《物理学前沿》 思考题和习题精解
物理前言课的思考题
思考题关成波---量子输运1、调研下光合作用细菌的种类自然界中能以光合作用产能的细菌根据它们所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌(蓝细菌、原绿菌)和不产氧光合细菌(紫色细菌和绿色细菌)。
2、地球上的能源那些与光合作用有关人类所利用的传统能源（如煤、石油、天然气等）均与光合作用有关。
3、把激发态在分子间的传递等效看作是一个波沿着不同路径的传输，结合机械波和电磁波的干涉，思考激子波的路径相干叠加问题。
量子相干助力光合作用：量子力学认为，诸如电子等粒子常常表现出波一样的行动。
击中一个天线分子的光子会激起一波一波带能量的粒子——应激子。
这些应激子接着会从一个分子传到另一个分子，直到到达反应中心，这些应激子可能是相干的，它们的波纹会延展到多个分子那儿，然而，与此同时，它们也会保持同步并且互相加强。
相干量子波同时能以两种或多种状态存在，因此，具有相干性的应激子一次能以两种或多种路径穿越天线分子组成的“森林”。
事实上，它们能同时探测到多个可能的选择，并自动选择最有效的方式到达反应中心。
王守宇—科学方法论（这个自己答，要么课件有）论述题：要求展开论述，谈出自己的体会，不少于500字1. 结合本课程的学习，请提出一个你认为具有创新性的发明、制作或科学研究、科学实验等，指出创新点、研究思想、研究手段；并阐述你从中得到的体会。
2. 科研过程中我们应该具备的思维品质是什么？并选出至少2个思维品质展开论述，写出自己的体会。
3. 创新的概念是什么？如何能做到自主创新？你打算如何来做？尹红星—致密星1.白矮星和中子星中抗衡引力的分别是哪种压力？电子简并压，中子简并压力2.黑洞按照质量大小一般可分为哪些类别？黑洞根据其质量的大小，大体分成迷你型、恒星型、超大质量型三类。
3.中子星X射线双星的光变曲线上可能蕴含的时变信息有哪些？课件版本答案：NS XRBsX-ray Eclipse: 轨道周期X-ray Dips: 轨道周期X-ray Pulsation: 周期性信号，中子星自转周期Type I X-ray burst：准周期，渐进频率近似为中子星自转周期Type II X-ray burst:QPO: 准周期，多个频段，0.1Hz~1000Hz通过Pulsar、Type I X-ray Burst Oscillation可以知道中子星的自转频率通过Eclipse、Dip可以知道双星的轨道周期通过kHz QPO可以知道中子星或黑洞吸积流的最内稳定轨道通过以上光变时标，可以进一步约束致密星的质量、半径、（中子星）物态等物理信息结合能谱性质，可以研究致密星附近强引力场中的吸积流结构、辐射机制等物理规律夏利东—太阳风1.太阳内部是如何分层的？太阳辐射能量的来源和向外传输的主要过程和特点是什么?从内向外可以分为核反应区、辐射区、对流区三个区。
物理学前沿问题研究
物理学前沿问题研究作为自然科学领域中的一门重要学科，物理学与我们的生活息息相关，一直是许多科研人员致力于研究的领域之一。
随着科技的发展和人类对于自然探索的不断深入，物理学前沿的研究问题也逐渐浮出水面。
一、量子计算量子计算作为一门十分新颖和前沿的学科，其研究方向不断地吸引着许多物理学家的眼球。
所谓的量子计算，是指利用量子力学原理来设计和构建计算机系统的学科。
与传统的二进制计算不同，量子计算机可以利用量子叠加态和量子纠缠等技术处理大规模的数据，从而实现超快速的计算效率和更为高效的存储容量。
而对于这一领域的研究，目前仍面临着许多挑战，如量子比特操控实验技术的限制、量子纠缠及量子态重建技术等问题，这些问题也需要我们不断地研究和探索。
二、高能物理高能物理作为物理学的分支之一，其研究领域主要涵盖了宇宙学、弦理论等大量重要的理论与实验研究。
在高能物理的研究中，我们常常需要借助于最先进的仪器和技术，如强子对撞机、粒子加速器等设备，来让我们更加深入地探索物质的构成和性质。
三、纳米技术纳米技术作为新材料科学的重要分支之一，其研究重点主要集中在微观宏观尺度下的材料及器件的研究和应用，可广泛应用于光电信息、生物医学、环保节能等领域。
同时，其研究还包括了对于纳米材料的制备、性能优化等方面的研究。
而在纳米技术的研究中，我们也需要掌握许多重要的理论和实验技术，如扫描电镜、透射电镜等实验手段。
四、黑洞研究黑洞研究作为天文学的重要研究领域，其主要研究对象是黑洞与宇宙相关的重要物理现象以及相关的数学理论。
在这一领域的研究中，我们也需要借助于一系列的天文望远镜、探测器等设备来收集和分析数据，以此更加深入地探究黑洞内部的机制，理解宇宙现象的本质。
总之，物理学前沿问题研究是一个充满了想象和激情的领域，通过我们不断的探索和研究，我们一定会在这一领域中取得更加显著的进展。
