神秘的黑洞

第一篇：神秘的黑洞

2009年 第二期 飞扬中学科普专刊 责任编辑：理想

神秘的“黑洞”

“黑洞”是演变到最后阶段的恒星（恒星—白矮星—中子星—夸克星—黑洞）。由中子星进一步收缩而成，有巨大的引力场，使得它所发射的任何电磁波都无法向外传播，变成看不见的孤立天体，人们只能通过引力作用来确定它的存在，故名黑洞。在相对中，黑洞是由大质量恒星爆炸所产生的。例如太阳的寿命截止时，也将会形成黑洞？。

物理学家的观点来解释，黑洞其实是个星球，只不过它的密度极大，靠近它的物体都被它的引力所约束（就好象人在地球上没有飞走一样）。对于地球来说，以第二宇宙速度来飞行就可以逃离地球，是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，光速已经是极限速度了，所以连光都跑，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是黑色一片。

是否存在虫洞呢？虫洞可能是宇宙中最神秘的地方，自从虫洞理论提出以来，爱因斯坦和霍金都肯定了虫洞的存在，绝大多数科学家都致力于寻找虫洞确切存在的证据来完善虫洞理论，美国航空航天局甚至要给附近的虫洞做“人口普查”，但是，有一批美国科学家目前却提出全新的年法，认为所谓的虫洞根本是子虚乌有。

雁行理论

没有一只野雁会升得太高，如果它只用自己的翅膀飞行，野雁的感觉(雁行理论)。

下个秋天，当你见到雁群为过冬而朝南方，沿途以ｖ字队形飞行时，您也许已想到某种科学。家论点已经可以说明他们为什么如此飞。

野雁每年要飞行好几万英里，光是一天内就可以飞越好几百英里的距离，真是人世间的一大奇观，而他们就靠随时不断的互相鼓舞来达到目的地。野雁的叫声不但热情十足，而且足以给人精神鼓舞„..。

当每一只雁鸟展翅拍打时，造成其它的雁鸟立刻跟进，整个鸟群抬升。借着ｖ字队形，整个雁群比每只雁鸟单飞时，至少增加了七十一个百分比的飞行距离。

想一想：

1、艺术字库里有多少种样式，你最喜欢的是那几种样式的艺术字？

2、如果要直接插入新的艺术字，我们应该怎么做呢？

一、紧扣特点说教材

选用教材：初级中学信息技术教材重庆大学第四版八年级上。

教材特点：专题编排为主，强调集团性、趣味性。

本节教材整合了语文、美术等诸学科元素。本节教材使学生进一步认识文字处理软件，学生在认识、欣赏了电子板报后，自己参与制作一份丰富多样、别具特色的电子板报作品。本课在《电子板报》这一单元板块的学习中所起的作用相当大，不仅是对上一课学习内容的细化，还将本单元的学习推向了一个高潮，学生的学习兴趣也由此冲向最高点，可以直接延续到紧随其后的同样精彩一课《灵活多样的版面设置》。是word教学中非常重要的一课。

二、凸显主体说学情

学生经过二学期的训练，已初步掌握了电脑和网络操作的一些基本技能，通过本节课的学习会加深学生的操作能力。但学生的学习基础差异较大，兴趣指向离散度高，因而设计任务时注重任务的层次性和激发兴趣的持续性。

三、更新理念说目标

1、知识与技能目标：

⑴．

通过学习，了解页面设置的知识。

⑵．

学会设置文字效果。

⑶．

学会在WPS文档中插入图片及调整图片。

⑷．

掌握图文混排的技巧，并会用网络收集资料。

2.过程与方法目标

⑴．利用文字工具对文字进行修饰。

⑵．合理选用图片，制作出图文并茂的作品。

⑶．培养学生的动手实践、协作学习、以及想象、创造、观察和知识迁移等能力。

⑷．培养学生从多种渠道获取信息，处理信息，应用信息的能力。

⑸．培养学生利用信息技术对其他课程进行学习和探讨的能力。

⑹．培养学生的创新精神和实践能力。

3.情感态度与价值观目标

⑴．通过欣赏优秀的电子板报，培养学生良好的审美情趣。

⑵．体会爱与被爱，享受人情的温馨。愉快学习，快乐创作。

⑶．培养版权意识。增强学生的组织能力和团队协作精神。

四、教学重点分析

word软件的应用领域是文字处理和排版，当然word的软件的教学之重点也就是这两点。文字处理包括文字的录入（这有涉及到汉字输入法的知识）、编辑、格式设置（字体、字号、颜色、特殊格式）；版式设置包括页面设置（纸张、边距、缩进、间距、边框、背景）、对象（图片、文本框、艺术字）插入及版式。

