高一物理课件-高一物理课件：行星、恒星、星系和宇宙最新

卫星
各种天体的层次
天体层次 半径/米 平均距离/ 米 质量/千克 平均密度 温度 行星 恒星 （地球） （太阳） 106 108 1011 1024 1 104 1016 1030 1 107 星团 星系 1017 1019 1036 1020 1022 1041 宇宙 1026 --1051 10-30 -----
终结


宇宙何来？我们不知道， 宇宙何去？我们不知道， 文明和智慧是永恒的么？我们不知道； 美丽会毁于奇点或终于冷寂，我们不知 道 它是一个永恒的谜，我们所知道的是对 未知的好奇和永远对自己智慧的挑战 。

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双星问题
如图所示，两颗靠得很近的恒星称为双 星，（1）求双星的转动中心； （2）转动周期
m1m2 2 G 2 m1r1 r m1m2 2 G 2 m2 r2 r
m1
O
m2
m1 r L 1 m1 m2
T 4 2 L3 G ( m1 m2 )
宇宙的重生
黑洞是扼杀宇宙的元凶 也是宇宙诞生之母 它灭于此也生于此
白洞是什麼？

白洞可以说是时间呈现反转的黑洞，进 入黑洞的物质，最后应会从白洞出来， 出现在另外一個宇宙。由于具有和「黑」 洞完全相反的性质，所以叫做「白」洞。 目前天文学家已经实际找到黑洞，但白 洞并未真正发现，还只是個理论上的名 词。
哈勃定律

宇宙在大爆炸的过程中，所有的恒星都在各自 的速度背离我们而运动，离我们愈远的星体， 背离我们愈远的星体背离我们的速度也愈大， 即： v=Hr 其中，v为退行速度，r为离我们的距离，H为 哈勃常数，H=3×10-2米/秒光年，求宇宙的年 龄。
r t v
哈勃定后， 物体向外做匀速运动， 即可得到：



近代引力理论预言天体---黑洞
v 2Gm r
v
2Gm c r
如果天体演化为黑洞，则要求天体的质量要足够大， 半径要足够小，在释放能量的过程中，由于引力的作用， 收缩塌陷，最后演变为黑洞，它是天体中最贪婪的星体， 任何物体都不能脱离它的束缚，甚至连光线都不能射出。 但现代物理学家霍金认为，宇宙中存在非常小的 黑洞，这种黑洞可以小到想象黄豆粒一样大。
2
y方向：F 1 cos
F2 cos mg 0
m g 2 F1 l 2 con
m g 2 F2 l 2 con
宇宙的层次结构
宇宙 星系团 多个星系组成 超星系团 职称 非常多个星系组成
星系
恒星
双星
星团
行星或没有行星
黑洞的思考


如果银河系存在黑洞，银河系中的恒星 在其引力的作用下圆周运动，试分析在 运动的过程中恒星运动的角速度、速度、 与半径的关系 如果设想银河系在黑洞的引力作用下逐 渐收缩，其星系的角速度、速度将如何 变化？
宇宙的产生——大爆炸理论

1994年10月，《科学美国人》杂志以 “宇宙中的生命”为主题隆重推出了一 期专刊，其中登载了四位著名科学家的 综述，全面介绍了当代天体物理学界关 于宇宙起源与演化问题的研究成果—— 大爆炸宇宙模型。该理论认为，宇宙大 约是在100—200亿年以前，从高温高密 的物质与能量的“大爆炸”而形成。
黑洞图片（1）
天文学家观测到“逃跑”中的黑洞
说

明
这是画家描绘的黑洞划过银河系的场 景。法国和阿根廷天文学家11月18日宣 布，他们利用“哈勃”太空望远镜在银 河系内观测到一个“逃跑”中的代号为 “GRO J1655－40”的黑洞。这一发现为 黑洞形成与超新星爆发之间的相关性提 供了新的有力证据。
m1 r1 m2 r2
美国天文学家获得“婴儿期”宇宙最 精细照片 ----宇宙结构
他们根据新照片得出的测算结果显示，， 这一结果的误差率仅为1%，是到目前为 止获得的最高精度；在构成上： 宇宙中原子占4%， 暗物质比例为23%， 剩下的73%全部是暗能量； 另外，从几何结构来看，宇宙是“平坦” 的，并将永远膨胀下去。
t=1/H
其宇宙年龄为1010 年
0
r
精确测定得：T=137亿年
宇宙的生与死


如果宇宙一直膨胀下去。留下的将是各种各样 的宇宙“熔渣” ，而宇宙的背景辐射温度将 不断下降，以至于无限地趋近于绝对零度，最 终达到 “冷寂” 宇宙不断收缩至愈来愈接近它的最后阶段时， 环境条件同大爆炸后不久起支配作用的那些条 件越来越相似。在宇宙暴缩的最后时刻，引力 成为占绝对优势的作用，所有的物质都将因挤 压而不复存在，包括时空本身在内的一切有形 的东西统统将被消灭，只剩下一个时空奇点
行星、恒星、星系和宇宙
人类最深奥的知识
终极探源
我们来自何方，我们将向何去？ 探索生命的来源，认识生命的意 义 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索

力学问题分析 x
F1
F θ O y θ θ
m
F2
θ
G
ω
说明问题情境：学生自己进行分析求解
力学问题分析与解
X方向： F
1
sin F2 sin mlsin
科学家确定黑洞的具体位置图 片
科学家确定黑洞的具体位置

美国加利福尼亚大学的宇宙学家在 《自然》周刊上发表文章说，黑洞的体 积大约是太阳的260万倍，而银河系的其 他恒星围绕黑洞循环周转，构成巨大的 碟形。他们根据在夏威夷的天文望远镜 拍摄的照片，将黑洞定位在人马星座 A*(Sgr A*)的地方。那儿离地球有26000 光年的距离。据悉，那些图片是从1995 年起用4年时间拍摄的。