察到的一次超新星爆發(fā)基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM16超新星爆發(fā)后遺留的遺跡基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM17歸宿白矮星

1~80.4~1.4

質(zhì)量比M初/M日M末/M日中子星

8~500.5~3.2黑洞

〉50〉3.2恒星演化的歸屬基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/202311:13:21AM18白矮星群基礎(chǔ)物理學教程§7-4廣義相對論5/7/2