引力波的发现历程

引力波的发现历程

班级：12级物理一班

姓名：陈昊昱

学号：1207020008

摘要：引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，现代引力波研究已成为天体物理学的一个重要前沿课题。

关键字：引力波(gravitational waves) 广义相对论电磁波

一、引力波初期探索

牛顿在数学，物理和天文学方面有着许多重要的贡献。但是，他最为人知的贡献是发现了引力学定理。爱因斯坦的许多理论，包括对引力波的预言，都是从牛顿引力学理论中得到灵感的。

其中一个最广为人知的故事，是描述有一天，牛顿正坐在一棵苹果树底下思考着宇宙。突然一个苹果从天而降砸到了他的头上。震惊中的牛顿马上意识到发生了什么事。就在这一瞬间，他认识到了引力是怎样将物体拉向地球的。

这个故事可能是虚构的，但它却符合事实。牛顿对自然的观察使他发现了引力定理。他认识到那个将苹果拉向地球的力很可能与使月亮围绕地球转的力是一样的。从而，他认为所有物体之间一定存在一种吸引的力，并称之为引力。

根据他的发现，牛顿注意到所有物体都互相吸引。质量越大，引力越大，但随离开物体距离的增大而减小。他称这就是引力定理。

在他的引力学理论中，牛顿结合了另外三位伟大的科学家哥白尼(1473-1543)，开普勒(1571-1630)，伽利略(1564-1642)的理论。牛

顿的理论解决了许多他那个时期的难题，包括潮汐产生的原因，地球和月亮的运动，以及彗星的轨道问题。

虽然牛顿的理论解释了什么是引力，但是，在随后的300年中，引力产生的原因仍然是个谜

爱因斯坦认为是一种跟电磁波一样的波动，称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼，指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。牛顿认为是一种即时超距作用，不需要传递的“信使”电荷被加速时会发出电磁辐射，同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射，这是广义相对论的一项重要预言。

二、引力波检测的开拓者

爱因斯坦在把狭义相对论推广到广义相对论的研究过程中，他不但向世人说明引力是一种场，而且还发现了场方程，而场方程是联系引力物质的质量与时空“弯曲”的程度、性质之间的桥粱。

爱因斯坦认为，物质的分布及运动不仅决定其周商整阊的“弯曲”程度，同时还影响周围时间的流逝。这个“弯曲”的空间和时间一起，反过来再决定其周围物质的运动。物质间的万有引力作用就是通过上述过程来实现的，这当然不能在瞬间完成。

当某一物体作加速运动时，就会以有限的速度逐步影响周围的时空结构，若这种影响以波动方式向空问传播，从而逐点改变着原来已经弯曲的时空，进而影响周围物体的运动。例如激发起其他物体作机械振动等，而那正是引力波的传播。这就好似电荷发生运动变化，引

起周围电磁场的变化而产生电磁波一样。

从理论上说，引力场方程一旦建立，立即就提出了这样一个问题，即已知电磁波是麦克斯韦方程组的解，那么引力波能否和电磁波相似地是爱因斯坦引力场方程的解呢？早在1916年，爱因斯坦对引力场方程取近似值后得到了波动解。尔后在30年代，他和罗森曾在场方程中求得严格的柱面波解，于是人们在理论上才倾向于相信引力波存在。引力场方程的波动解表明，时空的波动作为一个独立的实体，以光速在真空中传播。

爱因斯坦曾经提出具体的实验方法来检测射力波，但在许多年中没有人实施过，因为引力波实在是太微弱了。科学家们自然想利用宇宙中的引力波源研究引力辐射。人们知道，遥远的恒星、星系均受到引力作用，而且星球本身也是由于引力克服了巨大的热压力才合为一体的。这些庞大质量的天体的运动，可以形成强烈的引力摄动，而摄动就以引力波的形式向外传播出去。打个比喻吧，它们就像一些猛闯乱窜的摩托艇在水面上所激起一阵阵波涛的情形。l960年，美国马里兰大学物理学教授韦伯博士，首次进行了探测宇宙中引力波的实验。

韦伯设计出一种天线来检测引力波，而且研究出精细的探测方法。这种天线是一根长1.53米、直径0.66米、重达l.4吨的圆柱形铝棒，它悬挂在真空环境中，周围尽可能没有干扰性振动。如果有引力波垂直扫过来时，就会激发铝棒振动。这种振动虽然很微弱，但是可以通过该棒中间附加的压电应变转换器变换为电信号检测到。实际

上，这根棒是根据爱因斯坦曾提出的实验方法设计的，但是人们还是习惯于称之为韦伯杆。

为了确定铝棒的振动不是因为当地发生波动或是由车辆开过时

发生震动而产生的，韦伯教授又在1000公里之外芝加哥附近的阿岗国家实验室，安装了一个类似的仪器。他想，假如有一个引力波扫过整个太阳系的话，那么两台仪器都会同时发生同样的反应。1969年6月16日，韦伯在《物理评论快报》上发表文章，宣布他和他的同事们探测到了一些可能是引力波的现象，因为在他们的两台仪器上，观察到了两个巧合的现象。韦伯还声称发现了100个左右的符合脉冲。

除去引力波之外，韦伯仔细地研究了所有可能引起这些脉冲的因素，其中包括太阳耀斑、雷电、人为的无线电信号、电活动以及地震波。但是他发现所有这些现象似乎和上述脉冲都无关系。韦伯的报告引起了世界科学界的兴奋和关注，科学家们纷纷进行类似的实验。譬如在美国纽约北部的罗彻斯特，在德国以及苏联，结果发现当年韦伯检测到的并不是引力波，因为有的实验的灵敏度超过韦伯的探测仪器，但都没有再发现类似的符合脉冲。

三、引力波的间接证据

韦伯的初次实验后大约10年，即1978年，科学家在探索引力波的历史上开创了一个崭新的局面。事情要从l974年说起，那一年，美国马塞诸萨大学的天文学家泰勒等人，使用波多黎各阿雷西博天文台的世界上最大的射电望远镜，在研究脉冲星的过程中，发现在双星里至少有一颗伴星是双星脉冲星。取名为PSRl913十16的脉冲伴星，

由具有1.4倍的太阳质量(仍然是中子星)或作为黑洞的伴星组成，绕着公共重心以约8小时的周期轨道运转。虽然该双星系统的两颗星中仅有一颗是脉冲星，但经过对其轨道进行的研究表明，它的另一颗伴星也是中子星。泰勒及其合作者测定了这颗脉冲星的信号到达地球的时间，从而以极高的精确度绘出了两颗中子星的轨道。

脉冲星在绕轨道运转时，因多普勒效应使脉冲发生异常，由此可以推算出其轨道周期。从l974-1978年这段时期，泰勒等密切地注视，不断地观测这一对双星脉冲星。为什么它们这么吸引人呢？因为它们具有这样的特性：信号脉冲周期很短，是双星系统的一员，运动速度高达光速的l／l000，轨道偏心率也很大，再加上相当强的引力场。泰勒认为，如果一个天体靠近另一个很大质量的星体运转，产生引力波，运转轨道将会因所特有的能量损耗而渐渐变小，轨道周期也会缩短。

