CAIE ALevel物理新大纲Astronomy & Cosmology公式!

CAIE剑桥国际考评中心ALevel物理(9702)从2022年起重新修改了考试大纲。A2部分新增了两大块儿全新的内容,PET scanning和Astronomy & Cosmology。今天带大家总结Astronomy & Cosmology部分的五个部分,大家需要掌握这五个公式,并熟练掌握计算以及单位。

公式一:平方反比定律(inverse square law)

F = L/(4πd2)

F:Radiant flux intensity

通常指的是在地球上单位面积接收到的光照强度。

单位:Wm-2

L:Luminosity

指的是恒星(Star)释放辐射的总功率。

单位:W

d:指的是Star到地球的距离

公式二:Stefan-Boltzmann law

L = 4πσr2T4

L:Luminosity

仍然是Star释放的总功率,单位:W

A:Surface area of the Star

指的是恒星的表面面积,单位为m2

我们认为Star是一个完美球体,因此表面面积为球表面积。

A=4πr2 ,  因此r为Star的半径,单位为m

T:thermodynamic temperature at the surface of the star

指的是恒星表面的Kelvin温度

单位:K

σ:Stefan-Boltzmann常数

σ=5.67 × 10–8 W m–2 K–4

公式三:Wien’s displacement law

λmax∝ 1/Tλmax:the maximum wavelength emitted by the star at the peak intensity指的是某一Star释放的光谱中,光照强度最大值(peak intensity)所对应的波长。单位:mT:thermodynamic temperature at the surface of the star指的是恒星表面的Kelvin温度单位:K

公式四:Doppler shift

∆λ /λ ≈ ∆f/f ≈ v/c通过观察,几乎所有的Star或galaxies都在远离我们,因此通常观察到的是red shift。Δλ=observed wavelength-wavelength in lab, λ∆f= frequency in lab, f-observed frequencyv: recessional velocity,衰退速度,单位:ms-1c:speed of light,光速,单位:ms-1

公式五:Hubble’s law

v≈H0dv:recessional velocity,衰退速度,单位:ms-1d:distance from the Earth,galaxies离地球的距离,单位:mH0:Hubble constant,常数,单位:s-1

由此演变出来计算宇宙的年龄,Age of the Universe,t=1/H0Age的单位:s

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