教学重点：文字处理、图片和网页图片的格式设置

五、教学难点分析

文字修饰、图文并排的灵活适当运用。因此在本节课的教学过程中，提醒学生：我们的最终目的是在修饰文章，把整个文章修整得漂亮、美观、协调、和谐，不拘泥具体的某一部分的修饰，注重文章的整体布局。

六、依据理论说教法

1、教学方法

构建一个真实的情境来引导学生探究，围绕给“三峡移民精神”做板报的任务。采用多种教学手段，完成新知识的学习。

其主要教学方法：任务驱动教学法、分层教学法、探索式教学法、讨论法、演示法。

2、学法指导

体现学生的主体地位。体现学生的主体地位，在老师的帮助指导下，让学生自己领悟，自主操作通过小组协作学习最后达到有情感的创作电子作品。

七、整合资源说准备

硬件准备：多媒体电子教室

软件准备：多媒体教学软件

素材准备：多媒体短片、图片网址

八、情感互动说过程（小组协作学习）

㈠．创设情景，激趣导入

通过出示“三峡移民精神”短片，（投影和广播教学软件展示）。

教师通过三峡移民精神的板报启发诱导学生进入新课。以“三峡移民精神” 为主题，对学生进行爱国爱家教育。

上节课我们在初识电子板报的时候认识文字处理软件wps、word，今天我们就来进一步的学习怎样用word来做一份图文并茂的电子板报。

（请学生打开word2003）

㈡．合作学习，探究新知

任务一：进行页面设置及对文字进行美化

教师讲解（屏幕广播）“页面设置”在新页面中，通过点击“文件”

“页面设置”对板报的版面进行设置。学生在实践过程中，必然会提出问题：选择多大的版面，纸张边距的如何设置，及页眉页脚进行设置，怎样进行分栏。对第一个问题，我先请同学回忆前面学过的有EXCEL中对页面的操作，将原有的知识迁移过来。

对第二个问题，文字的美化，叫同学点开“格式”菜单让学生自主操作，在操作中探索问题答案。我会进行课堂巡视，帮助学生解决问题。

任务完成必须有先有后，老师鼓励先完成的学生积极协作和指导后进者。学有余力的同学让他们自主探索图片的插入方法，并把自己的发现与其它同学共享。全体学生完成后引导同学归纳页面设置及文字修饰的一般操作步骤。并延伸到对一段文字的设置方式。

知识迁移：对段落的设置这一迁移的知识，一般同学都不太注意，因为这一设置效果没有修饰效果来得显著，但作为教师应启发学生，学习者不能只追求眼前的效果，更应该扎扎实实对学好操作技能。在板报的制作过程中注重培养学生发现问题、提出问题、多种途径尝试解决问题的能力。

任务二：学会插入图片、将文件中的图片插入文章中、设置图片格式以及图片不同的文字环绕方式。

1、教师在大屏幕展示带图片并设置好格式的精美“三峡移民精神”板报作品。

2、教师讲解图片的插入方法：选择“插入——图片——来自文件或剪贴画”选择一幅自己喜欢的画。

3、讲解图片格式的设置方法：对图片的格式进行设置，指到图片点鼠标右键，在出现的对话框中选择设置图片格式工具可对图片进行文字颜色与线条、大小、版式的设置，与文字的绕排方式的设置先请同学们单击图片工具栏的文字环绕按钮，了解七种文字环绕方式。然后分组研究。