四、引力波的探测

虽然科学家们一直在努力探寻宇宙中的引力波，但是，直到20世纪70年代，都还没有找到引力波存在的直接证据。于是，只得退而求其次，找间接证据。根据理论，相互绕转的双星脉冲星会发射引力波。如果是这样，它们就会因发射引力波而损失能量，它们的轨道周期会因此而缩短。于是，科学家便选定观测双星脉冲星的轨道周期变化，来间接证实它们是否发射引力波。

1974年，科学家们选定了天鹰座中距地球17000光年的一对双星脉冲星进行观测。在那以后的12年中，测得它们的轨道周期以每

年76毫秒的速度在减小。这与根据爱因斯坦理论的计算结果精确地相符。

美国在路易斯安那州和华盛顿州建造了两台激光干涉仪引力波

观测台，它们相距3000千米。每个观测台上有一个L形真空管探测臂，长4千米，在管的两端和转弯处有反射镜，让激光束在镜面之间来回反射。激光在弯处的镜面上通过干涉产生明暗条纹光带。如果有引力波通过，由于时空畸变，会使相互垂直的探测臂一个伸长、一个缩短，光带因而发生变化。相隔3000千米设两个观测台，是为了排除地球上地震、雷暴和火车行驶、飞机飞行等各种干扰因素，因为这些因素不可能在两地同时发生。这个观测台2002年开始启用，能探测到10-18米的长度变化。但迄今没有探测到引力波。

美、欧科学家计划在2012年发射航天器，利用太空的广阔距离对引力波进行探测。其方案是，将3对探测器送入太空，让它们组成等边三角形，相邻两对探测器之间的距离为500万千米，它们在地球后面以20度的夹角一起绕太阳运行。3对探测器之间用激光测量距离。如果有引力波传来，它会挤压时空，使3对探测器之间的距离发生微小的变化。灵敏的激光可测出一个原子直径大小的位移。由于它们所占的地域比地球上的探测器大得多，因而可能探测到更多的引力波源；灵敏度也更高，或许能探测到宇宙大爆炸时产生的原始引力波。

总之，爱因斯坦于1916年曾预言,加速的质量可能有引力波存在,但他提出的引力波与坐标选取有关，在某一个参考系看来，引力波可能有能量，而换一个参考系可能就没有。因此在初期，包括爱因斯坦

本人在内的大多数人对引力波都持怀疑态度。1956年，皮拉尼提出一个与坐标系选取无关的引力波定义；1957年，邦迪进而从理论上证明与坐标选取无关的平面引力波的存在。1959年，邦迪、皮拉尼和罗宾森更进一步证明，静止物体在引力波脉冲作用下会产生运动，这就间接地证明引力波携带着能量，并可被探测到。因为对引力波的探测不仅可以进一步验证广义相对论的正确性，而且将为人类展现出一幅全新的物质世界图景，茫茫宇宙，至个有物质，到处有引力辐射。约100年前对电磁波的验证，使人类从此进入电子时代，取得了惊天动地的巨大成就，那么，让我们设想一下，要是有朝一日，引力波被完全确证，人类社会将会发生怎样深刻的变化呢？

参考文献：

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引力波的发现历程

引力波的发现历程 班级：12级物理一班 姓名：陈昊昱 学号：1207020008 摘要：引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，现代引力波研究已成为天体物理学的一个重要前沿课题。 关键字：引力波(gravitational waves) 广义相对论电磁波 一、引力波初期探索 牛顿在数学，物理和天文学方面有着许多重要的贡献。但是，他最为人知的贡献是发现了引力学定理。爱因斯坦的许多理论，包括对引力波的预言，都是从牛顿引力学理论中得到灵感的。 其中一个最广为人知的故事，是描述有一天，牛顿正坐在一棵苹果树底下思考着宇宙。突然一个苹果从天而降砸到了他的头上。震惊中的牛顿马上意识到发生了什么事。就在这一瞬间，他认识到了引力是怎样将物体拉向地球的。 这个故事可能是虚构的，但它却符合事实。牛顿对自然的观察使他发现了引力定理。他认识到那个将苹果拉向地球的力很可能与使月亮围绕地球转的力是一样的。从而，他认为所有物体之间一定存在一种吸引的力，并称之为引力。 根据他的发现，牛顿注意到所有物体都互相吸引。质量越大，引力越大，但随离开物体距离的增大而减小。他称这就是引力定理。 在他的引力学理论中，牛顿结合了另外三位伟大的科学家哥白尼(1473-1543)，开普勒(1571-1630)，伽利略(1564-1642)的理论。牛

顿的理论解决了许多他那个时期的难题，包括潮汐产生的原因，地球和月亮的运动，以及彗星的轨道问题。 虽然牛顿的理论解释了什么是引力，但是，在随后的300年中，引力产生的原因仍然是个谜 爱因斯坦认为是一种跟电磁波一样的波动，称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼，指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。牛顿认为是一种即时超距作用，不需要传递的“信使”电荷被加速时会发出电磁辐射，同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射，这是广义相对论的一项重要预言。 二、引力波检测的开拓者 爱因斯坦在把狭义相对论推广到广义相对论的研究过程中，他不但向世人说明引力是一种场，而且还发现了场方程，而场方程是联系引力物质的质量与时空“弯曲”的程度、性质之间的桥粱。 爱因斯坦认为，物质的分布及运动不仅决定其周商整阊的“弯曲”程度，同时还影响周围时间的流逝。这个“弯曲”的空间和时间一起，反过来再决定其周围物质的运动。物质间的万有引力作用就是通过上述过程来实现的，这当然不能在瞬间完成。 当某一物体作加速运动时，就会以有限的速度逐步影响周围的时空结构，若这种影响以波动方式向空问传播，从而逐点改变着原来已经弯曲的时空，进而影响周围物体的运动。例如激发起其他物体作机械振动等，而那正是引力波的传播。这就好似电荷发生运动变化，引

2020年高三二轮复习强基础专题十五：物理学史及研究方法(解析版)

强基础专题十五：物理学史及研究方法 1.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是 A. 奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出了右手定则 B. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力恒量 C. 伽利略通过理想斜面实验，提出了力是维持物体运动状态的原因 D. 库仑在前人的基础上，通过实验得到真空中点电荷相互作用规律 2.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家的叙述中，符合历史的说法是 A. 牛顿发现了万有引力定律 B. 在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行验证 C. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点 D. 亚里士多德最早指出了“力不是维持物体运动的原因” 3.关于物理学研究方法和物理学史，下列说法正确的是 A. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 B. 根据速度定义式，当△t非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法 C. 亚里士多德认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法 D. 牛顿在伽利略等前辈研究的基础上，通过实验验证得出了牛顿第一定律