现代物理学前沿选讲习题
若要
2GM v c r
，则需
GM c 2 r 2
。
1dyne 1g cm s 2 单位换算： 1N 105 dyne
前 x 后 x
而在S系观测时，由于u<<v，则 mA m0，而 mB m ，由总动量守恒： x： m0 0 mv m0 0 mv m0u m u 1 2 m0 u m u 1 2 y：
m0 m 1 2 m0 m 1 2 m0 m0 m 1 2 m 1 2 m0 m 1 2 m m0 1
整理
c h 1 2 cosq 1 2 2 2m c
2 2 h 2 cosq 2 c 1 2m
两边乘以´ 2，得：
c
令 ´则´ = ，得： 2 2 c h 2 cosq c 1
只有当
GM c2 r
时，v=c。
总结：当 时，星体已经坍缩为 黑洞。所以无论从牛顿力学还是狭义 相对论分析，都不能使一质点加速到 超过光速。
GM c 2 ~ r 2
习题6
利用量纲分析的方法，从普适常数 ， c 和引力常数 G 找出一个具有能量量 纲的量。（写出寻找的过程）
2 r
2GM 2GM v v r r
2
把太阳的半径和质量代入，得：
物理思考题与答案
大学物理思考题第一章 连续体力学一、填空题1-1 理想流体是指 无粘滞性 、不可压缩 的流体。
1-2 描述理想流体稳定流动的两个基本方程是伯努利方程 和 连续性方程 。
1-3伯努利方程成立的三个条件是 理想流体、 同一流管 、_稳定流动_。
1-4在水平流管中作稳定流动的理想流体，截面积大的地方流速__小 __， 流 速小的地方压强______大_____。
1-5 食用油在水平管道中流动时，管道半径增加到原来的2倍，流量增加为原来的 _____16__倍。
1-6 使液体表面张力系数减小的途径是 升高温度 或 掺入表面活性物质 。
1-7 已知某液体表面张力系数为α，则恰好能把一个半径为R 的细金属圆环从液体中拉出需用力为 απR 22⋅ 。
1-8 一个半径为2.00×10—2m 的肥皂泡 （α = 25.0×10—3 N / m ）它的内外压强差为 __R α4___ ，如果温度升高，此压强差将 减小。
1-9 两根材料相同的毛细管插入同一液体中，液面上升高度比为A h ﹕B h = 2﹕3，两毛细管半径比 A r ﹕B r 为 2∶3。
二、选择题1-10 用两根细绳将两轻球吊在同一高度，使两球间距离比较靠近，然后用一细管向中间吹气，使气流从两球中间通过，则两球 B 。
A 将分开B 将靠拢C 保持不动D 以上结论都不对 1-11 放在地面上的水槽侧面有许多小孔，设水面的高度H 维持恒定，则在__B____高度处的孔喷出的水射程最远。
A 2H/3B H/2C HD H/41-12两个相同的毛细管，一个插在水里，水上升高度为水h ；另一个插在酒精里，酒精上升高度为酒h ，管子插入时都是铅直的，表面张力系数水α=73×10-3N/m ，酒α=22×10-3N/m ，酒精密度酒ρ= 0.8g/cm 3，设两种液体接触角θ =0，则 水h ：酒h 为 A 。
A 2.65B 3.31C 0.30D 0.35第二章 气体动理论一、填空题2-1 指出下列各式所代表的物理意义（1）kT 21 热平衡态理想气体分子每一自由度的平均动能 。
高三物理学习中的思考题与解答
高三物理学习中的思考题与解答在高三物理学习过程中，思考题是学生们常常会遇到的一种形式，这些问题旨在激发学生的思考和探索能力，培养他们的解决问题的能力。
本文将探讨高三物理学习中的思考题与解答，并提供一些解题策略和方法。
一、思考题的意义在高三物理学习中，思考题是非常重要的一环。
与传统的选择题和填空题不同，思考题更注重学生对知识的理解和应用能力的培养。
通过思考题，学生可以更深入地理解物理的原理和现象，培养出对物理学的兴趣和好奇心。
思考题在一定程度上也可以锻炼学生的解决问题的能力。
解决思考题需要学生观察、思考、分析，寻找问题的关键点，尝试不同的解题方法，培养出学生的逻辑思维和创新思维能力。
二、解答思考题的方法1. 仔细阅读题目在解答思考题之前，学生首先应该仔细阅读题目，确保自己对题目的要求和条件有清晰的理解。
了解问题的背景和所给信息，明确解题的目标。
2. 分析问题在解答思考题时，学生应该对问题进行合理的分析。
通过分析问题，找出问题的关键点和需要解决的难点。
可以使用图表、模型或者化简问题等方法来帮助分析问题。
3. 创新思维解答思考题需要学生具备一定的创新思维能力。
学生可以通过尝试不同的解题思路，或者运用已学的知识进行推理，寻找不同的解题角度。
如果问题无法通过已有知识解答，可以尝试一些富有创意的思考方式。
4. 方法总结在解答思考题之后，学生应该总结和归纳解题的方法和思路。
思考题的解答过程是一个培养解决问题能力的过程，总结解题思路有助于学生在今后的学习中更好地应用。