4、图片工具栏的使用。

全班分六个小组，分别研究七种文字环绕方式的操作方法及其对图文混排效果的影响。

小组活动期间倡导学生相互交流，取长补短，融会集体智慧。

活动后期各组将研究所得填入“研究结果报告表”，并推举代表将研究成果向全班同学作演示汇报。

以小组合作形式完成作品，组内分工，共同完成任务，消除了学生能力上的差异，各展所长，从而调动学生的积极性，培养学生的合作精神和团队意识。

㈢．拓展延伸，升华感情

任务三：如何将WEB网页中图片加入板报中？

1、教师让学生上机实际操作，并得出操作方法。

2、抽能力较强学生在课堂上讲解并给其他同学示范。

3、教师强调并点评。

（1）只要在这张图片上单击鼠标的右键，在弹出的菜单中选择“图片另存为„„”命令，将图片保存下来，再用word2003中“插入”菜单——“图片”——“来自文件”来插入。在另存图片时，有的同学会忘记把图片存在哪个文件夹下去了，再进行下一步操作就有出现到处找图片的问题，这时我会提醒同学们把图片文件存在自己新建的一个“图片下载”文件夹中，以便用的时候找得到。

（2）、也可在弹出的菜单中选择“复制”命令，将图片复制下来，再粘贴到文档中。

4、图片的版权问题：插入来自文件的图片。此时应当提醒学生：当我们引用图片时，请尊重他人的劳动成果，注意图片版权。以网络为平台进行信息收集，培养了学生获取信息、处理信息和应用信息的能力，培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。

5、课堂练习：学生进一步修改美化“三峡移民精神”板报。完成后，每小组推选一幅作品。利用大屏幕展出，全班共同赏析。

㈣.课堂小结

首先抽部分学生自评，介绍设计思想、制作方法。再让其他同学评析。教师适时参与讨论，引导学生的价值观。培养学生的鉴赏能力。

对学生完成的作品，找出其优点，给予奖励。让学生都有成就感，真正做到愉快学习，快乐创作。

对敢于发表观点的同学应该予以肯定。让学生明白，每个人的审美标准是不同的，构成美的规律也是多样的。

经过以上环节的学习，本课教学目标基本完成。

㈤．课后作业：展示一幅奥运板报作品并布置以下作业。

大家都知道，在过几个月奥运会就要在我们国家举行了，关于奥运精神我们也了解了不少。现在，发挥你们的想象力，在网上收集资料作一个以展示北京08奥运风采为主体的小报，做得好的，老师可以帮你们打印出来，送给你们，你们可以放在教室里的板报上，可以带回家去给爸爸妈妈看一看。

九、板书设计：

插入——图片——来自文件或剪贴画

右击——图片另存为„„——插入——图片——来自文件 右击——复制——切换回word2003——粘贴

原文链接：http://chzhxxjx.banzhu.com/article/chzhxxjx-33-3346015.html

第二篇：数学日记神秘的黑洞

探秘“黑洞”

长兴县实验小学

508班

潘彦哲

在我们浩瀚的宇宙中，存在着这样一种极其神秘的天体叫“黑洞”。无独有偶，在我们数学探究中，也有这种极其神秘的“黑洞”现象。为了对神秘的数学黑洞有更多的理解，杨老师布置我们自己去查资料，探究黑洞的奥秘！

探究行动开始了，首先我把书本中关于黑洞的奥秘自学一遍，知道原来数学“黑洞”就是指自然数经过某种数学运算之后陷入了一种循环境况，最终都将得到固定的值，再也跳不出去了。比如我们可以随意选四个不同的数字，组成一个最大的数和一个最小的数，用最大的数减去小数，用所得结果的四位数重复上述过程，最多七步，一定是6174。

真的这样吗？我马上找了0、1、2、3四个数字试一试：3210-1023=2187，8721-1278=7443；7443-3447=3996，9963-3699=6264；6642-2466=4176，7641-1467=6174。哇哦！果然如此！就这样的一题，还不能足够说服我，于是，我又尝试随意选择四个数字：2、4、8、9，计算开始：9842-2489=7353，7533-3357=4176，7641-1467=6174。啊，成功了！原来真的是这样，真的太有意思了！

为了对黑洞有更多的了解，我上网查了有关黑洞的资料：这个黑洞被称为卡普雷卡尔黑洞。任取四个数（四个数字均为同一个数字的例外），按如上的规则运算，最后都“逃”不出去“6174”这个魔掌。

