辐射体(或粒子)使吸收体产生引力与吸收体半表面,密度成反比,与反射体半表面,密度成正比机理是什么,γ粒子

文章 7个月前 admin
0

Q1:几个关于科学的问题

1.根据我国制定历法的依据,中国农历二十四节气属于(阳历)的组成部分,是由绕(日)轨道划分的。阳历中节气的到来日期每年都是一样的。2.46亿年前海洋中形成了生命。3.写出未来大明星的进化过程。恒星的演化(1)1926年,爱丁顿指出,任何恒星的内部都必须非常热。由于恒星质量巨大,它的引力非常强。如果这颗恒星不坍缩,它必须有一个相等的内压来平衡这个巨大的引力。我们知道我们最悉的恒星是太阳。像大多数恒星一样,太阳似乎不会改变。然而,事实并非如此。事实上,太阳一直在不断地与摧毁它的力量作斗争。所有的恒星都是由引力结合在一起的气体球。如果唯一起作用的力是重力,恒星会因为巨大的重量而迅速坍缩,几个小时后就会死亡。之所以没有发生这种情况,是因为恒星内部压缩气体产生的向外压力平衡了向内的吸引力。20世纪50年代中期,弗雷德霍伊尔、威廉福勒和伯比奇首次研究了恒星爆炸理论。他们认为气体压力和温度之间有一个简单的关系:当一定体积的气体被加热时,压力与温度成正比增加;相反,当温度下降时,压力也会下降。恒星内部压力极高的原因是高温。这种热量是由核反应产生的。恒星的质量越大,平衡引力所需的中心温度就越高。为了保持这种高温,质量更大的恒星必须燃烧得更快,从而释放更多的能量,因此它们必须比质量较小的恒星更亮。在恒星的大部分寿命期间,氢聚合成氦是为恒星提供能量的主要反应,这需要高温来克服原子核之间的电排斥。聚变能可以让恒星保持数十亿年,但核燃料迟早会越来越少,这会导致恒星反应堆收缩。当这种情况发生时,压力支撑台岌岌可危,恒星在与重力的长期斗争中开始后退。本质上,这颗恒星还活着,只是通过调整它的核燃料储备来延缓引力坍缩的发生。然而,从恒星表面流入深空的能量正在加速恒星的死亡。据估计,太阳通过燃烧氢可以活大约100亿年。今天,太阳大约有50亿年的历史,它消耗了大约一半的核燃料储备。我们今天完全不需要恐慌。恒星消耗燃料的速度在很大程度上取决于它的质量。毫无疑问,大质量恒星消耗核燃料的速度比小质量恒星快得多,因为大质量恒星又大又亮,所以它们辐射的能量更多。多余的重量将气体压得很紧,温度很高,从而加快了局部的反应速度。例如,10颗太阳恒星将在1000万年内消耗掉大部分氢。大多数恒星最初主要由氢组成。氢的“燃烧”使质子变成氦核,氦核由两个质子和两个中子组成。氢燃烧是最有效的能源,但不是唯一的核能来源。如果核心温度足够高,氦核可以凝聚成碳,进一步聚变可以产生氧、氖等元素。一颗大质量恒星可以产生必要的内部温度——,可以达到10亿度以上,从而可以进行一系列的核反应。然而,随着每一个新元素的逐渐出现,生产率下降了。随着核燃料的快速消耗,恒星的成分开始逐月变化,然后是逐日变化,最后是每小时变化。它的内部就像洋葱。当你走进去,每一层的化学元素都以越来越疯狂的速度依次合成。从外部看,恒星像气球一样膨胀,体积变得非常大,甚至比整个太阳系还要大。天文学家现在称它为红色超巨星。这个核燃烧链最终以铁结束,因为铁具有特别稳定的核结构。核聚变合成比铁重的元素实际上是消耗能量而不是释放能量。
因此,当一颗恒星合成一个铁芯时,它的末日就会到来。一旦恒星的中心区域不再能产生热能,引力将不可避免地占上风。这颗恒星在灾难和不稳定的边缘摇摇晃晃,最终坠入了自己的重力深渊。这是发生在恒星内部的事情,而且进行得非常快。由于恒星的铁芯不再能通过核燃烧产生热量,无法支撑自身重量,因此在重力作用下被剧烈压缩,甚至原子被压成碎片。最后一颗恒星的核区域达到原子的密度,那么一个顶针的体积就可以容纳近1万亿吨的物质。在这个阶段,恒星的典型直径为200公里,核物质的硬度会引起恒星核区的反弹。由于重力的强大吸引力,反弹力只需要几毫秒。当这一戏剧性事件在恒星的中心区域展示时,恒星物质的外层在一场突然的灾难中在朝鲜核区域坍塌。数百亿吨物质以每秒数万公里的速度向内收缩,与比钻石还硬的反弹致密星核区碰撞,产生极强的碰撞。同时,一个巨大的冲击波通过恒星向外发射。