4.在物理学发展上许许多多科学家做出了巨大贡献。下列符合物理史实的是 A. 牛顿提出了万有引力定律并利用扭秤实验装置测量出万有引力常量 B. 法拉第通过精心设计的实验，发现了电磁感应现象 C. 卡尔最先把科学实验和逻辑推理方法相结合，否认了力是维持物体运动状态的原因 D. 第谷用了20年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律 5.下列说法中正确的是 A. 伽利略设计的斜面实验巧妙地借用了“冲淡”重力的方法，通过实验现象推翻了亚里士多德的“物体运动需要力来维持”的错误结论。 B. 牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证。 C. 第谷通过多年的观测，积累了大量可靠的数据，在精确的计算分析后得出了行星运动三定律。 D. 动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，而且对于微观粒子和高速（接近光速）运动的物体也适用。 6.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列说法中，不正确的是 A. 奥斯特实验说明电流具有磁效应，首次揭示了电和磁之间存在联系 B. 直流电流、环形电流、通电螺线管的磁场均可用安培定则判断 C. 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，受此启发，安培提出了著名的分子电流假说 D. 洛伦兹力方向可用左手定则判断，此时四指指向与电荷运动方向一致 7.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是 A. 亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因 B. 哥白尼提出了日心说，并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

引力波

引力波 (Redirected from 重力波(相对论)) 本文介绍的是相对论中的引力波。关于流体力学中的重力波，详见“重力波(流体力学)”。 在物理学中，引力波指时空曲率中以波的形式从射源向外传播的扰动，这种波会以引力辐射的形式传递能量。阿尔伯特·爱因斯坦根据他的广义相对论[1]，于1916年预言了引力波的存在[2]。理论上可以被探测到的引力波射源包括由白矮星、中子星或黑洞组成的联星系统。引力波现象是广义相对论的局域洛伦兹协变性的结果之一，因为它限制了相互作用的传播速度。相反，牛顿引力理论中的相互作用都以无限的速度传播，所以在这一理论下并不存在引力波。 科学家已通过各种间接方法发现了引力辐射的证据。例如，拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现赫尔斯－泰勒脉冲双星在互相公转时逐渐靠近，这为引力辐射的存在提供了证据；两人因这项发现于1993年获得了诺贝尔物理学奖。 [3]科学家也利用引力波探测器来观测引力波现象，如简称LIGO的激光干涉引力波天文台。2014年3月17日，哈佛－史密松天体物理中心的天文学家宣布利用BICEP2探测器在宇宙微波背景中观测到引力波的效应，一经证实，这将成为宇宙暴胀和大爆炸理论的强烈证据。 概述

爱因斯坦广义相对论所描述的引力，是时空曲率所产生的一种现象。质量可以导致这种曲率。当物质在时空中运动时，附近的曲率就会随之改变。大质量物体运动时所产生的曲率变化会以光速像波一样向外传播。这一传播现象就是引力波。[7][8] 当引力波通过远处的观测者时，观测者会发现时空被扭曲了。两个自由物体之间的距离会有节奏地波动，频率与引力波相同。然而，在这一过程中，这两个自由物体并没有受力，座标位置也没有变化；改变的，是时空座标本身的距离。在观测者处的引力波强度和与波源间的距离呈反比。根据预测，螺旋形靠近的中子双星系统由于质量高、加速度高，因此在合并时会发射出强大的引力波。但是因为天文距离尺度之大，就算是最激烈的事件所产生的引力波，在到达地球后效应已变得极低，其应变的数量级低于10?21分之一。[9]为了探测到这种细微的变化，科学家不断增加探测器的灵敏度。截至2012年，最为敏感的探测器位于LIGO和VIRGO天文台，灵敏度高达5×1022分之一。[10]这些天文台未能探测到引力波，这为这种引力波的频率设下了上限。欧洲空间局正在研发一座用来探测引力波的空间天文台，激光干涉空间天线。 线性偏振引力波 引力波能够穿透电磁波所无法穿透的空间。科学家推测，引力波能够帮助了解位于宇宙远处的各种天体，例如黑洞。这类天体无法用光学望远镜和射电望远镜等传统方式观测。宇宙学家还能够利用引力波来观测宇宙最早期状态。传统的天文学方法无法用来直接观测早期宇宙，因为在复合之前，宇宙无法被电磁波所穿透。[13]对引力波更精确的测量还能进一步验证广义相对论。 引力波理论上可以取任何频率，但极低频率几乎无法探测，而极高频率也没有可观测的已知波源。史蒂芬·霍金和维尔纳·伊斯雷尔（Werner Israel）预测，可以被探测到的引力波频率在10?7 Hz和1011 Hz之间。 引力波通过时的效应 一个由粒子组成的环在十字型偏振引力波下的作用

高考历史二轮习题：专题十四 近代以来世界的科学技术、19世纪以来的世界文学艺术

专题十四近代以来世界的科学技术、19世纪以来的 世界 文学艺术 一、选择题(每题3分,共45分) 1.伽利略不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点,更创立了研究自然科学的新方法。伽利略的新方法( ) A.促进近代自然科学产生 B.重视系统的观察和实验 C.推动了文艺复兴的开展 D.创立了经典力学体系 答案 B 伽利略在研究自然科学的过程中,重视系统的观察和实验,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,故选B项。近代自然科学诞生的标志是哥白尼《天体运行论》的发表,排除A项;文艺复兴的开展对伽利略新方法的创立产生重要影响,排除C项;牛顿创立经典力学体系,排除D项。 2.有学者认为,哥白尼的革命意味着把人从宇宙的中心和特权地位上撤换下来,而康德在一定意义上是把人当作偶像崇拜的。二者( ) A.对人的地位的认识是对立的 B.有利于思想解放运动发展 C.促进了近代科学的发展进步 D.动摇了中世纪神学的统治 答案 B 哥白尼提出“太阳中心说”否定了传统的“地球中心说”,“把人从宇宙的中心和特权地位上撤换下来”是指改变了人类对自然界的认识,开拓了人们的视野。“康德在一定意义上是把人当作偶像崇拜的”,提高了人的地位,有利于思想解放。据此可知B项符合题意。 3.“1859年11月24日清晨,雾霭中,伦敦几家书店的门口人声鼎沸,人们争先恐后地排队购买刚出版的新书……初版1 250本书在发行的当天就被销售一空。……书中的观点震撼了世界。”材料中提到的书籍是( ) A.《社会契约论》 B.《资本论》 C.《物种起源》 D.《共产党宣言》