由此可以看出，这个循环的“黑洞”不管怎么绕，它最终只绕到“6174”，真的是一个“无底洞”呀。如果粗心的小朋友，其中一步算错，那么这个数字黑洞将永远不会出现。所以，要探秘真正的“数学黑洞”就是要从小认真仔细，要不然，一脚踩空，有可能再也出不来“数学黑洞”了！

第三篇：黑洞效应

黑洞效应

黑洞效应（Black hole effect）

什么是黑洞效应

黑洞效应就是一种自我强化效应，当一个企业达到一定的规模之后，也会像一个黑洞一样产生非常强的吞噬和自我复制能力，把它势力所及的大量资源吸引过去，而这些资源使得企业更加强大，形成一个正向加速循环的旋涡。

像DELL、沃尔玛已经开始具有了这样的特征，特别是沃尔玛，因为沃尔玛本身的销售能力特别强，所以供应商如果要在世界市场上扩大销量，就避不开沃尔玛，只能作为沃尔玛的供应商，而随着加入企业的增加，沃尔玛的规模就更大，对零售终端的影响就更强，就会有更多的供应商不得不进入沃尔玛的体系，所以对供应商来说，沃尔玛某种程度上成为了供应商深陷其中的“沃尔玛之茧”。

组织内部也有可能出现“黑洞现象”：有些风气或者说腐化现象一旦超过了一个临界点，就会像一个恶性肿瘤一样开始快速腐化周围的肌体，并且随着规模的扩大，腐化能力也在快速地增强，很多企业变质到一定程度之后，就很难依靠自我的力量来打破这种恶性循环。治理这样的企业，往往需要非常强有力的领导或者借助外部的力量才能扭转不断恶化的形势。所以，企业需要时时监控企业内部可能出现的不好的苗头，在萌芽状态的时候就尽快消灭，因为这时候付出的代价最小，也最容易消灭。当然困难的是发现哪些苗头可能恶化为一个吞噬企业生命的“黑洞”。如果等到败象已成再去施救，恐怕付出的不是企业的破产，就是伤筋动骨的大手术。

理论基础

经济增长的真实含义，实质上是经济规模的扩大，就是扩大的再生产。扩大再生产的实现途径有两种：一是投资规模的扩大，即通过增加投资的方式来实现，这里投资必须是收益率大于零的投资。另一种是消费规模的扩大，通过刺激消费来达到经济增长的目的。

凯恩斯主义倡导的增加有效需求实现经济增长的主张实际上是从扩大消费规模的方面入手。因此，凯恩斯主义之所以能够发挥作用的原因正在于此，这也是凯恩斯主义在逻辑上的合理性。但是，对经济增长有重要影响的另外一个方面是投资，这一点无论在哪一个经济学流派看来都是勿庸质疑的。但是投资活动也不能一概而论，收益率大于零的投资活动对经济的增长有促进作用，收益率小于零的投资活动对经济发展会有什么影响呢？

投资的真实含义是让资金（或其他经济资源）进入资本循环和资本周转过程，并在这个过程中不停的增殖。如果资本在循环和周转过程中遇到中断或停止，便无法完成增值的使命，而且初始的投资也不能得到完全的补偿。也就意味着总会有一部分资金或经济资源在这个过程中消耗掉了，从纯经济学的角度来说，这部分经济资源消失了。

其实，经济社会中还有更明显的例子能说明我们的问题，这个例子就是军费开支。很显然，武器既不是资本品也不是消费品，用于武器研究和开发方面的投入既算不上是投资也算不上是消费（马克思的经典著作

中就有同样的观点）。当然，不仅是用于武器方面的投入，用于整个国防方面的开支都具有同样的性质。有人可能会说，国防设施和技术可能会转为民用，而且总会有一部分技术会对经济发展有促进作用。我们并不否认这样的观点，但是，对于大部分没有民用价值的武器装备该如何看待呢？从纯经济学的角度讲，武器装备既不是资本品也不是消费品，用于军备方面的投入既不是投资也不是消费。

军费开支的规模对经济发展会有什么影响？前苏联的经验已经给了我们答案。有资料表明，前苏联在勃列日涅夫上台以后，出于和美国争夺霸权的考虑，进行了疯狂的军备扩张，这种与经济发展规模不协调的军备扩张导致了经济的严重停滞，这也是前苏联走向解体的一个深层次原因。