除了冲击波,还有一个巨大的中微子脉冲。在最终的核裂变过程中,这些中微子突然从恒星内部区域释放出来。在这种核裂变中,恒星中原子的电子和质子紧紧地聚集在一起,形成中子,恒星的核区实际上变成了一个巨大的中子球。冲击波和中微子携带大量能量穿过恒星外层。压缩物质的密度如此之高,以至于即使是微小的中微子也不得不挣扎着寻找出路。冲击波和中微子携带的许多能量被恒星外层吸收,导致恒星外层爆炸。随后发生了一场核灾难,其严重程度无法想象。几天后,这颗恒星变亮到阳光的100亿倍,但几周后逐渐消失。在银河系这样一个典型的星系中,平均每百年就有2到3颗超新星,这在历史上被天文学家记录下来,令人深感惊讶。最著名的是1054年中国和阿拉伯观察家在《癌症》中发现的。今天,这颗被摧毁的恒星看起来像一团非常不规则的膨胀气体云,叫做蟹状星云。(2)研究恒星演化的另一个进展来自对球状星团中恒星的分析。星团中的恒星离我们的距离几乎相同,因此它们的表观星等与它们的绝对星等成正比。因此,只要我们知道它们的大小,我们就可以画出这些恒星的赫罗图。发现较冷的恒星处于主序列,而较热的恒星似乎有离开主序列的趋势。根据燃烧速度和老化速度,它们遵循一定的规律。的曲线,显示出演化的各个阶段:首先走向红巨星,然后折返回来,再次穿过主星序,最后向下走向白矮星。 根据这一发现,再加上某些理论论方面的考虑,霍伊耳绘制出了一幅恒星演化过程的详细图画。根据霍伊耳的观点,演化的早期,一颗恒星的大小或湿度变化很小。(我们的太阳现在正处在这种状态,并将维持很长的时间)因为恒星在其炽热的内部将氢转变为氦,所以在恒星的中心氦积累得越来越多。当这个氦核达到一定的大小,恒星的大小和温度开始发生剧烈地变化,体积急剧膨胀,表面温度降低。也就是说,离开主星序朝红巨星的方向运动。恒星质量越大,到达这个转折点就越快。在球状星团中,质量较大的恒星已经沿着这一途径走过了不同的演化阶段。 膨胀后的巨星虽然温度较底,但因表面积比较庞大,所以释放出比较多的热量。在遥远的未来,当太阳离开主星序时,或在那之前,它可能会热得使地球上的生命无法忍受。不过,这将使几十亿年以后的事了。 可是,氦核到底是如何膨胀成为红巨星的呢?霍伊耳认为,氦核本身收缩,结果温度升高,使氦原子核聚合成碳,从而释放出更多的能量。这种反应的确是可以发生的。这是一种非常罕见而几乎不可能发生的反应。但是红巨星中氦原子的数量十分庞大,所发生的这类聚合反应足以提供其所必需的能量。 霍伊耳进一步指出,新的碳核继续变热,从而开始形成像氧和氖一类的更复杂的原子。在发生这一过程时,恒星正在收缩并再次变热,朝主星序返回。此时恒星开始变为多层,就像洋葱头一样。它有一个由氧和氖构成的核,核外面是一层碳,再外面是一层氦,而整个恒星由一层尚未转变的氢包围着。 然而,与消耗氢的漫长岁月比较起来,恒星消耗其它燃料的时间就如同速滑雪橇一样飞驰而过。它的寿命维持不了多久,因为氦聚变等所释放的能量只有氢聚变的1/20而已。在一个比较短的时间内,保持恒星膨胀状态所需要的抗拒自身引力场强大引力的能量变得不足,从而使恒星更加快地收缩。它不仅收缩到正常恒星的大小,而且进一步收缩到白矮星的大小。 在收缩当中,恒星的最外层会被留在原处,或被收缩而产生的热喷开。于是白矮星被包围在膨胀的气体层当中。当我们用望远镜观测时,边缘的地方看上去最厚,因此气体最多。这种白矮星好象是被“烟圈”环绕着。因为它们周围的烟圈好象是看得见的行星轨道,所以把它们叫做行星状星云。最后,烟圈不断膨胀而变得很薄,再也看不到了,我们看到的像天狼B星一类的白矮星周围就没有任何星云状物质的迹象。 白矮星就是这样比较平静地形成的;而这种比较平静的“死云”正是像我们的太阳一类恒星和比较小的恒星未来的命运。而且,如果没有意外干扰的话,白矮星会无限延长寿命,在此期间,它们会漫漫冷却,直到最后再也没有足够的热度发光为止。 另一方面,如果白矮星像天狼B星或南河B星那样是双星系统中的一颗,而另一颗是主星序的星,而且非常接近白矮星,那么将会有一些令人兴奋的时刻。主星序星在自己的演化过程中膨胀时,它的一些物质在白矮星强大引力场的吸引下,可能会向外漂移而进入白矮星的轨道。