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2016年2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并.已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M0,万有引力常量为G.
(1)两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍,合并后为太阳质量的62倍.利用所学知识,求此次合并所释放的能量.
(2)黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在.假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体.
a.因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在.天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动.由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞.利用所学知识求此黑洞的质量M;
b.严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在.我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为Ep=-G
m
1
m
2
r
(规定无穷远处势能为零).请你利用所学知识,推测质量为M′的黑洞,之所以能够成为“黑”洞,其半径R最大不能超过多少?

【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:81引用:2难度:0.5
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  • 1.两个动能均为0.59MeV的氘核对心正碰,聚变后生成氦3,同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10-27kg,氦3的质量为5.0049×10-27kg,中子的质量为1.6745×10-27kg,假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求:
    (1)写出上述核反应方程;
    (2)核反应中释放的核能(单位用MeV,保留三位有效数字);
    (3)核反应中产生的氦3的动能(单位用MeV)。

    发布:2024/11/11 8:0:1组卷:65引用:1难度:0.3
  • 2.两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰,聚变后生成氦3,同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10-27kg,氦3的质量为5.0049×10-27kg,中子的质量为1.6745×10-27kg.假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求:
    (1)写出上述核反应方程;
    (2)核反应中释放的核能(单位用MeV,保留三位有效数字);
    (3)核反应中产生的氦3的动能(单位用MeV)。

    发布:2024/11/11 8:0:1组卷:102引用:3难度:0.7
  • 3.1932年,有人使动能为0.5MeV的质子与静止的
    7
    3
    Li核碰撞,发现有两个同样的新核产生,这个核反应方程式为
    .实验中测得放出的那两个新核的动能之和为17.6MeV,已知上述反应中放出的那种新核的质量为6.6466×10-27kg,
    1
    1
    H和
    7
    3
    Li的质量分别为1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg,则反应中质量亏损Δm=
    kg,按爱因斯坦质能关系,相当于放出
    MeV的能量,这个计算值与实验结果符合得很好,从而证实了爱因斯坦的质能方程.

    发布:2024/11/10 8:0:1组卷:24引用:1难度:0.7
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