在开放经济的条件下，长期存在的巨额国际收支顺差对经济的健康发展又有什么影响呢？日本经济是最恰当不过的例子，我们知道，从20世纪70年代开始，日本几乎一直保持有巨额的国际收支顺差，而且在“泡沫经济”破灭之前，日本一直是世界上国际收支顺差最大的国家（有统计数据表明，日本现在仍然是最大的国际收支顺差国家）。长期的国际收支顺差，实质上是意味着有一部分本国的经济资源从本国的再生产循环过程中退了出来。很显然，顺差所代表的实体经济资源既没有用于本国的消费也没有用于本国的投资，顺差国实际上拥有的只是银行存款帐户上的数字。因此，从扩大再生产的角度来说，长期存在的巨额国际收支顺差实质上是从本国的再生产循环过程中退出来的一部分经济资源。

由此看来，在经济体系中确实存在一部分经济资源由于种种原因既没有用于投资也没有用于消费。有的虽然拥有投资的外在形式，但是它们并没有完成资本的整个循环和周转过程，而是从社会扩大再生产的循环过程中退了出来。我们能够直接观察到的是军费开支，但是有更多的情况，例如无效投资，我们很难进行直接的观察和测算。经济体系中的这种现象有点类似天体物理学中的黑洞，它们吸收物质但并不影响宇宙的总质量，我们知道它确实存在，但无法进行直接的测量和估算，只能找到一些间接的证据或发现它们产生的影响。我们把经济体系中存在的这种现象称之为“黑洞效应”。

马克思的经济理论认为，任何一个经济体系都可以认为是由两大部类组成：第一部类Ⅰ（生产资本品的部类）和第二部类Ⅱ（生产消费品的部类），同样，从纯经济学的角度来说，经济体系中活动也分为两大类即投资和消费。与此相对应的经济资源或物品也可以分为两大类：资本品和消费品。本篇文章的重点放在投资活动和资本品上，对于消费和消费品我们不做研究。

根据马克思对资本所下的定义：资本是能带来剩余价值的价值。从这个定义我们可以看出资本的重要的功能就是增殖。不管是货币还是实物如果不能带来或产生剩余价值，不能在资本循环和周转过程中增值则不应该看做是资本。同样，对于具体的投资活动来说，如果投资没有产生收益或者说投资的收益率小于零，则这样的经济活动不可以称为投资。

黑洞效应实例

透过微软看强势品牌的黑洞效应

强势品牌的存在犹如宇宙中的黑洞，是一个具有强大吸引力的引力场，它总是能最大可能地吸纳更多的社会资源，并将社会资源转化为社会财富，从而在激烈的市场竞争中生存下去。2005年7月1日全球品牌网上登载的《Windows不败：谁帮了微软？——透过微软看强势品牌的黑洞效应》一文(作者：钟洪奇)，以微软的Windows系统为例，描述了这一强势品牌黑洞效应的形成和作用过程。

正如文中所说，人们痛恨Windows系统不负责任的死机、莫名其妙的技术问题和高昂的一口价，微软的强势就像一种外来生物入侵破坏了生物的多样性，使人们失去了选择权，但Windows却在千夫所指下仍保持了它的强势市场地位，原因何在？既然微软产品的用户满意度从来不高，为什么大家偏偏要使用 Windows？作者认为，最根本的问题出在教育。因为绝大多数用户大学毕业后只会用Windows、MS Office等一些基本的应用，而且都是微软的产品，其他操作系统甚至根本没有听说过，所以市场用户才会严重倾向于Windows。也就是说，我们的整个教育体系在为微软源源不断地输送大批成熟用户。