答案 C 由题干中的时间信息“1859年11月24日”可知,该书是《物种起源》,故选C项。《社会契约论》出版于18世纪,故A项排除。《资本论》于1867年、1885年和1894年分为三卷出版,故B项排除。《共产党宣言》发表于1848年2月,故D项排除。 4.19世纪70年代,上海的生丝市场中一种新的交易方式通行起来。商人们在上海买到生丝的同时即在伦敦市场上将其出售。这种交易方式的通行得益于( ) A.中国生丝质量的提高 B.近代科学技术的进步 C.民族资本主义的初步发展 D.中国产业结构的调整 答案 B 从材料信息可知,上海生丝市场中的生丝交易可以与伦敦市场同步,这种交易方式的通行得益于近代通讯事业的进步,故选B项。中国生丝质量优劣与材料中的交易方式通行并无关联,排除A项;甲午战争以后,中国民族资本主义初步发展,C项与材料信息及史实均不符,排除;材料信息未涉及中国产业结构的调整,故D 项错误。 5.(2019江苏常州期末)引力波也被称为“时空的涟漪”,是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播并传输能量。成功预言了引力波存在的科学理论还( ) A.准确预见了海王星的存在 B.推动了欧洲启蒙运动进程 C.拓展了对宏观世界的认识 D.发现能量辐射的运动规律 答案 C 成功预言了引力波存在的科学理论是爱因斯坦的相对论。相对论拓展了对宏观世界的认识,故选C项。A项是牛顿力学的影响,排除;17世纪自然科学的进步推动了欧洲启蒙运动进程,相对论于20世纪初提出,故B项错误;D项属于量子力学成就,排除。 6.20世纪80年代,西欧国家纷纷采取措施以解决科技落后于美、日的问题。法国制定的“研究开发基本法”以信息技术为首要开发领域,联邦德国实施为期5年的

引力波 论文

浅谈引力波的历史、定义及意义 摘要：在爱因斯坦提出引力波概念100周年以后，美国的LIGO【激光干涉引 力波天文台 (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory）】和欧洲的VIRGO引力波探测器联合发布消息，宣布已经探测到距离地球约13亿光年的两个大约30太阳质量的黑洞碰撞所发出的引力波。这是物理学界里程碑式的重大成果，引力波探测的成功，为人类观察宇宙提供了一个崭新的窗口。 关键词：广义相对论引力波探索历史意义

2016年2月11日，北京时间23:30分，加州理工学院、麻省理工学院、LIGO科学联盟、以及美国国家科学基金会，向全世界宣布: We have detected Gravitaiton Waves.We did it!（我们已经探测到引力波，我们做到了！）瞬间这一消息引爆微博、朋友圈等各大平台。作为一名大一的学生，我对这一“不明觉厉”的名词产生了浓厚的兴趣，在看过若干生动形象的科普视频、现场发布会实录、对著名科学家霍金的这方面的采访，查阅过相关文章后，决定系统地浅谈一下关于引力波的渊源、探索历史、具体定义，及这项轰动全球的事件背后重大的意义。 1915年，爱因斯坦发表广义相对论论文，革新了自牛顿以来的引力观和时空观，创造性地论证了引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲。1916年，爱因斯坦在广义相对论的框架内，又发表论文论证了引力的作用以波动的形式传播。 简单生动地来讲，引力波是时空中的涟漪。如果把时空想象成一张巨大的橡胶模，有质量的物质会让橡胶模弯曲，好比在蹦床上扔了个保龄球，质量越大，时空被引力波扭曲的越厉害。举个例子来说，地球绕着太阳转，是因为太阳的质量非常大，导致其周围的时空大大形变，如果想沿着这样的形变走直线，你会发现，事实上是在绕圈，轨道就是这样来的，并没有什么力拉着行星绕圈，只是时空弯曲着。有质量的物质一加速，改变了时空中的扭曲，引力波随之而生。任何有质量并且（或者）有能量的东西，都能产生引力波。要是两个人彼此相绕跳一支舞，他们也会导致时空的涟漪，但非常微不足道，实际

万有引力理论的成就练习题(含答案)

第七章 万有引力与宇宙航行 第3节 万有引力理论的成就 1．人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）在轨道运行的过程中，常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外，主要是为了保证其运行的寿命。据介绍，由于受地球引力影响，人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）运行轨道会以每天 100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）的正常工作，常此以久将使得其轨道越来越低，最终将会坠落大气层．下面说法正确的是（ ） A ．轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小 B ．轨道半径减小后，卫星的向心加速度减小 C ．轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小 D ．轨道半径减小后，卫星的环绕角速度减小 【答案】C 【解析】卫星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得： 222 224Mm v G m m r m r ma r r T πω====， 解得：2T π= v = ω= 2GM a r = 故在轨道半径减小后，周期减小，线速度增大，角速度增大，向心加速度增大。故C 正确。 2．在某行星表面附近有一卫星，绕该行星做匀速圆周运动，测得其周期为T ，引力常量G 已知，则可算出 A ．该行星的质量 B ．该行星的直径 C ．该行星表面的重力加速度 D ．该行星的平均密度 【答案】D 【解析】AB ．根据2 224Mm G mR R T π＝得，行星的质量232 4R M GT π=，由于行星的直径未知，故无法求出行星的质量。故AB 错误。 C ．根据2Mm G mg R ＝，行星表面的重力加速度222 4GM R g R T π=＝，由于行星的直径未知，故无法求出行星表面的重力加速度。故C 错误。

《一名物理学家的教育历程》练习(附答案详解 )

《一名物理学家的教育历程》练习答案 一、语用小题夯基练 阅读下面的文字，完成1～3题。 外面的世界很精彩，充满着未知的神秘，蕴含着无穷的力量，既然如此，为何还要________呢？不如走出这个习惯守旧的圈子，去体验“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”的自由与快乐！李氏青莲，曾让贵妃研墨，力士脱靴，享受着至高无上的荣耀，只因“我辈岂是蓬蒿人”，告别了繁华的都市——长安。但心中那份“________”的志向，让他并不气馁，他游历四方，挥洒豪情，写下了无数动人的篇章。如果他当初不走出官场这个限制他才华的“圈子”，何来“诗仙”之美名，怎会留下传诵千古的美妙诗句呢？ ()。 日裔美籍物理学家加来道雄，童年时内心充满了无限的________，常会给自己提出只有孩童才问的________的问题，比如“鲤鱼怎样观察它们周围的世界”“鲤鱼的世界会是什么样子”等等，可正是这份幼稚，让他走出物理学家固有的思维“圈子”，走出成人习惯守旧的“圈子”，开启了他对未来探索的大门，获得了事业的巨大成功，被誉为“第二个爱因斯坦”。 1．依次填入文中横线上的词语，全都恰当的一项是() A．畏葸不前天涯何处无芳草遐想昏昏然 B．墨守成规天生我材必有用遐想傻乎乎 C．墨守成规天涯何处无芳草憧憬昏昏然 D．畏葸不前天生我材必有用憧憬傻乎乎 解析：选B第一组，畏葸不前：畏惧退缩，不敢前进。墨守成规：守着老规矩不肯改变。结合下文“走出这个习惯守旧的圈子”分析，此处应选“墨守成规”。第二组，天涯何处无芳草：一是指大千世界机会很多，不要过分注重于某一件事儿而不知变通；二是指男女之间没有必要固守一方，可以爱的人或值得爱的人很多。天生我材必有用：指上天生下我，一定有用到我的地方。前文引用了李白的“我辈岂是蓬蒿人”，此处运用李白的诗句“天生我材必有用”更妥帖。第三组，遐想：指悠远、无拘无束地想象联想。憧憬：对美好事物的向往。结合下文语境选“遐想”更合适。第四组，昏昏然：是指脑子不清醒，昏昏欲睡的样子。傻乎乎：糊涂无知或憨厚老实的样子。结合上下文语境看，用“傻乎乎”更妥当。 2．下面填入文中括号内的语句，衔接最恰当的一项是() A．走出这个圈子，人们会感受到不一样的世界，看到不一样的自己 B．人们会看到不一样的自己，走出这个圈子，感受到不一样的世界 C．人们会感受到不一样的世界，走出这个圈子，看到不一样的自己