在偶尔的情况下,有些轨道物质会旋落在白矮星的表面,在那里受到引力压缩而引起聚变,从而放出爆发性的能量。如果有一块特别大的物质落到白矮星的表面,则放射出的能量可能大到从地球上都可以看到,于是天文学家便记录下有一颗新星出现。当然,这种事会一再发生,而“再发新星”确实是存在的。 但是这些不是超新星。超新星是从哪里来的呢?为了回答这个问题,我们必须从比我们的太阳大得多的恒星谈起。这些巨大的恒星相当稀少(在各类天体中,大质量恒星的数目比小恒星的少),30颗恒星中大概只有1颗比太阳质量大。即使如此我们的银河系大约也有70亿颗恒星。 大质量恒星引力场的引力比小恒星的大,在这种较强引力的作用下,其核也挤压得比较紧,因此核更热,聚变反应超越脚下恒星的氧-氖阶段后仍能继续进行。氖进一步结合形成镁,镁又能结合形成硅,然后硅再结合形成铁。在其寿命的最后阶段,这种恒星可能会由6个以上的的同心壳层组成。各自消耗不同的燃料。这时中心温度可达摄氏30亿——40亿度。恒星一旦开始形成铁,它就到达了死亡的终点,因为铁原子的稳定性最高而所含的能量最少。无论是铁原子转变成复杂的原子还是转变成简单的原子,都必须输入能量。 而且,当核心温度随年龄增长时,辐射压力也随着增加,并且与温度的4次方成正比,即当温度升高到2倍时,辐射压力会增加到6倍,因此辐射压力和引力之间的平衡变得更加脆弱。根据霍伊耳说法,最后,中心的温度上升得非常高,从而使铁原子变成氦。但是要发生这种情况,正如刚刚说过的,必须给铁原子输入能量。当恒星收缩时,可以利用它所得到的能量把铁转变成氦。然而,所需的能量时如此巨大,根据霍伊耳的假定,恒星必须在一秒中左右剧烈地收缩成原来体积的极小一部分。 当这种恒星开始崩溃时,它的铁核仍被大量尚未达到最大稳定性的原子包围着。随着外层的崩溃,原子的温度升高,这些仍然可以结合的物质以下自全部“点火”,结果引起一场大爆发,将恒星外层物质从恒星体内喷出去。这种爆发就是超新星。蟹状星云就是由这种爆发形成的。 超新星爆发的结果,将物质喷发到空间,这对于宇宙的演化具有巨大的重要性。在宇宙大爆炸时,只形成了氢和氦。在恒星的核内则陆续形成其它更复杂的原子,一直到铁原子。如果没有超新星的爆发,这些复杂原子会锁在恒星的核内,一直到白矮星。通常只有极少量的复杂原子通过行星状星云的晕进入宇宙中。 在超新星爆发的过程中,恒星较内层的物质会被有力地喷射到外围空间,爆发的巨大能量甚至能够形成比铁原子更复杂的原子。 喷射到空间的物质会已经存在的尘埃气体云,并且成为形成富含铁及其它如金元素的“第二代新恒星”的原材料。我们的太阳可能是一颗第二代恒星,比一些无尘埃球状星团的老恒星年轻得多。那些“第一代恒星”则金属含量很低而氢含量很高。地球是从诞生太阳的同一残骸中形成的,所以含铁非常丰富,这些铁也许一度存在于几十亿年前爆发的一颗恒星的中心。 可是在超新星爆发中已经爆发的恒星,其收缩部分的情况又是如何呢?它们形成白矮星吗?体积和质量更大的恒星只是形成体积和质量更大的白矮星吗? 1939年,在美国威斯康星州威廉斯湾附近的叶凯士天文台工作的印度天文学家张德拉塞卡计算出,大于太阳质量1.4倍以上的恒星,不可能通过霍伊耳所描述的正常过程变成白矮星,从而第一次指出,我们不能期望有越来越大的白矮星。这个数值现在叫做“张德拉塞卡极限”。事实上,结果证明到目前为止所有观测到的白矮星质量都低于张德拉塞卡极限。张德拉塞卡极限存在的理由是,由于白矮星的原子中所含的电子相互排斥,因而使白矮星不能再继续收缩下去。随着质量的增加,引力强度也增加;达到1.4倍太阳质量时,电子排斥力变得不足以克服白矮星的收缩力,白矮星将坍缩成更小更致密的星体,而使亚原子粒子实际上互相接触。这种星体必须等待利用可见光以外的辐射来探测宇宙的新方法发明之后,才能探测出来。

Q2:宇宙大爆炸的几个问题

1.宇宙没有中心;2.这个动量是BIGBANG产生的;3.宇宙的膨胀只是增加了恒星之间的距离,但恒星本身的大小却保持不变。4.没错,但是目前的膨胀速度不会超过光速。6.奇点如此密集,以至于我们知道的物理定律会在那里崩溃。

Q3:爱因斯坦说:在空间中,时间会随重力的改变而改变。这句话如何理解?