在我国的教育体制中，从上世纪90年代开始，计算机就是各大学的必修课，而大多数非计算机专业的计算机课程学习都是以微软的软件产品为核心的。从教育的投入规模来看，2003年仅政府投入就达到6208.27亿元，民间的投入也不是小数，还有大量的计算机培训。应该说，我国每年在教育上的投入总额应在万亿量级。设想这其中即使只有1%的投入被用于以微软产品为核心的计算机教育上，那也意味着我国每年为微软的售前服务和市场铺垫投入了上百亿元。较之而言，政府对其他操作系统的支持要渺小得多。以Linux为例，即使政府给Linux厂商各种或明或暗的优遇，甚至直接给这些企业以各种应用项目，合计每年的投入总量也不过几百几千万，这样的投入力度如何能与上百亿元相抗衡？因此作者认为整个教育体系为微软支付市场推广费和售前服务费的结果使微软的产品可以贵买贱用，而Linux产品却是贱买贵用，这样Linux所谓的开放源代码的低成本优势丧失殆尽，难以成材也是情理之中。

由此作者总结出，品牌的本质正是对包括资本、人力、物力、政策，甚至人们感情在内的所有对其有用的社会资源的吸引力。当这个引力场强到一定程度时，它就形成了市场黑洞。虽然政府为了优化市场效率，考虑整体利益，会尽量想办法避免这种黑洞的产生，使社会资源的分配不至于过度集中，但从企业个体利益考虑，建立一个巨大的市场黑洞却几乎是每个企业的目标，每个企业都希望通过对品牌的持有获得强大的吸引力，以此得到更大的社会资源及相应的社会财富。

接着，作者针对处于品牌成熟期的微软产品谈了成熟期的品牌管理问题。作者认为这一阶段的品牌管理工作重心要从原来的引力场强化转移至引力场作用的发挥，并以腾讯的发展为例说明了这一问题。

在网络即时通讯发展的初期，QQ不断地投入资本培育它的品牌——一只小企鹅。但当品牌逐渐成熟后，它已经可以吸纳大量网民，其中包括这些网民的时间、金钱、感情、关注等，所有这些都是QQ吸引到的庞大的社会资源，这时，如何把这些社会资源转化为商业价值就是一个成熟品牌的最重要的任务。比如，网民的时间和关注可以通过广告来转化为商业价值，网民的感情可以通过出售QQ的皮肤、道具、积分等等来转化为商业价值……这对于任何一个管理者都是一个新的考验，它提出了与品牌成长期完全不同的素质要求，如果在这一阶段能够成功地将社会资源转化为社会财富，那将为企业带来巨大的商业回报。

第四篇：黑洞观后感

黑洞观后感

姓名：扎旺班级：金融3班

黑洞这个概念在我高中时期就曾听过，一直对此充满了兴趣，但是一直都没有机会涉猎。直到读大学在马克思主义基本原理概论课上，我才真正的和黑洞有了一次亲密接触。当时的我十分激动，充满着小小的期待与迷惑。

在看这部影片的时候，我不禁想到了牛顿这个物理学上的巨人，在他晚年的时候，牛顿开始致力于对神学的研究。他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说“上帝统治万物我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”

黑洞是一个密度极大的点，有着极强的重力和吸引力，以至于光线都无法穿越。那么黑洞是怎么形成的呢？这得追溯到宇宙大爆炸。黑洞的产生类似于中子星的产生过程某一个恒星在准备灭亡时，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的力量，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量——γ射线。

1960年8月贝克林首先发现了银河系的中心，这让人们对黑洞的存在抱有极大的疑惑。他们发现在距离银河系的中心—黑洞越近星系运行的速度越快。也就是说：离黑洞越近引力就越大，当完全接近这一点时所有的物质将会无法逃逸直至被撕碎。这是因为恒星的时空扭曲改变了光的路径。光在恒表面附近稍微向内偏折，当该恒星向内坍塌时，其质量导致的时空扭曲变得很强，光线向内偏折得也更强，从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，光线变得更黯淡更红。最后，当这恒星收缩到某一临界半径（史瓦西）时，其质量导致时空扭曲变得如此之强，使得光向内偏折得这么也如此之强，以至于光线再也逃逸不出去。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会被拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或时空区域，光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。目前科学家还发现了迄今为止最大的黑洞，它的质量达到太阳的100亿倍，他们距离地球2.7亿光年。大质量黑洞还在成长。出现在宇宙年龄仅为12亿年时的活跃黑洞，其质量要比稍后出现的大部分大质量黑洞质量小十倍。科学家对黑洞的成长速度进行了估算。该研究小组发现，那些最古