引力波

在爱因斯坦的广义相对论中，引力被认为是时空弯曲的一种效应。这种弯曲时因为质量的存在而导致。通常而言，在一个给定的体积内，包含的质量越大，那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。当一个有质量的物体在时空当中运动的时候，曲率变化反应了这些物体的位置变化。在某些特定环境之下，加速物体能够对这个曲率产生变化，并且能够以波的形式向外以光速传播。这种传播现象被称之为引力波。 当一个引力波通过一个观测者的时候，因为应变(strain)效应，观测者就会发现时候时空被扭曲。当引力波通过的时候，物体之间的距离就会发生有节奏的增加和减少，这个频率对于这了引力波的频率。这种效应的强度与产生引力波源之间距离成反比。绕转的双中子星系统被预测，在当它们合并的时候，是一个非常强的引力波源，由于它们彼此靠近绕转时所产生的巨大加速度。由于通常距离这些源非常远，所以在地球上观测时的效应非常小，形变效应小于1.0E-21。科学家们已经利用更为灵敏的探测器证实了引力波的存在。目前最为灵敏的探测是aLIGO，它的探测精度可以达到1.0E-22。更多的空间天文台(欧洲航天局的eLISA计划，中国的中国科学院太极计划，和中山大学的天琴计划)目前正在筹划当中。 引力波应该能够穿透那些电磁波不能穿透的地方。所以猜测引力波能够提供给地球上的观测者有关遥远宇宙中有关黑洞和其它奇异天体的信息。而这些天体不能够为传统的方式，比如光学望远镜和射电望远镜，所观测到，所以引力波天文学将给我们有关宇宙运转的新认识。尤其，引力波更为有趣的是，它能够提供一种观测极早期宇宙的方式，而这在传统的天文学中是不可能做到的，因为在宇宙再合并之前，宇宙对于电磁辐射是不透明的。所以，对于引力波的精确测量能够让科学家们更为全面的验证广义相对论。 （图1） 图1：引力波谱；不同引力波源所对应的频率范围（注意频率是取了对数后的值），周期。以及所对应的探测方式。 通过研究引力波，科学家们能够区分最初宇宙奇点所发生的事情。原则上，引力波在各个频率上都有。不过非常低频的引力波是不可能探测到的，在非常高频的区域，也没有可靠的引力波源。霍金(Stephen Hawking) 和以色列（Werner Israel）认为可能可以被探测到的引力波频率，应该在1.0E-7 Hz 到1E11Hz之间。 引力波在不断的通过地球；然而，即使最强的引力波效应也是非常小的，并且这些源距离我们很远。比如GW150914在最后的剧烈合并阶段所长的引力波，在穿过13亿光年之

引力波郭英森现状引力波被证实郭英森消息

引力波郭英森现状引力波被证实郭英森最新消息 爱因斯坦因为是权威，因为是教授，所以他的一言一行都受到全球科学界的关注，在民间，并不是说没有能人，比如我们今天要说的郭英森，虽然并未被科学界进行权威证实和验证，但不得不说，其研究确有着一定的逻辑性和科学性，比如说，他通过自己独特的方法和公式计算出来的引力波理论。5年前，方舟子等人对郭英森的引力波理论进行了无性的嘲笑，但现在，美国科学家已经证实了引力波的存在，在媒体上，人们一致认为，这是对爱因斯坦引力波预言的证实，但在郭英森看来，爱因斯坦的引力波理论只是一种预言，而他通过计算方式所发现的引力波，才是真正的权威。 非你莫属节目视频：点此观看 《非你莫属》五年前的春节特别节目中，被称为“诺贝尔哥”的辽宁抚顺前管道工郭英森曾提到过引力波，但被嘉宾和主持人打断，并当面嘲笑。节目刚开始，郭英森提到了引力波概念，并准备有图纸，当郭英森拿出“相对论量子力学”公式时，方舟子说：我看不懂，因为这个是你自己发明的。而当郭英森试图解释该公式时，方舟子再次表示：是你自己发明的。另一位CEO则说：“自己对长生不老、变万年龟这种话题更感兴趣。”郭英森拿出自己写的新论据，试图说服。而主持人张绍刚则阻拦，劝CEO赶

紧告诉郭英森，自己对他的解释并无兴趣。董浩再三强调：“救人要紧!悬崖勒马!”郭英森表示，所谓的“诺贝尔哥”称号并不是自己取的。而诺贝尔奖从来只奖励那些提出新思想的人。郭英森这些年整理了大量资料，并将自己的研究成果发送到各个相关科研机构本报专访“诺贝尔哥”郭英森——“他们确实欠我一个道歉”昨日，本报记者在北京对被网友称为“诺贝尔哥”的郭英森进行了专访。在他看来，当初参加节目的有些嘉宾和老板，都欠他一个道歉，不过他说：“别人的道歉都能够接受，方舟子的不会接受。”当初上节目心里不舒服“没有太多机会说话，本来还想提“UFO”，后面也没提”昨日下午，在北京市首都图书馆，老郭穿着朴素的大衣，戴着擦得锃亮的眼镜，坐在二楼大厅的一角。看到记者赶到，老郭赶忙起身。记者：当初参加《非你莫属》，初衷是什么? 郭英森：那是一档专门的求职栏目，所以我去也仅仅是希望找到一份收入还行的工作，然后再用赚来的钱做研究。但当时我第一次上台，有些紧张，再加上栏目组安排些环节，导致思路不太清晰。记者：你在电视台提出引力波，被嘉宾嘲笑，12盏灯灭了9盏，当时啥感受? 郭英森：说实话当时心里挺不舒服的，但是这种难受并不是因为自己的结论没有被大家认同，而是自己没有太多机会说话，以及那些老板们其实根本不懂，还嘲讽我。当时我一上台，第一个环

自然辨证法 观察与理论.

