1. 史瓦西半径的半径公式
史瓦西半径(Schwarzschild radius)的公式,其实是从物件逃逸速度的公式衍生而来。该值的含义是,如果特定质量的物质被压缩到该半径值之内,将没有任何已知类型的力可以阻止该物质自身重力将自己压缩成一个奇点。
它将物件的逃逸速度设为光速,配合万有引力常数及天体质量,便能得出其史瓦西半径。
根据天体逃逸速度(V1)的计算公式计算天体的史瓦西半径。
V1=√(2GM/R)
V1指天体的逃逸速度 ,G为万有引力常数,M为天体质量,R为天体重心与被吸引物体重心的距离。物体无法超过一个天体的逃逸速度,就不能摆脱其束缚,会被该天体吸引,无法脱离轨道而逃逸。
推导过程:
由万有引力公式:
牛顿第二定律: 在这里 a 即 g
易得
由固定重力场位能得非固定重力场位能公式a.将
代换成
且h=R 故
表位能
b.列受星体吸引物质之速度与位能对应式 求得临界半径Rs(史瓦西半径)
做劳伦兹变换
其中
得到
当v=c 求R之临界直
当v大于等于c的时候(c为光速),光也无法逃离该天体的引力,此时即使是光,也只能进,不能出。则全式可得
天体的史瓦西半径即为逃逸速度等于光速时候所得出的R的值。所以Rs=2GM/c^ 2(Rs为天体的史瓦西半径)。
最后总结一下公式:
Rs=2GM/c^2
Rs为天体的史瓦西半径,G为万有引力常数,M为天体的质量,c为光速。
文字版:天体的史瓦西半径等于万有引力常数乘以天体质量乘以二再除以光速的平方。
2. 史瓦西半径公式
史瓦西半径公式是v=√(2GM/R)。史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。在物理学和天文学中,尤其在万有引力理论、广义相对论中它是一个非常重要的概念。
1916年卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在,得出这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。太阳的史瓦西半径约为3千米,地球的史瓦西半径只有约9毫米。
3. 如何计算史瓦西半径(史瓦西半径是怎样得出的 公式是)
您好,我就为大家解答关于如何计算史瓦西半径,史瓦西半径是怎样得出的 公式是相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、史瓦...
您好,我就为大家解答关于如何计算史瓦西半径,史瓦西半径是怎样得出的 公式是相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧!
1、史瓦西半径的公式,其实是从物件逃逸速度的公式衍生而来。
2、它将物件的逃逸速度设为光速,配合万有引力常数及天体质量,便能得出其史瓦西半径。
3、Rs=2Gm/c^2推导过程:由 F=GmM/r^2 得知 r 越小 则F越大 而引力F 正比于 物体吸引落下速度V 且速度V最大值为C 求星体半径临界直(V=C之 r 临界直) ; 即史瓦西半径 由 F=ma=mg 得 GMm/r^2 = mg 故 g = GM/r^2 由固定重力场位能得非固定重力场位能公式 a. 将 E=mgh 代换成 E=GMmh/r^2 且 h=r 故 E=GMm/r 表位能 b.列受星体吸引物质之速度与位能对应式 求得临界半径r(史瓦西半径) 1/2 mv^2 = GMm/r 做劳伦兹变换 1/2 mv^2/√(1-v^2/c^2)= GMm/r√(1-v^2/c^2) 得到r = 2GM/V^2 当v=c 求r之临界直 则全式可得 Rs = 2GM/C^2 ; Rs为史瓦西半径 ;左为史瓦西半径公式(G为引力常数 M为恒星质量 C为光速) 事实上,牛顿力学及广义相对论能导出相同结果,纯粹是巧合而已谢谢采纳!呵呵呵!。
4. 史瓦西半径是怎样得出的,公式是
史瓦西半径的公式,其实是从物件逃逸速度的公式衍生而来。它将物件的逃逸速度设为光速,配合万有引力常数及天体质量,便能得出其史瓦西半径。
Rs=2Gm/c^2
推导过程:
由
F=GmM/r^2
得知
r
越小
则F越大
而引力F
正比于
物体吸引落下速度V
且速度V最大值为C
求星体半径临界直(V=C之
r
临界直)
;
即史瓦西半径
由
F=ma=mg
得
GMm/r^2
=
mg
故
g
=
GM/r^2
由固定重力场位能得非固定重力场位能公式
a.
将
E=mgh
代换成
E=GMmh/r^2
且
h=r
故
E=GMm/r
表位能
b.列受星体吸引物质之速度与位能对应式
求得临界半径r(史瓦西半径)
1/2
mv^2
=
GMm/r
做劳伦兹变换
1/2
mv^2/√(1-v^2/c^2)=
GMm/r√(1-v^2/c^2)
得到r
=
2GM/V^2
当v=c
求r之临界直
则全式可得
Rs
=
2GM/C^2
;
Rs为史瓦西半径
;
左为史瓦西半径公式
(G为引力常数
M为恒星质量
C为光速)
事实上,牛顿力学及广义相对论能导出相同结果,纯粹是巧合而已谢谢采纳!呵呵呵!
5. 谁知道使瓦西半径是怎么样求出来的
经典方式推导:
史瓦西半径公式:r=2GM/c2(c的平方)
推导公式为:GMm/r=1/2mc2(c的平方)
,这表明达到光速的"理想"物质(其质量已考虑相对论效应,但没关系,因为m可以约掉)到达视界时动能为零(即此时物质静止),
但史瓦西半径必须在广义相对论的框架下导出,使用经典方式虽然可以得出形式上相同的结果,但是其中的物理意义是完全不同的。
半经典推导:
由
F=GmM/r^2
得知
r
越小
则F越大
而引力F
正比于
物体吸引落下速度V
且速度V最大值为C
求星体半径临界直(V=C之
r
临界直)
;
即史瓦西半径
由
F=ma=mg
得
GMm/r^2
=
mg
故
g
=
GM/r^2
由固定重力场位能得非固定重力场位能公式
a.
将
E=mgh
代换成
E=GMmh/r^2
且
h=r
故
E=GMm/r
表位能
b.列受星体吸引物质之速度与位能对应式
求得临界半径r(史瓦西半径)
1/2
mv^2
=
GMm/r
做劳伦兹变换
1/2
mv^2/√(1-v^2/c^2)=
GMm/r√(1-v^2/c^2)
得到r
=
2GM/V^2
当v=c
求r之临界直
则全式可得
Rs
=
2GM/C^2
;
Rs为史瓦西半径
;左为史瓦西半径公式
(G为引力常数
M为恒星质量
C为光速)