典型习题中的现代物理知识(第二讲) 黑洞,GM/c2还是2GM/c2?
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摘要: 上一讲所说引力红移,即频率为v0的光子从质量为M、半径为R的天体表面发射到无穷远,频率会变为v(v
0),引力为红移: Z=(v0-v)/v=(1-GM/c2R)-1-1…(1) 由此可知,一定质量的天体,其半径越小,周围的引力场越强,光的引力红移现象越显著。当R缩到Rg=GM/c2…(2)时,v将变为零(Z→∞),这意味着光子的动能mc2=hv0在引力场中全部耗尽(hv0=GMm/R);若R g,光子的动能再也无法满足引力势能增加的需要,这时该天体的引力场就强到了连光子也不能从其表面逃逸的程度。 第五届全国中学生物理竞赛(1988年)决赛中就有一题涉及到这种天体:“有一种超高密度的天体,其巨大引力使得光子也无法逃逸出来,……,这种天体叫黑洞。