在观察与理论的关系问题上都有哪几种观点?我们如何去看待这二者的关系问题? 关于观察过程中是否能排除理论影响的问题存在两种不同的认识。 一种观点认为 ,必须把观察和理论严格区分开来,观察不应受任何理论因素和主观想法的干扰,而保持它绝对的客观性。 (只承认观察的客观性,而否定其主观性 17世纪的培根主张要进行不受理论制约的纯粹的观察 ; 现代西方科学哲学中的逻辑经验主义学派提出不受任何理论影响的中性观察 ; 另一种观点认为 ,观察渗透着理论,观察离不开理论的指导 现代科学哲学家波普尔、汉森、库恩等人 他们认为纯粹的中性观察是根本不存在的 爱因斯坦也认为:“是理论决定我们能够观察到的东西……只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象中推论出基本现象来” 从具体的科学研究过程来看,观察是离不开理论指导的,观察渗透着理论,具体表现为: ①理论对观察有定向作用。观察实验的构思与设计是在一定的理论知识指导下进行的。 ②观察者要受到背景知识影响。观察不仅仅是获取信息的过程,还有对信息的选择、加工和提取问题。对于同一个被观察对象,由于观察者原有的理论、知识和经验不同,因而对于信息的分析和提取也可能不同。俗话说:“内行看门道,外行看热闹” ,对同一张 CT 胸卡,病人看到的内容与医生看到的差别就很大。 ③对观察结果的陈述渗透着理论。任何观察结果都要通过观察语言来记录和表达,而最终进入科学理论中。观察语言是一种客观描述,但也有主观解释的成分。

如:当临床医生用血栓概念来陈述其观察结果时,这时临床观察实际上已走进病理学的框架之内,要受到已有的病理学理论知识的支配和影响。 坚持观察的客观性和强调观察离不开理论的指导,二者在本质上一致的。正确的理论对人们的认识活动有一定的指导作用,如果我们硬要把观察与理论割裂开来,那这种观察只能是一种盲目的、没有科学性的观察。谈谈历史上对于观察的几种错误观点,及观察的主观性和客观性? 历史上有两种错误观点 ⒈否定观察的客观性 ①古希腊柏拉图的理念论 他把世界分为可知世界和可见世界,认为观察到的具体事物是不真实的,只有通过理性认识到的“理念”才是永恒不变、唯一真实绝对存在的 ②中世纪一些经院哲学家 他们只相信书中的教条,而不相信观察到的事实 ③近代唯理论者笛卡儿 他认为观察不可靠,只有理念才是可靠的 ⒉否定观察的主观性 ①经验论者和一些科学家 主要代表是培根、洛克、赫胥黎 ②逻辑经验主义 他们把科学分为观察层次和理论层次,把这两个层次截然分开了,违背了可观察性原理

广义相对论引力波(论文)

引力波探索 姓名:于克锋 学号:2003080007 摘要: 电荷被加速时会发出电磁辐射，同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射，这是广义相对论的一项重要预言 关键字: 引力波(gravitational waves) 广义相对论电磁波 引力波: 牛顿在数学，物理和天文学方面有着许多重要的贡献。但是，他最为人知的贡献是发现了引力学定理。爱因斯坦的许多理论，包括对引力波的预言，都是从牛顿引力学理论中得到灵感的。 其中一个最广为人知的故事，是描述有一天，牛顿正坐在一棵苹果树底下思考着宇宙。突然一个苹果从天而降砸到了他的头上。震惊中的牛顿马上意识到发生了什么事。就在这一瞬间，他认识到了引力是怎样将物体拉向地球的。 这个故事可能是虚构的，但它却符合事实。牛顿对自然的观察使他发现了引力定理。他认识到那个将苹果拉向地球的力很可能与使月亮围绕地球转的力是一样的。从而，他认为所有物体之间一定存在一种吸引的力，并称之为引力。 根据他的发现，牛顿注意到所有物体都互相吸引。质量越大，引力越大，但随离开物体距离的增大而减小。他称这就是引力定理。 在他的引力学理论中，牛顿结合了另外三位伟大的科学家哥白尼(1473-1543)，开普勒(1571-1630)，伽利略(1564-1642)的理论。牛顿的理论解决了许多他那个时期的难题，包括潮汐产生的原因，地球和月亮的运动，以及彗星的轨道问题。 虽然牛顿的理论解释了什么是引力，但是，在随后的300年中，引力产生的原因仍然是个谜 爱因斯坦认为是一种跟电磁波一样的波动，称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼，指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。牛顿认为是一种即时超距作用，不需要传递的“信使”电荷被加速时会发出电磁辐射，同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射，这是广义相对论的一项重要预言。 引力波的基础理论 线性爱因斯坦方程 引力波广义相对论下的弱引力场可写作对平直时空的线性微扰 ，其中 这里是平直时空的闵可夫斯基度规，是弱引力场带来的微