黑洞与时间的关系根据爱因斯坦的相对论,引力会使时间变慢。因此,当我们接近黑洞时,由于强大的引力效应,时间真的会变慢。当我们接近黑洞时,当第二次经过时,它甚至可能在某个范围内。外界传来已经100年了。如果把钟放在重力较弱的地方,比如地球,很难(但仍有可能)测量重力对时间的影响。但是,如果把时钟放在引力很强的地方,比如黑洞,就可以立即看到引力对时间的影响,影响的大小取决于观察者的位置。对于一个掉进黑洞的太空旅行者来说,引力的增加会加速他对事物的认知。他会觉得自己被吸进了黑洞,突然到达了“底部”。然而,对于位于远处且不受黑洞影响的观察者来说,他们看到的恰恰相反。在他们眼里,这个不幸的宇航员似乎移动得很慢,离黑洞越近,他移动得越慢。原因是根据相对论的预测,黑洞的强大引力会延迟时间。因此,宇航员似乎从未跌入谷底。在底部,所有的质量和能量都凝聚成微小的点空间,时间停止了。黑洞中所有应该应用于外界的物理定律都已经走到了尽头,所以我们无法确切知道黑洞中到底发生了什么。有一位科学家史瓦西计算过一个范围,这个范围内的时间和各种物理现象都和外面不一样,比如:的时间比较慢。引力很大。因为是史瓦西计算的,所以叫做史瓦西半径界面,也叫事件平面。事件平面指的是黑洞内部时间和外部世界之间完全不同的状态。因为光是由引力拉动的,黑洞中一分钟的时间可能等于外面几十年的时间。比如你现在被吸进黑洞,在里面一分钟后就会被挤压粉碎。然而,你可能会看到其他人在几秒钟后被吸进黑洞,但它实际上是在几十年后被吸进的。他们想象一种叫做“以太”的连续介质充满了空间,就像空气中的声波一样,光和电磁信号就是“以太”中的波。然而,很快就出现了与“以太”完全充满空间的想法相反的结果:根据“太”的理论,光传播的速度相对于“以太”应该是一个固定值,所以如果你与光传播的方向相同,你测得的光的速度应该低于你在静止时测得的速度;相反,如果你沿着光传播的相反方向行进,你测量的光速应该高于你在静止时测量的光速。然而,一系列实验没有发现光速不同的证据。在这些实验中,1887年由美国俄亥俄州克利夫兰市凯斯研究所的艾尔波特迈克尔逊和埃迪沃德默里所做的测量是最精确和细致的。他们比较了两束光以一个直的角度传播的速度。由于绕旋转轴的旋转和绕太阳的公转,根据推理,地球应该通过“以太”行进,因此上面两束成直角的光应该由于地球的运动而以不同的速度被测量。默里发现,无论是白天还是黑夜,冬天还是夏天,两束光的速度都是不同的。不管你是否运动,光似乎总是以和你一样的速度行进。爱尔兰物理学家乔治菲茨杰拉德和荷兰物理学家亨卓克洛伦兹首先认为,相对于“以太”运动的物体的尺寸会在运动方向上缩小,而相对于“以太”运动的时钟会变慢。至于“以太”,菲茨杰拉德和洛伦兹当时都认为它是真实的物质。当时,在瑞士伯尔尼的瑞士专利局工作的一个叫Ahlport Einstein的年轻人,介入了“以太”理论,一劳永逸地解决了光传播速度的问题。在1905年的文章中,爱因斯坦指出,由于你无法检测到你是否在相对于“以太”运动,“以太”的整个概念都是多余的。
相反,爱因斯坦认为,对于所有自由运动的观察者来说,科学定律应该具有相同的形式,无论他们如何运动,都应该测量相同的光速。爱因斯坦的思想要求人们放弃用所有钟表来衡量时间的普遍观念。因此,每个人都有自己的时间价值:如果两个人相对静止,那么他们的时间是一样的;如果他们之间有相互运动,他们观察的时间就不同了。大量的实验证明爱因斯坦的想法是正确的。一个围绕地球旋转的精确时钟确实与实验室中存储的精确时钟有时间指示差异。如果你想延长你的寿命,你可以乘飞机向东飞,这可以增加地球自转的速度。反正可以得到十分之几秒的延寿,也可以弥补航空食品带来的伤害。爱因斯坦的前提是自然法则对所有自由运动的观察者都是一样的,这是相对论的基础。这样做的原因是,这个前提意味着只有相对运动才是重要的。尽管相对论的完美和简洁给许多科学家和哲学家留下了深刻的印象,但仍有许多相反的观点。爱因斯坦在19世纪抛弃了自然科学的两个绝对概念:由“以太”暗示的绝对静止和由所有时钟测量的绝对或世界时。人们不禁要问:相对论是否意味着一切都是相对的,不再有概念上的绝对标准?这种不安从20世纪20年代持续到30年代。1921年,爱因斯坦因对光电效应的贡献而获得诺贝尔物理学奖。然而,由于相对论的复杂性和争议性,诺贝尔奖的颁发没有提到相对论。到现在,我还是每周收到两三封信,告诉我爱因斯坦错了。尽管如此,相对论现在已经被科学界完全接受,相对论的预言已经被无数实验所证实。相对论的一个重要结果是质量和能量之间的关系。爱因斯坦假设所有观察者的光速都相同,这意味着没有什么能比光速跑得更快。如果粒子或航天器不断获得能量,会发生什么?被加速物体的质量会增加,很难再加速得更快。粒子加速到光速是不可能的,因为它需要无限的能量。质量和能量的等价关系是爱因斯坦在他著名的质量和能量方程“e=mc2”中总结出来的,这可能是街上妇女和儿童唯一能知道的物理方程。当铀核分裂成两个小核时,由于微小的质量缺陷,会释放出巨大的能量。这是质能方程的结论。一个。1939年,第二次世界大战正阴云 密布,一组意识到裂变反应应用的科学家说服爱因斯坦战胜自己是和平主义者的 顾忌,去给当时的美国总统富兰克林·德拉诺·罗斯福写信,劝说美国开始核研 究计划,这铸就了曼哈顿工程和1945年在广岛上空原子弹的爆炸。有人因原子弹 而责备爱因斯坦发现了质能关系,但是这种责难就像因有飞机遇难折戟而责备牛 顿发现了万有引力一样。爱因斯坦没有参与曼哈顿工程的任何过程并惊惧于那巨 大的爆炸。 尽管相对论与电磁理论的有关定律结合得非常完美,但它与牛顿的重力定律 不相容。牛顿的重力理论表明,如果你改变空间的物质分布,整个宇宙中重力场 的改变是同时发生的,这不但意味着你可以发送比光速传播更快的信号(这是为 相对论所不容的),而且需要绝对或普适的时间概念,这又是为相对论所抛弃的 。 爱因斯坦从1907年就知道了这个不相容的困难,那时他还在波恩的专利局工作,但直到1911年,爱因斯坦在德国的布拉格工作时,他才深入思考这个问题。 爱因斯坦意识到加速与重力场的密切关系,在密封厢中的人,无法区分他自己对 地板的压力是由于他处在地球的重力场中的结果,还是由于在无引力空间中他被 火箭加速所造成的。