老的黑洞，即那些在宇宙年龄仅为数亿年时便开始进入全面成长期的黑洞，它们的质量仅为太阳的100到1000倍。研究人员认为这些黑洞的形成和演化可能和宇宙中最早的恒星有关。

科学家的这一系列研究发现无疑给后来者做了很好的铺垫。作为后来者我们更应该努力学习科学文化知识，培养良好的科学兴趣，为人类对世界的研究尽自己的绵薄之力。我们更应该对前期科学家的研究持有怀疑的态度，取其精华，弃其糟粕。以促进科学事业的再发展。

作为当代大学生的我们，更应该努力学习和运用马克思主义。努力学习马克思主义基本原理是大学生个人成长和长远发展的客观需要，具有重要的现实意义。更不能像牛顿晚年那样，竟然用神学的观点去解释自然现象。要坚持马克思主义，坚持唯物主义和无神论的观点，用马克思主义武装自己，确定马克思主义的坚定信念，才能使人辨明事理，发挥其导向作用，我想这才是我们学习这门课程的真正意义所在

第五篇：《黑洞》论文

论黑洞

摘要：黑洞（Black

hole）是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种密度无限大，体积无限小的天体，所有的物理定理遇到黑洞都会失效。

黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大，而体积却十分微小，它产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界（临界点）内，便再无法逃脱，甚至目前已知的传播速度最快的光（电磁波）也逃逸不出。

黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。并且，我们可以根据史瓦西半径，可计算出一个天体要维持形态的最小半径，根据黑洞的半径可反推算其质量。

一、黑洞的物质介绍

“黑洞”这个名字，总是令人遐想联翩。那么，究竟什么是“黑洞”呢？

这个名字的第一个字“黑”，表明它不会向外界发射或反射任何光线，也不会发射或反射其他形式的电磁波——无论是波长最长的无线电波还是波长最短的γ射线。因此人们无法看见它，它绝对是“黑”的。第二个字“洞”，说的是任何东西只要一进入它的边界，就休想再溜出去了，它活像一个真正的“无底洞”。[3]

也许有人会想：假如我用一只超级巨大的探照灯对准黑洞照过去，像照妖镜照住“妖怪”那样，黑洞不就“现原形”了吗？错了！射向黑洞的光无论有多强，都会被黑洞全部“吞噬”，不会有一点反射。这个“无底洞”，照样还是那么“黑”。把这种奇特的天体称为“黑洞”，真是太妙了。黑洞并不是科学家在一夜之间突然想到的。早在1798年，法国科学家拉普拉斯就根据牛顿建立的力学理论推测：“一个直径像地球、密度为太阳250倍的发光恒星，在其引力作用下，将不允许它的任何光线到达我们这里。”

这话是什么意思呢？我们不妨先从宇宙飞船说起。宇宙飞船要摆脱地球的引力进入行星际空间，速度至少要达到11.2千米/秒，否则它就永远逃不出地球引力的控制。这11.2千米/秒的速度，就是任何物体从地球引力场中“逃逸”出去所需的最低速度，称为地球的“逃逸速度”。太阳的引力比地球引力强大得多，因此太阳的逃逸速度也要比地球的大得多，为618千米/秒。再进一步，要是一个天体的逃逸速度达到了光速，那么就连光线也不可能从它那里逃逸出去了。这样的天体就是黑洞，拉普拉斯所说的那个恒星便是生动的一例。光是宇宙间跑得最快的东西，既然连光都逃不出黑洞，那么其他一切东西也就休想逃出去了。

随着科学的发展，人们对黑洞的认识也越来越深入。如今，关于黑洞的更准确的说法是：“黑洞是广义相对论预言的一种特殊天体。它的基本特征是有一个封闭的边界，称为黑洞的‘视界’；外界的物质和辐射可以进入视界，视界内的东西却不能逃逸到外面去。”正因为黑洞如此“只进不出、贪得无厌”，所以才有了一个不雅的外号：“太空中最自私的怪物”。