第六课求索真理的历程

高二 政治组 主编人： 审核人 班 姓名 月 日 现在一切美好的事物，无一不是创新的结果。 第六课求索真理的历程 第一框人的认识从何而来 【知识探究】：1．实践是人们认识世界改造世界的一切物质性活动。 2．实践是有意识、有目的的活动，盲目的实践是不存在的。 3．实践是社会性的活动，单个人的实践活动是不存在的。 4．实践的历史性在 于它是有目的的，客观的物质性的活动。 5 ．人类最基本的实践活动是生产实践。 6．错误认识不是来源于实践，正确认识才来源于实践 7．直接经验和 间接经验都是认识 的来源。 8．只有正确的认识才能指导人们的实践。 【知识落实】： 1．最近，我国有科学家采用铝铍埋藏测年法的技术手段测定，北京猿人生活在约七十七万 年前，此前，根据其他测年法，学术界采信“四五十万年前”的说法，上述考古研究情况表明 ①任何具体实践对认识真理性的检验都具有局限性 ②专家公认的检验手段和考古结论具有更高的可靠性 ③不同的考古实践手段必然得出不同的考古结论 ④不同考古结论应不断接受新的考古实践的再检验 A ．①② B ． ②③ C ． ③④ D ． ①④ 2．宋代的庄绰在《养柑蚁》一文中说：“广南可耕之地少，民多种柑橘以图利，常患小虫， 损失其实。惟树多蚁，则虫不能生，故园户之家，买蚁于人。遂有收蚁而贩者，用猪羊胖脂其中，张口置蚁穴旁，俟蚁人中，则持之而去，谓之养柑蚁。”老百姓利用蚂蚁治虫的事实说明 ①生产实践是认识的来源 ②正确的认识能够指导实践 ③生产实践的规模受历史条件的制约 ④生产实践中获得的认识都是真理 A ．①② B ．①③ C ．②④ D ． ③④ 3．“如果人站在月球上，眼睛看见地球是一个球体，无法分辨出细节，用放大2000倍的光 学显微镜可以看到地球上的楼房，如果用放大亿倍的纳米扫描遂道显微镜，可以看到水泥墙和泥土里的沙粒。”这一事实说明 A ．当今人们的认识能力是无限的 B ．新的认识工具和手段推动认识的发展 C ．认识来源于实践，推动实践发展 D ．人们对客观世界的认识进一步深化和扩展 4．马克思说：“理论一经掌握群众，也会变成物质力量。”这一论断是说 A ．理论对实践有能动作用 B ．理论对实践有决定作用 C ．实践比理论更重要 D ．理论比实践更重要 5．大禹治水，左手拿着“准绳”，右手拿着“规”和“矩”，“望山川之形，定高下之势”， “此数所由生也”，“此数”即指勾股定理。这个传说表明 A ．实践是发展的动力B ．实践是认识的目的 C ．实践是认识的来源 D ．实践是检验真理的唯一标准 6.在农村，人们发现鸡被吃了，总以为是黄鼠狼干的。科学家们通过大量的科学实验，否定了黄鼠狼专门吃鸡的恶名，它是个灭鼠“能手”。据估计，一只黄鼠狼一年能消灭三四百只 ①实践是认识的来源和动力 ②实践是获得知识的唯一途径 ③实践是认识的目的和归宿 ④实践是检验认识真理性的标准 A.①④ B.②③ C.①② D.③④ 7.“造烛为求明，求知为运用，学而不用如同耕地不播种，终无收获”，这一论断是在强调 A ．实践是认识发展的动力 B ．实践是认识的目的 C ．实践是认识的来源 D ．实践是检验认识的真理性的标准 8.2016年1月2日，中国科学院国家天文台对外发布：由中国国家天文台和美国俄克拉荷马大学．北京大学组成的研究团队发现，在距离地球最近的类星体Markarian231中隐藏着超大质量双黑洞。这是科学家首次用连续光谱的特征方法发现证据确凿的双黑洞。这表明 ①人类可以利用科技的发展逐步解开世界之谜 ②通过科学实验我们可以获得对客观事物的认识 ③通过实践可以把头脑中观念的存在变为现实的存在 ④人类认识的无限性决定了人们能够获得全部真理 A ．①② B ．①④ C ．②③ D ．③④ 9.人们不小心打破花瓶，除了沮丧别无他为，丹麦物理学家雅各布?博尔却在打破花瓶时细心收集碎片，按重量的数量级分类，由此发现不同重量级间的倍数关系，于是“碎花瓶理论”产生，这一理论在恢复破损文物等工作中发挥着重要作用。这体现的哲理是 ①哲学智慧产生于人类的实践活动 ②认识的差异源于认识主体的不同 ③获得真理是人的认识的根本目的 ④服务实践是科学理论的价值所在 A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④ 10.在当代，人类的交往已超出了民族和国家的范围，世界各国有着紧密的联系。任何国家的重大实践问题，都与整个世界密切相关。这说明实践是 A ．人们改造客观世界的活动 B ．客观的物质性活动 C ．有目的．有意识的能动性活动 D ．社会历史性的活动实践活动多种多样，18.下列选项中属于实践活动的有 A ．蜘蛛结网 B ．“一国两制”构想 C ．工程施工方案 D ．“十三五”规划方案实施 11.随着我国社会主义市场经济的不断深化发展、中国特色社会主义民主政治与法制日趋完善以及新媒体的广泛使用，我国公民的权利、义务意识和法制等观念日益增强，这说明 A.实践是认识的源泉和基础 B.实践是认识的目的和归宿 C.实践是认识发展的动力 D.实践是有目的、有意识的活动 12.“医生，不打针，行不行呀？”一句话，道出了多少病人的心声。研究人员公布了一款新科研成果一一无针头注射器。它是一种喷射注射器，在没有针头的情况下，利用高速压力能够令药物穿透皮肤打进身体内，这颠覆了人们的传统认识，是喷射注射系统技术的重大改进，能让患者告别打针之痛。这一事例说明了（ ） ①实践是一种直接现实性活动②认识源于实践，对实践具有促进作用 ③实践的需要推动认识发展 ④基于实践的认识发展是循环往复的 A ．①② B ．③④ C ．②④ D ．①③ 13.新时期我国农村改革是在不断总结经验的基础上逐步展开、递次推进的，它经历了从“大包干” 到税费改革，再到包括乡镇机构和管理体制等也内的综合改革过程，从而大大促进了我国农村经济和社会的发展。 ①实践是客观见之于主观的活动 ②人类实践活动具有社会历史性 ③认识的发展是一个螺旋式上升的过程 ④只有参加社会实践才能获得正确认识 A ．①② B ．③④ C ．②③ D ．②④

高中人教历史必修3第四单元近代以来世界的科学发展历程(能力卷)

第四单元近代以来世界的科学发展历程（能力卷） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．科学史上不乏富有传奇色彩又留下深刻启迪的故事。伽利略在比萨斜塔进行了重物自由下落实验，牛顿因苹果从树上坠落而产生万有引力的灵感，爱因斯坦设想孪生兄弟中的一个以光速作太空旅行后将会比未旅行的兄弟更年轻。三人相关理论告诉我们： A．科学发展以否定前人理论为前提 B．科学理论是在批判中向前发展的 C．三人共同奠定了现代物理学基础 D．生物学发展终于打破了神学桎梏 【答案】B 【解析】根据所学，伽利略创立了自由落体定律，推翻了亚里士多德的学说，牛顿在研究伽利略自由落体定律基础上提出了万有引力，爱因斯坦的相对论对牛顿力学进行了补充发展，可见科学理论是在批判中向前发展的，符合题意的是B项，A项表述过于绝对，C项中的“共同”，D项中的“终于打破了”表述均不符合史实。 2．美国学者马文·佩里指出，“自然界是机械的、可分析的、有规律的并被数学验证过的”，宇宙“被看成一个巨大的机器”，一些思想家还开始“以探索的批判的怀疑的精神审视欧洲的制度和传统”。材料中对自然的这种认识（） A．促成用人的思考和判断打破封建专制束缚B．改变了人们认识世界的角度和方式 C．促使人们放弃对上帝的信仰D．强有力地挑战了封建神学创世说 【答案】A 【解析】材料没有体现出人们认识世界的角度被改变，故B项错误；材料没有涉及放弃宗教信仰的内容，故C项错误；材料没有提及世界起源的问题，也没有否定神创说的信息，故D项错误；随着自然科学的发展，人们对自然界的认识越来越清晰，这就增加了人们的自信心，他们开始带着同样的认识转而思考人类社会本身，对传统的社会制度进行理性的思考，故A项正确。 3．《天体运行论》与《自然哲学的数学原理》是16、17世纪科学史上可相媲美的两部伟大著作。它们的共同之处在于 A．正确概括了客观世界的运动规律B．推动了启蒙运动向科学世界的进军 C．解放了思想使科学突破神学束缚D．促进了西方社会向工业社会的转变 【答案】C 【解析】《天体运行论》是波兰天文学家哥白尼所著的一本讲述他自己的天文学说的著作，《自然哲学的数学原理》是英国物理学家艾萨克·牛顿创作的物理学哲学著作，两部著作都在一定程度上否定了教会宣传的思想，解放了思想，使得科学突破了神学的束缚，C正确；哥白尼认为太阳是宇宙的中心，这一观点并