(这些都发生在“星际旅行”【注2】的时代之前,爱因斯坦 是想到人处在电梯中而不是宇宙飞船中。但我们知道,如果不想让电梯碰撞的事 情发生,你不能在电梯中加速或自由坠落许久)如果地球是完全平整的,人们可 以说苹果因重力落在牛顿头上,与因牛顿与地球表面加速上升而造成了牛顿的头 撞在苹果上是等价的。但是,这种加速与重力的等价在地球是圆形的前提下不再 成立,因为在地球相反一面的人将会被反向加速,但两面观察者之间的距离却是 不变的。 1912年在转回瑞士苏黎士时,爱因斯坦来了灵感,他意识到如果真实几何中 引入一些调整,重力与加速的等价关系就可以成立。爱因斯坦想象,如果三维空 间加上第四维的时间所形成的空间-时间实体是弯曲的,那结果是怎样的呢?他 的思想是,质量和能量将会造成时空的弯曲,这在某些方面或许已经被证明。像 行星和苹果,物体将趋向直线运动,但是,他们的径迹看起来会被重力场弯曲, 因为时空被重力场弯曲了。 在他的朋友马歇尔·格卢斯曼的帮助下,爱因斯坦学习弯曲空间及表面的理论,这些抽象的理论,在玻恩哈德·瑞曼将它们发展起来时,从未想到与真实世 界会有联系。1913年,在爱因斯坦与格卢斯曼合作发表的文章中,他们提出了一 个思想:我们所认识的重力,只是时空是弯曲的事实的一种表述。但是,由于爱 因斯坦的一个失误(爱因斯坦是个真正的人,也会犯错误),他们当时未能找出 联系时空弯曲的曲率与蕴含于其中的能量质量的关系方程。 在柏林时,爱因斯坦继续就这个问题进行工作,他没有了家庭的烦扰【注3】 ,在很大程度上也未被战争所影响。1915年11月,爱因斯坦最终发现了联系时空 弯曲与蕴含其中的能量质量的关系方程式。1915年夏天,在访问哥廷根大学期间 ,爱因斯坦曾与数学家戴维·希尔波特讨论过他的这个思想,希尔波特早于爱因 斯坦几天也找到了同样的方程式。尽管如此,正如希尔波特所承认的,这种新理 论的荣誉应属于爱因斯坦,而正是爱因斯坦将重力与弯曲时空联系起来。这还应 感谢文明的德国,因为,是在那里,在当时的战争期间,这样的科学讨论及交流 仍能够得以不受影响地进行,与20年后(指二战,编者注)所发生的事形成多么 大的对比! 关于弯曲时空的新理论叫做“广义相对论”,以区别与原初不包含重力的理 论,而那个理论被改称为“狭义相对论”。1919年,“广义相对论”被以颇为壮 观的形式证明:当时的一只英国科学考察队远征到西非,在日食期间观察到天空 中太阳附近一颗恒星位置的微小移动。正如爱因斯坦所预言的:恒星所发出的光 线,在经过太阳附近时,由于太阳的引力而弯曲了。这是证明时空弯曲的一个直 接证据,从公元前300年欧几里得完成他的《原本》后,这是一个人类感知他们存 在于宇宙的最大的革命性的更新。 爱因斯坦的“广义相对论”将“时空”由被动的事件发生背景转化为动态宇 宙中的主动参与者,这导致了居于科学前沿的一个巨大困难,在20世纪结束之际 仍未解决。宇宙充满了物质,物质又导致时空弯曲而使得物体相互聚集。在用“ 广义相对论”解释静态的宇宙时,爱因斯坦发现他的方程式是无解的,为变通他 的方程式而适应静态宇宙,爱因斯坦加入了一个称为“宇宙常量”的项,这个“ 宇宙常量”将时空再弯曲,以使所有的物体分离开,“宇宙”常量引入的排斥效 果将平衡物体的相互吸引作用而允许宇宙的长久平衡。 事实上,这成了在理论物理历史上人类丧失的最大机遇之一。如果爱因斯坦 继续在这一方向上工作下去而不是变通的引入“宇宙常量”,他可能能够预言宇 宙是在扩张还是在收缩。然而,直到20年代,当坐落在威尔逊山上的100英寸的天 文望远镜观察到离我们越远的星系在以越快的速度远离我们时,宇宙依时间而变 化的可能性才被郑重地加以考虑。换一句话说,宇宙正在扩展,任何两个星系之 间的距离正在随着时间的推移而稳定地增加。爱因斯坦后来称“宇宙常量”的提 出是他一生中最严重的错误。 “广义相对论”彻底改变了人们对宇宙的起源及归宿的讨论方向。静止的宇 宙可能会永久存在,或者说,在过去的某个时间,当这一静止的宇宙产生时,它 就已经是现在的形态了。从另一方面来说,如果现在星系们正在彼此远离,它们 在过去的时间里应该是彼此之间更为接近的。在大约150亿年前,它们甚至可能彼 此接触,相互重叠,而且它们的密度可能是无穷大。根据“广义相对论”,宇宙 大爆炸标志着宇宙的起源,时间的开始。从这个意义上说,爱因斯坦不仅仅是过 去100年中最伟大的人物,他应该获得人们更长久的尊重。 在黑洞中,空间与时间是如此的弯曲,以至于黑洞吸收了所有的光线,没有 一丝光线可以逃逸。“广义相对论”因此预言时间应终止于黑洞中。但是,广义 相对论方程并不适用于时间的开始与终结这两种极端情形。因而这一理论并不能 揭示从大爆炸中究竟产生了什么。一些人认为这是上帝万能的一种象征,上帝可 以以他想要的方式来开创宇宙。 但是另一些人(包括我自己)认为宇宙的起源应该服从于一种任何时候都成 立的普适原理。在朝这一方向的努力中,我们已取得了一些进展,但距完全理解 宇宙的起源还相差甚远。广义相对论不能适用于大爆炸的原因在于,它与20世纪 初另一伟大的概念性的突破---量子理论并不相容。量子理论的最初提出是在 1900年,当时在柏林工作的麦克斯·普朗发现,从红热物体上发出的辐射可以解 释为光线是以有特定大小的能量单元发出的,普朗克把这种能量单元称为量子。 一个比方,辐射像是一包包的白糖,在超级市场里,并不是你想要多少的量都 行,你只能买每袋一磅的包装。1905年,爱因斯坦在他撰写的一篇论文中,提到 普朗克的量子假设可能可以解释光电效应,即某些金属在收到光照时会释放电子 的现象。这一效应是现代光探测器和电视照相得以应用的基础,爱因斯坦也因此 获得了1921年的诺贝尔奖。 爱因斯坦对量子构想的研究直至20年代,当时哥本哈根的华纳·海森堡、剑 桥的保尔·狄拉克以及苏黎士的埃文·薛定谔提出了量子机制,从而展示了描述 现实的新画卷。根据他们的理论,小粒子不再具有确定的位置和速度,相反,小 粒子的位置测得越精确,它的速度测量就愈不准确。反之亦然。 对于这种基本定律中的任意性和不可预知性,爱因斯坦惶惑不已,他最终未 能接受量子机制。