1. 史瓦西半徑的半徑公式
史瓦西半徑(Schwarzschild radius)的公式,其實是從物件逃逸速度的公式衍生而來。該值的含義是,如果特定質量的物質被壓縮到該半徑值之內,將沒有任何已知類型的力可以阻止該物質自身重力將自己壓縮成一個奇點。
它將物件的逃逸速度設為光速,配合萬有引力常數及天體質量,便能得出其史瓦西半徑。
根據天體逃逸速度(V1)的計算公式計算天體的史瓦西半徑。
V1=√(2GM/R)
V1指天體的逃逸速度 ,G為萬有引力常數,M為天體質量,R為天體重心與被吸引物體重心的距離。物體無法超過一個天體的逃逸速度,就不能擺脫其束縛,會被該天體吸引,無法脫離軌道而逃逸。
推導過程:
由萬有引力公式:
牛頓第二定律: 在這里 a 即 g
易得
由固定重力場位能得非固定重力場位能公式a.將
代換成
且h=R 故
表位能
b.列受星體吸引物質之速度與位能對應式 求得臨界半徑Rs(史瓦西半徑)
做勞倫茲變換
其中
得到
當v=c 求R之臨界直
當v大於等於c的時候(c為光速),光也無法逃離該天體的引力,此時即使是光,也只能進,不能出。則全式可得
天體的史瓦西半徑即為逃逸速度等於光速時候所得出的R的值。所以Rs=2GM/c^ 2(Rs為天體的史瓦西半徑)。
最後總結一下公式:
Rs=2GM/c^2
Rs為天體的史瓦西半徑,G為萬有引力常數,M為天體的質量,c為光速。
文字版:天體的史瓦西半徑等於萬有引力常數乘以天體質量乘以二再除以光速的平方。
2. 史瓦西半徑公式
史瓦西半徑公式是v=√(2GM/R)。史瓦西半徑是任何具有質量的物質都存在的一個臨界半徑特徵值。在物理學和天文學中,尤其在萬有引力理論、廣義相對論中它是一個非常重要的概念。
1916年卡爾·史瓦西首次發現了史瓦西半徑的存在,得出這個半徑是一個球狀對稱、不自轉的物體的重力場的精確解。一個物體的史瓦西半徑與其質量成正比。太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑只有約9毫米。
3. 如何計算史瓦西半徑(史瓦西半徑是怎樣得出的 公式是)
您好,我就為大家解答關於如何計算史瓦西半徑,史瓦西半徑是怎樣得出的 公式是相信很多小夥伴還不知道,現在讓我們一起來看看吧!1、史瓦...
您好,我就為大家解答關於如何計算史瓦西半徑,史瓦西半徑是怎樣得出的 公式是相信很多小夥伴還不知道,現在讓我們一起來看看吧!
1、史瓦西半徑的公式,其實是從物件逃逸速度的公式衍生而來。
2、它將物件的逃逸速度設為光速,配合萬有引力常數及天體質量,便能得出其史瓦西半徑。
3、Rs=2Gm/c^2推導過程:由 F=GmM/r^2 得知 r 越小 則F越大 而引力F 正比於 物體吸引落下速度V 且速度V最大值為C 求星體半徑臨界直(V=C之 r 臨界直) ; 即史瓦西半徑 由 F=ma=mg 得 GMm/r^2 = mg 故 g = GM/r^2 由固定重力場位能得非固定重力場位能公式 a. 將 E=mgh 代換成 E=GMmh/r^2 且 h=r 故 E=GMm/r 表位能 b.列受星體吸引物質之速度與位能對應式 求得臨界半徑r(史瓦西半徑) 1/2 mv^2 = GMm/r 做勞倫茲變換 1/2 mv^2/√(1-v^2/c^2)= GMm/r√(1-v^2/c^2) 得到r = 2GM/V^2 當v=c 求r之臨界直 則全式可得 Rs = 2GM/C^2 ; Rs為史瓦西半徑 ;左為史瓦西半徑公式(G為引力常數 M為恆星質量 C為光速) 事實上,牛頓力學及廣義相對論能導出相同結果,純粹是巧合而已謝謝採納!呵呵呵!。
4. 史瓦西半徑是怎樣得出的,公式是
史瓦西半徑的公式,其實是從物件逃逸速度的公式衍生而來。它將物件的逃逸速度設為光速,配合萬有引力常數及天體質量,便能得出其史瓦西半徑。
Rs=2Gm/c^2
推導過程:
由
F=GmM/r^2
得知
r
越小
則F越大
而引力F
正比於
物體吸引落下速度V
且速度V最大值為C
求星體半徑臨界直(V=C之
r
臨界直)
;
即史瓦西半徑
由
F=ma=mg
得
GMm/r^2
=
mg
故
g
=
GM/r^2
由固定重力場位能得非固定重力場位能公式
a.
將
E=mgh
代換成
E=GMmh/r^2
且
h=r
故
E=GMm/r
表位能
b.列受星體吸引物質之速度與位能對應式
求得臨界半徑r(史瓦西半徑)
1/2
mv^2
=
GMm/r
做勞倫茲變換
1/2
mv^2/√(1-v^2/c^2)=
GMm/r√(1-v^2/c^2)
得到r
=
2GM/V^2
當v=c
求r之臨界直
則全式可得
Rs
=
2GM/C^2
;
Rs為史瓦西半徑
;
左為史瓦西半徑公式
(G為引力常數
M為恆星質量
C為光速)
事實上,牛頓力學及廣義相對論能導出相同結果,純粹是巧合而已謝謝採納!呵呵呵!
5. 誰知道使瓦西半徑是怎麼樣求出來的
經典方式推導:
史瓦西半徑公式:r=2GM/c2(c的平方)
推導公式為:GMm/r=1/2mc2(c的平方)
,這表明達到光速的"理想"物質(其質量已考慮相對論效應,但沒關系,因為m可以約掉)到達視界時動能為零(即此時物質靜止),
但史瓦西半徑必須在廣義相對論的框架下導出,使用經典方式雖然可以得出形式上相同的結果,但是其中的物理意義是完全不同的。
半經典推導:
由
F=GmM/r^2
得知
r
越小
則F越大
而引力F
正比於
物體吸引落下速度V
且速度V最大值為C
求星體半徑臨界直(V=C之
r
臨界直)
;
即史瓦西半徑
由
F=ma=mg
得
GMm/r^2
=
mg
故
g
=
GM/r^2
由固定重力場位能得非固定重力場位能公式
a.
將
E=mgh
代換成
E=GMmh/r^2
且
h=r
故
E=GMm/r
表位能
b.列受星體吸引物質之速度與位能對應式
求得臨界半徑r(史瓦西半徑)
1/2
mv^2
=
GMm/r
做勞倫茲變換
1/2
mv^2/√(1-v^2/c^2)=
GMm/r√(1-v^2/c^2)
得到r
=
2GM/V^2
當v=c
求r之臨界直
則全式可得
Rs
=
2GM/C^2
;
Rs為史瓦西半徑
;左為史瓦西半徑公式
(G為引力常數
M為恆星質量
C為光速)