今天A加未來小編大家一下來解析一個(gè)比較冷門的ALevel物理知識(shí)點(diǎn)——宇宙學(xué)的相關(guān)情況。宇宙大爆炸(the Big Band)作為物質(zhì)的起源,可以說是物理學(xué)誕生的開始。在AQA考試ALevel物理知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)中,同樣有涉及宇宙學(xué)的相關(guān)知識(shí),一起來看看吧!
請(qǐng)先看Edexcel和OCR考試局Unit 5的一道題:
離我們最近的一顆恒星就是太陽。然而在宇宙中有著成千上萬,數(shù)也數(shù)不清楚的恒星。夜里,當(dāng)你仰望星空,90%的星星都是類似于太陽,或者比太陽大的恒星,叫做main sequence star。對(duì)于這個(gè)熾熱的太陽,你有沒想象一下,太陽的過去與未來?
我們先說太陽的過去。太陽是怎么形成的呢?在5000 million years ago,太陽形成的初始階段幾乎完全被密集的星云氣體和灰塵所掩蓋。由于重力的原因,星云團(tuán)的質(zhì)量向內(nèi)坍塌,隨著它的溫度和壓力的增加,這些片段會(huì)凝結(jié)成一個(gè)被稱為原恒星(Protostar)的超熱旋轉(zhuǎn)氣體。
繼續(xù)的坍塌會(huì)導(dǎo)致核聚變(Fusion)反映的開始。一顆恒星就誕生了。
我們的太陽經(jīng)過了4.5 billion years的核聚變反應(yīng),已經(jīng)進(jìn)入了‘中壯年’。形成了一顆穩(wěn)定的恒星。那么恒星的未來又在哪里?我們知道恒星的主要物質(zhì)是氫氣與氦氣。隨著核聚變的反映,最終,恒星會(huì)耗盡核心供應(yīng)的氫燃料,合成高質(zhì)量的元素,比如鐵,并且離開主序(main sequence)帶進(jìn)行下一階段的演化。
紅巨星(red giant)階段是緊接在離開主序帶之后的階段。因?yàn)殍F等其他很高質(zhì)量的物質(zhì),核心會(huì)繼續(xù)塌縮,剩余的氫燃料會(huì)膨脹。恒星膨脹的外層是對(duì)流的,湍流讓接近燃燒區(qū)域的物質(zhì)上升至恒星的表面,并和表面的物質(zhì)混和。這顆紅色的耀眼恒星就變?yōu)榱嗽瓉眢w積的若干多倍。
當(dāng)一顆恒星耗盡了供應(yīng)的燃料之后,依據(jù)它在生命期的質(zhì)量,它的殘骸可以是下面三種型態(tài)之一。
一、如果和太陽的質(zhì)量差不多,恒星的最終宿命演化成白矮星(white dwarf)。1個(gè)太陽質(zhì)量的恒星,演化成白矮星之后的質(zhì)量大約是0.6個(gè)太陽質(zhì)量,被壓縮的體積則近似地球的大小。白矮星是非常穩(wěn)定的天體,白矮星在剛形成時(shí)有著非常高的溫度。
二、如果恒星的質(zhì)量大于太陽的三倍,當(dāng)恒星的核心崩潰時(shí),就會(huì)形成爆炸,即時(shí)我們所說的超行星爆發(fā)(supernova)。壓力造成電子捕獲,因而使得大多數(shù)質(zhì)子都轉(zhuǎn)變成為中子。原本使原子核保持分離的力都消失了(按比例,如果原子核的大小像極小的灰塵,原子將有如一個(gè)足球的競(jìng)賽場(chǎng)那么大),恒星的核心就成為只有中子的致密球體(就像是個(gè)巨大的原子核)。這種恒星被稱為中子星(neutron star),有著極高的密度,所以它們非常的小,大小不會(huì)超過一個(gè)大城市,直徑只有十幾公里的數(shù)量級(jí)。
三、如果恒星的殘骸有足夠大的質(zhì)量,中子簡(jiǎn)并壓力將不足以阻擋恒星繼續(xù)向物質(zhì)內(nèi)部塌縮,當(dāng)坍塌為一個(gè)點(diǎn),我們稱之為奇點(diǎn)。這個(gè)恒星的殘骸就會(huì)成為黑洞(Black hole)。因?yàn)闊o限大的質(zhì)量,集聚為很小一個(gè)點(diǎn)。質(zhì)量就是無窮大。這個(gè)質(zhì)量大的物體,重力也無限大,大到連光也無法逃逸,所以我們稱之為黑洞。
總結(jié)來說:
以上就是A加小編關(guān)于ALevel物理考試中的宇宙學(xué)的一部分內(nèi)容指導(dǎo)和題型解析。Alevel物理知識(shí)點(diǎn)較多,并且考察的很深,要求學(xué)生有較高的理解,建議如果在學(xué)習(xí)中有問題的話,最好尋求A加未來國(guó)際課程老師的幫助,在老師一對(duì)一專業(yè)的指導(dǎo)下更有保障的開展課程學(xué)習(xí)吧!
本章來源:Alevel知識(shí)點(diǎn)
本章標(biāo)題:ALevel物理知識(shí)點(diǎn)解析—宇宙學(xué)
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