他的著名的“上帝并未在掷骰子”的格言就表达出了这一感受 。虽然如此,大多数科学家都接受了全新的量子机制定律,并对其适用性加以承 认,因为这些定律不但与实验结果吻合极好,而且可以解释许多先前无法解释的 现象。这些定律成了当代化学、分子生物学以及电子学得以发展的基础,也是在 过去半个世纪内改变整个世界的科技基石。 1933年,纳粹统治了德国,爱因斯坦离开了这个国家,也放弃了他的德国国 籍。他在新泽西州普林斯顿的尖端科学研究所度过了他生命最后22年的时光。纳 粹发起了一场反对“犹太科学”及犹太科学家的运动(犹太科学家被驱逐是德国 未能建成原子弹的原因之一),而爱因斯坦及他的相对论是这场运动的主要目标 。当被告知一本名为《反对爱因斯坦的100位科学家》的书得以出版时,爱因斯坦 回答,为什么要100位?一位就足以证明我错了,如果我真的错了的话。 二战后,他敦促盟军设立一个全球机构以控制核武器。1952年,他被刚成立 的以色列授予总统职位,但他拒绝了。“政治是暂时的,”他写道,“而方程式 是永恒的。”广义相对论方程是他最好的墓志铭和纪念碑。它们与宇宙一起永不 腐朽。 在过去的100年中,世界经历了前所未有的变化。其原因并不在于政治,也不 在于经济,而在于科学技术---直接源于先进的基础科学研究的科学技术。没 有科学家能比爱因斯坦更代表这种科学的先进性。(本文略有删节) 【注1】爱因斯坦早在1919年与他的苏黎士专门学院同学、塞尔维亚族妻子米 列娃·玛莉科离婚时,就已经答应将诺贝尔奖给予她。当时爱因斯坦已经确信自 己将可以得到诺贝尔奖,只是没有想到获奖是由于他对光电效应的贡献。 【注2】星际旅行,“StarTrek"是全美正在上映的热门电视剧。 【注3】米列娃·玛莉科初陪爱因斯坦到柏林,旋即离开,携他们的两个儿子 回瑞士,三年后离婚。后爱因斯坦与有一个女儿的当时离异的表妹爱尔莎结合, 爱尔莎给予了爱因斯坦无微不至的关怀,伴他度过探索“广义相对论”的岁月。 玛莉科对爱因斯坦创立“狭义相对论”有所贡献,但她从未提起,离婚后她从事 数学和物理教学。

Q4:物理学问题

无选择性。

Q5:物理的一些问题

V排÷V物=P物÷P液(F浮=G物) V露÷V排=P液-P物÷P物 V露÷V物=P液-P物÷P液 V排=V物时,G÷F浮=P物÷P液 物理定理、定律、公式表 一、质点的运动(1)------直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt^2-Vo^2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo^2+Vt^2)/2]^(1/2) 6.位移s=V平t=Vot+(at^2)/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则aF2) 2.互成角度力的合成: F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx) 注: (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小; (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。 四、动力学(运动和力) 1.牛顿第一定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止 2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致} 3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动} 4.共点力的平衡F合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理} 5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重} 6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P57〕 注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。 五、振动和波(机械振动与机械振动的传播) 1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向} 2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ>r} 3.受振动频率特点:f=f驱动力 4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕 5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕 6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定} 7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波) 8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大 9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同) 10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕} 注: (1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身; (2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相遇处; (3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式; (4)干涉与衍射是波特有的; (5)振动图象与波动图象; (6)其它相关内容:超声波及其应用〔见第二册P62〕/振动中的能量转化〔见第一册P63〕。 