不过，事情也不是那么简单。出乎人们意料，黑洞这个“怪物”，有时候竟然还十分“慷慨”。这又是怎么一回事呢？原来，在20世纪70年代，英国科学家霍金等人以量子力学为基础，对黑洞作了更缜密的考察，结果发现黑洞会像“蒸发”那样稳定地往外发射粒子。考虑到这种“蒸发”，黑洞就不再是绝对“黑”的了。霍金还证明，每个黑洞都有一定的温度，而且质量越小的黑洞温度就越高，质量越大的黑洞，其温度反而越低。大黑洞的温度很低，蒸发也很微弱；小黑洞的温度很高，蒸发也很猛烈，类似剧烈的爆发。一个质量像太阳那么大的黑洞，大约需要一年才能蒸发殆尽；但是质量和一颗小行星相当的小黑洞，竟然会在一秒钟内就蒸发得干干净净！

二、黑洞的形成根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。

等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的，当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢)，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。

三、光被吸收的原因

光的发展可以分为几个时期，萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期以及现代光学时期。

17世纪，意大利格里马第首先得到光的衍射现象。他发现点光源的情况下，一根直杆的影子比假设光沿直线传播应有的宽度稍微大一点，也就是说光不严格安智贤传播，而会绕过障碍物前进。接着1672-165年间胡克也观察到衍射现象。并且和玻意耳独立研究了薄膜产生的彩色干涉条纹。这些都是光的波动性的萌芽。

在1801年杨氏通过著名的“杨氏双缝干涉实验”满意地揭示了白光下薄膜颜色的由来。还第一次测定了光的波长。1815年菲尼耳补充了惠更斯原理。形成了人们熟知的惠更斯-菲尼耳原理，运用这个原理不仅仅能圆满地解释光在均匀的各向同性的介质中直线传播，还能解释光通过障碍物时发生的衍射现象。因此，它成为了波动光学的一个重要原理。

1900年普克郎引进量子概念后，解决了波动理论不能解释的黑体辐射问题，并且得到了黑体辐射公式。他的理论开始突破经典物理在围观的束缚。打开了认识光的微粒性的途径。第一个完全肯定光除了波动性还有粒子性的是爱因斯坦在1905年发表的论文中。指出电磁辐射不仅被发射和吸收是以能量的微粒的形式出现而且以是速度c在空间当中运动。即光以微粒的形式存在。因此，即使是光，也无法逃逸出黑洞。

四、黑洞的观测

黑洞的确无法观测到,但是黑洞引力产生的现象却可以被科学家观测到：（1）双星吸积,即黑洞对周围恒星的吸积现象是可以被观测的.（2）黑洞接近无限大的引力可以某恒星的光线弯曲很厉害产生的引力透镜让我们看到恒星的全貌,即使该恒星背面我们没有黑洞帮忙是永远也看不到的.（3）黑洞吸积物质会产生非常强大的X射线暴.我们的科学家就是通过这些现象再加以计算推断就知道是不是黑洞了.许多黑洞的四周都环绕着一些天体，通过观察这些天体的行为，可以推断出黑洞的存在。然后，使用所猜测黑洞四周的天体运动测量值便可以计算黑洞质量。

您要寻找的就是那些运动表现似乎受到周围巨大质量影响的星体或气盘。例如，倘若某个可见星体或气盘在不稳定地运动或旋转，但又找不到附近有导致这种运动的可见原因。并且这种不明因素产生了某种效应，而这种效应似乎是由质量比太阳大三倍的天体（由于质量太大而不可能是中子星）造成的。那么，这种运动就有可能是黑洞导致的。然后，可以通过观测黑洞对可见天体产生的效应来估算黑洞质量。

例如，在星系NGC

4261的核心，有一个旋转的棕色螺旋形吸积盘。该吸积盘的大小与太阳系相当，但重量是太阳的12亿倍。既然存在质量如此巨大的吸积盘，就暗示着它的内部可能有一个黑洞。

五、黑洞质量的计算

根根据史瓦西半径，可计算出一个天体要维持形态的最小半径，根据黑洞的半径可反推算其质量，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

洛伦兹

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)

如果仅从史瓦西半径

看，所有半径尺度和质量大小的黑洞的存在都是可能的参考文献：

《光学教程》姚启钧著

《时间简史》霍金著

《果壳中的宇宙》霍金著

《广义相对论》爱因斯坦著

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END

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