探秘美国引力波实验室

新浪科技讯北京时间7月15日消息，据美国《连线》杂志报道，早在1912年爱因斯坦就曾预言，诸如黑洞之类的大质量天体会发出引力波，一旦发现引力波可能会加深我们对宇宙的认识，改变我们对物理学的研究。为了实现这一目标，美国国家科学基金会(NSF)今年4 月批准了激光干预引力波天文台升级的计划。 激光干涉引力波天文台(LIGO)是由美国国家科学基金会资助的最大规模项目之一，处于发现引力波研究的最前沿。该探测器备有对质子极度敏感的超长激光器，其敏感度足以记录下相对微弱的引力波。以下是加利福尼亚理工学院四个LIGO实验室内部一瞥。 1.测试台上的红外光反射镜 测试台上的红外光反射镜 测试台上一面堪称完美无暇的镜子。虽然对可见光是透明的，但这面镜子可以反射近100%来自干涉计内激光的红外光。干涉计可以利用红外激光束极为精确地测量距离。激光束越长，干涉计就越敏感。在超强引力波穿过干涉计时，由于其引起的时空“涟漪”，它只会 略微改变干涉计的长度。

2.俯瞰干涉计顶部 俯瞰干涉计顶部 从加利福尼亚理工学院干涉计顶部俯瞰，这一仪器的形状呈现“L”形，每个“手臂”含有可延伸40米的激光束。为了给激光束创造必要的真空环境，这些不锈钢真空舱将被抽真空至十亿分之一个大气压的水平。在华盛顿和路易斯安那也有两具干涉计，加利福尼亚理工学院的干涉计是其原型，相对较小。拥有这些设施，科学家可以证实观测到的不规则现象确是引力波，而非经过实验室的汽车、坠落至遥远海岸的波，或是激光器本身的精妙变化。

3.真空舱内部一瞥 真空舱内部一瞥 这张照片展示了真空舱的内部，可以看到位于干涉计两只手臂交叉处(“L”形的关节处)的光束分离器。光束分离器是由镜子、滤光器和其他光学仪器构成。从这里，红外激光束会被传递至系统的每个手臂。经过校准，每个激光束的共振要保持一致，且极度精确。如果一股光束遭遇干扰，通过对比其他光束就能在此将其测算出来。 4.干涉计手臂

第六课----求索真理的历程练习题

第六课求索真理的历程练习题 1．曾几何时，由于技术所限，人类眼中的海洋只是邻近的一方水域；随着造船技术的提高和海上罗盘的使用，人类进入地理大发现时代，视野投向更广阔的海域；而今，借助载人深潜器、大洋钻探船等高新技术设备，深海世界的神秘面纱逐步被揭开。这表明( ) ①实践具有社会历史性②实践是认识发展的动力 ③实践具有直接现实性④实践是认识的目的 A．①②B．①④C．②③ D．③④ 2、2017年7月6日，欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)上的实验组宣布首次发现双粲重子，该发现由我国科学家主导。我国科学家高原宁表示：“发现粒子仅仅是个开始，由两个甚至是三个重夸克组成的重子还有很多没有被发现，未来的研究依然会非常地激动人心。”这一研究表明( ) ①人们的意识能够把观念变成现实②认识具有无限性和上升性 ③规律的存在不以人的意志为转移④思维和存在具有同一性 A．①②B．①③C．②④D．③④ 3、2017年春季教材全面落实“14年抗战”概念，大、中、小所有学段教材中的“8年抗战”一律改为“14年抗战”。该修订的哲学依据是( ) ①历史事实会随着认识的深化而变化②历史事实是修订的唯一可靠的根据③人们对客观事物的认识具有前进性和上升性④对事物的正确认识就是伴随着谬误修正的过程 A．①②B．②③C．①④D．③④ 4、“二十四节气”是中国人通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律而形成的知识体系。它很有效地指导了传统农业生产和日常生活，是中国传统历法体系的重要组成部分。在国际气象界，这一时间认知体系被誉为“中国的第五大发明”。“二十四节气”的知识( ) ①作为自然规律，支配着自然界的变化发展②具有科学性，表明思维与存在具有同一性③来自实践，对人们生产、生活有促进作用④对人的生产生活有指导作用，因而是真理A．①②B．②③C．①④D．③④ 5、截至2017年3月6日，我国共发射15颗风云气象卫星，为防御气象灾害提供有力保障。风石气象卫星发射以来对登陆的200多个台风都进行了有效预报，路径误差保持在70公里之内；24小时之内的气象预报准确率提高到87% 。这说明( ) ①气象卫星数量增加，必然使人类防御灾害能力实现飞跃 ②气象预报手段的不断完善，深化人们对气象规律的认识 ③气象卫星延伸了人类认识器官，改变天气变化的无序性 ④气象预报既体现世界具有可知性，又体现认识的有限性 A．①② B．①③C．②④ D．③④ 6、美国东部时间2018年2月6日，美国SpaceX公司于佛罗里达州肯尼达发射中心，第一次成功发射全球最大重型运载火箭——重型猎鹰。未来重型猎鹰将有可能把大型卫星送上轨道，或把宇宙飞船发射到月球等地，进而完成人类登月甚至是登陆火星的目标。材料体现的认识论道理是( ) ①思维不仅能认识存在，而且能正确认识存在②意识活动具有目的性、自觉选择性和主动创造性③实践是主观见之于客观的活动④人们只能在实践的基础上追求真理而不能发现真理 A．①③B．①④C．②③D．②④ 7、唐代大医学家孙思邈，将疾病分为“未病”“欲病”“已病”三个层次，认为上医医未病之病，

4、引力波问题

4、引力波问题 《自然杂志》１９卷４期的‘探索物理学难题的科学意义'的９７个悬而未决的难题：４．引力能否被屏蔽？７．引力子，你在何方？。 （一）引力波问题的广义相对论基础爱因斯坦广义相对论预言，引力波的主要性质有：①在真空中以光速传播；②携带能量和与波源有关的信息；③是横波，在远源处为平面彼；④最低次为四极辐射；⑤辐射强度极弱（如两个质子组成的旋转体系辐射的引力波强度约为它所辐射的电磁波强度的1 / 1057)；⑧物质对引力波吸收效率极低，穿透性极强（如地球对引力波几乎是透明的）； ⑦其偏振特性为两个独立的偏振态等。(摘自《2000年电子版中国大百科全书》天文学“引力波”中内容，作者秦荣先陈嘉言) 早在1916年，Einstein就根据弱场近似预言了弱引力波的存在，但最初关于引力波的理论是同坐标的选取有关的，以致引力波到底是引力场固有的性质，还是某种虚假的坐标效应，以及引力波是否从发射系统中带走能量等问题，长时间没有得到澄清。Einstein引力场方程是双曲型偏微分方程,它意味着引力场的扰动将以一个有限速度传播,这种扰动就是以光速传播的引力波。引力波方程可从Einstein引力场方程的弱场近似解导出，把弱场情况下的引力场势函数简化为一个二阶齐次偏微分方程，这个方程与电磁波方程在数学上完全相同，所以引力场的运动也是波动，其解也是普通的平面波方程，引力波是横波，速度等于光速。 线性爱因斯坦方程 引力波——时空的波纹（示意图） 广义相对论预言下的引力波是以波形式传播的时空扰动，被形象地称为“时空涟漪”（Ripples in Spacetime）。广义相对论下的弱引力场可写作对平直时空的线性微扰：（以下采用自然单位，引力常数G=光速c=1）。，其中，这里是平直时空的闵可夫斯基度规，是弱引力场带来的