六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化) 1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同} 3.冲量:I=Ft {I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定} 4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式} 5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p"′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒} 7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能} 8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体} 9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰: v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2) 10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒) 11.子弹m平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失 E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 {vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移} 注: (1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上; (2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算; (3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等); (4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒; (5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。 七、功和能(功是能量转化的量度) 1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角} 2.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)} 3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb} 4.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)} 5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)} 6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率,P平:平均功率} 7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f) 8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)} 9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt 11.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)} 12.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)} 13.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)} 14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加): W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)} 15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少; (2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功); (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少 (4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。 八、分子动理论、能量守恒定律 1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米 2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2} 3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。 4.分子间的引力和斥力(1)r<r0,f引r0,f引>f斥,F分子力表现为引力 (4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0 5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的), W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕} 6.热力学第二定律 克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性); 开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕} 7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)} 注: (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈; (2)温度是分子平均动能的标志; 3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快; (4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小; (5)气体膨胀,外界对气体做负功W0;吸收热量,Q>0 (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零; (7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离; (8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。 九、气体的性质 1.气体的状态参量: 温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志, 热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273 {T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)} 体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL 压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76Hg(1Pa=1N/m2) 2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大 3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量,T为热力学温度} 公式: F=PS 【S:受力面积,两物体接触的公共部分;单位:米2。】 1个标准大气压=76厘米水银柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高 液面到液体某点的竖直高度。] 公式:P=ρgh h:单位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克 2.阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。 即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积) 3.浮力计算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差 4.当物体漂浮时:F浮=G物 且 ρ物G物 且 ρ物<ρ液 当物体下沉时:F浮ρ液 ⒈杠杆平衡条件:F1l1=F2l2。力臂:从支点到力的作用线的垂直距离 通过调节杠杆两端螺母使杠杆处于水位置的目的:便于直接测定动力臂和阻力臂的长度。 定滑轮:相当于等臂杠杆,不能省力,但能改变用力的方向。 动滑轮:相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆,能省一半力,但不能改变用力方向。 ⒉功:两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力方向上通过距离。W=FS 功的单位:焦耳 3.功率:物体在单位时间里所做的功。表示物体做功的快慢的物理量,即功率大的物体做功快。 W=Pt P的单位:瓦特; W的单位:焦耳; t的单位:秒。 ⒋凸透镜成像规律: 物距u 像距v 像的性质 光路图 应用 u>2f f<v<2f 倒缩小实 照相机 f<u2f 倒放大实 幻灯机 u<f 放大正虚 放大镜 ⒌凸透镜成像实验:将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一个高度上。 物理必考公式(课改区的) 速度:v=s/t 密度:ρ=m/v 重力:G=mg 压强:p=F/s(液体压强公式不直接考) 浮力:F浮=G排=ρ液gV排 漂浮悬浮时:F浮=G物 杠杆平衡条件:F1×L1=F2×L2 功:W=FS 功率:P=W/t=Fv 机械效率:η=W有用/W总=Gh/Fs=G/Fn(n为滑轮组的股数) 热量:Q=cm△t 热值:Q=mq 欧姆定律:I=U/R 焦耳定律:Q=(I^2)Rt=[(U^2)/R]t=UIt=Pt(后三个公式适用于纯电阻电路) 电功:W=UIt=Pt=(I^2)Rt=[(U^2)/R]t(后2个公式适用于纯电阻电路) 电功率:P=UI=W/t=(I^2)R=(U^2)/R

Q6:关于物理的问题(高分)

核物理发展史http://www.qfsky.com/down/view_37439.html原子物理发展史http://210 . 41 . 245 . 5/blog/u/0604050101/archives/2005/2347 . html 3358.com/question/330218 . html?Si=3及以上都是完整的。我会补充一些牛顿:力学定律,万有引力定律和牛顿环。爱因斯坦:光电效应,质能方程。卡文迪什:称重,测量重力常数。胡克:胡克定律F=kx。哥白尼:日心说。哈雷:哈雷彗星开普勒:三定律。揭示天体运动的规律。麦克斯韦:电磁理论。法拉第:提出场的概念。居里夫妇:发现物质的放射性并发现新元素。惠更斯:单摆的周期公式。托里切利:大气压力帕斯卡:液体压力我真的不记得这些人的年龄了,请冷静一下.

相关文章