現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論宇宙篇

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論宇宙篇教 案黑洞任課教師 劉金壽 教學(xué)單位 物理學(xué)院 授課對(duì)象 05、06級(jí)全校文科類學(xué)生 課程總學(xué)時(shí) 32 基本教材 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論 二OO六 年 九 月大 連 大 學(xué) 教 案（略案模版）第 2 章內(nèi)容名稱黑洞教學(xué)目標(biāo)和基本要求理解黑洞的形成機(jī)理，掌握黑洞的分類，了解宇宙“黑”、“白”、“蟲”三洞重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：黑洞的探測與發(fā)現(xiàn)，致密恒星（黑洞）的噴流，黑洞的分類難點(diǎn)：生成黑洞的機(jī)理講課提綱 教學(xué)方法一、科學(xué)家的預(yù)言及黑洞的來源二、黑洞的觀測與發(fā)現(xiàn) 演示、誘導(dǎo)、知識(shí)聯(lián)想三、致密恒星（黑洞）的噴流 演示、誘導(dǎo)、知識(shí)聯(lián)想四、黑洞的分類 演示、誘導(dǎo)、知識(shí)聯(lián)想五、黑洞、白洞、蟲

2、洞及時(shí)空旅行 啟發(fā)、討論、知識(shí)聯(lián)想課件名稱：宇宙學(xué)概論（單機(jī)版Authorwere課件）時(shí)間分配 教學(xué)手段0.5課時(shí) 大屏幕講授0.2課時(shí) 大屏幕講授0.5課時(shí) 大屏幕講授0.5課時(shí) 大屏幕講授0.3課時(shí) 大屏幕講授教學(xué)小結(jié)黑洞 小結(jié)1科學(xué)家的預(yù)言（1）1798年拉普拉斯根據(jù)牛頓力學(xué)公式=預(yù)言，宇宙中存在著黑洞。（2）1916年史瓦西從“愛因斯坦引力方程”求得了類似拉普拉斯的結(jié)果，即一個(gè)天體的半徑達(dá)到=（M是天體質(zhì)量，c是光速）時(shí)，連光線也無法逃脫它的引力。2黑洞的觀測與發(fā)現(xiàn)觀測方法：通發(fā)現(xiàn)X射線源、射線源、引力透鏡、核心噴流等現(xiàn)象，間接推測黑洞。（1）天鵝座X-1號(hào)的雙星系統(tǒng)（2）X射線源L

3、MCX3中含有一顆質(zhì)量大約為10個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞（3）麒麟座X射線新星A062000（4）遙遠(yuǎn)星系（M87）的中心黑洞（5）銀河系及許多星系中心都存在著超級(jí)大黑洞，最大的達(dá)到30億倍太陽質(zhì)量，1小時(shí)吞吃600個(gè)地球質(zhì)量的物質(zhì)。銀河系中心的超大黑洞，據(jù)推測每小時(shí)吞噬4個(gè)地球。3黑洞的分類（1）史瓦西黑洞尋常黑洞如前所述的“史瓦西黑洞”屬于“尋常黑洞”，它由恒星演化而來。（2）超級(jí)大黑洞由爆發(fā)星系、類星體所形成的黑洞，稱為“超大黑洞”，存在于星系核心。（3）原始黑洞20世紀(jì)70年代由霍金提出。原始黑洞有如下特點(diǎn)：a. “放出物質(zhì)和輻射”意味著它具有溫度b. 小黑洞的吸積效應(yīng)小于發(fā)射效應(yīng)霍金證明了小

4、黑洞通過所謂“隧道效應(yīng)”可以放射出物質(zhì)和輻射，因而可以蒸發(fā)，而溫度則不斷升高。小黑洞的質(zhì)量在不斷減少，這種過程不斷升級(jí)，直到黑洞完全蒸發(fā)掉為止，這是區(qū)別于尋常黑洞的一個(gè)重要特征。質(zhì)量10億噸以上的才能存在迄今。（4）微型黑洞原蘇聯(lián)物理學(xué)家特羅緬柯于1991年又提出了“微型黑洞存在于一切空間”的假說。例如美國夏威夷群島的火山之所以仍在活動(dòng)，就是因?yàn)榈厍虻蒯Ｖ须[藏著微型黑洞，成為使巖漿處于沸騰狀態(tài)的熱源。而微型黑洞所發(fā)射的中微子數(shù)量是太陽的1000倍，因此在火山內(nèi)部較易觀測到中微子。4黑、白、蟲三洞黑洞是宇宙中的收縮區(qū)域，是吞食實(shí)物和光的“陷阱”；白洞卻是字宙中的膨脹區(qū)域，各類高能物質(zhì)乃至光線從這個(gè)源泉涌向字宙。建立黑洞和白洞的連通結(jié)構(gòu)蟲洞，通過這樣的超空間可以不費(fèi)時(shí)地從宇宙的這邊跳到那邊。5超空間發(fā)動(dòng)機(jī)和超時(shí)空旅行“超空間發(fā)動(dòng)機(jī)”。一旦研制成功，人類將可以乘坐太空船在太空高速飛行，從地球飛往火星將只需3小時(shí)，而飛往11光年之外的星球也只要80天！據(jù)稱，如果一切順利，科學(xué)