三、案例分析以一个例题来说明思考题的解答过程。
例题：一辆汽车从A点出发，匀速行驶了3小时后，发现速度表指示的速度比实际速度快10%。
此时汽车已行驶了270千米。
由此可得出什么结论？解答过程：1. 阅读题目，明确问题：题目要求我们由已知条件得出结论。
2. 分析问题：首先，我们可以根据速度表指示的速度计算出每小时的平均行驶距离；然后，我们可以根据题目给出的行驶时间和行驶距离比较实际速度和速度表指示的速度。
物理学前沿问题探索
物理学前沿问题探索物理学前沿问题探索物理学是自然科学的一个重要分支，研究宏观物质的基本规律和微观物质的运动状态、相互关系以及它们之间的相互转化过程。
随着科技的不断发展，物理学的研究领域越来越广泛，理论和实验也日益深入。
在这样一个快速发展的时代里，物理学前沿问题的探索变得尤为重要。
1. 宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论是研究宇宙起源的科学理论，它认为宇宙始于一个极为炽热的单一点，形成了我们今天所看到的宇宙。
尽管宇宙大爆炸理论已经被广泛接受，但它仍有很多未解之谜，例如宇宙初始状态的性质、暗物质、暗能量等等。
要解决这些问题需要更加精确的观测数据和深入的理论研究。
2. 引力波引力波是爱因斯坦广义相对论预测的一种波动，它是由两个巨大的物体相互作用，发出的一种由空间时间弯曲传播的波动。
引力波的发现是物理学伟大的里程碑之一，对于深入研究黑洞、中子星等天体的性质至关重要。
未来科技的发展可能会让我们能够探测更加微弱的引力波，这将有助于更深入地研究宇宙的奥秘。
3. 粒子物理研究粒子物理研究是研究微观世界基本粒子的性质、相互关系以及它们之间的相互转化过程的学科。
粒子物理领域的发展对我们对宇宙的认识和理解产生了重要的影响。
在这个领域里，一些问题仍然是研究的焦点，如夸克胶囊等。
4. 量子计算量子计算是一种全新的计算方法，它利用量子力学中的超位置、超纠缠等现象，能够大大提高计算速度。
这种计算方式在处理某些复杂问题时非常有优势，但实际应用的难度很大。
要深入研究量子计算，我们需要进一步发展量子理论，研究如何有效地控制和运用量子态。
5. 量子通信量子通信是一种基于量子力学的安全通信方式，它利用量子态中的超位置和超纠缠现象，可以实现信息的精确传输和保密通信。
量子通信是一项重要的技术和研究方向，关乎国家和个人的信息安全。
未来，我们需要进一步发展这一领域，使得它能够更加广泛地应用到实际生活中。
总之，物理学前沿问题的探索是一个长期而又复杂的过程，需要科学家们借助现代科技手段不断创新和探索，以使我们对宇宙、自然和人类的认识更加深入和精准。
物理学前沿专题试题及答案
物理学前沿专题试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光速在真空中的值是多少？A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/hC. 299,792,458 km/sD. 299,792,458 m/h答案：A2. 根据量子力学，一个粒子的位置和动量不能同时被精确测量，这被称为：A. 牛顿定律B. 能量守恒定律C. 测不准原理D. 相对论答案：C3. 以下哪项是超导现象的特征？A. 电阻为零B. 电阻为正C. 电阻为负D. 电阻无限大答案：A4. 根据狭义相对论，当物体的速度接近光速时，其质量会怎样变化？A. 保持不变B. 减小C. 增加D. 先增加后减小答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 爱因斯坦的质能等价公式是 ________。
答案：E=mc^22. 根据海森堡的测不准原理，粒子的位置和动量不能同时被精确测量，其数学表达式为 ________。
答案：ΔxΔp ≥ ħ/23. 量子纠缠是量子力学中的一种现象，其中两个或多个粒子的状态是________。
答案：相关联的4. 弦理论是一种尝试统一所有基本粒子和力的理论，它假设基本粒子是由 ________ 组成的。
答案：一维的振动弦三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述什么是暗物质，并说明它在宇宙中的作用。
答案：暗物质是一种无法直接观测到的物质，它不发射、吸收或反射光，因此无法通过电磁波来探测。
它的存在是通过引力效应来推断的，如星系旋转曲线和宇宙大尺度结构的形成。
暗物质在宇宙中的作用是提供额外的引力，以解释观测到的宇宙运动和结构。
2. 描述一下什么是量子隧穿效应，并给出一个实际应用的例子。
答案：量子隧穿效应是指在量子力学中，粒子有一定概率穿过一个经典物理学中不可能穿越的势垒。
这个效应在扫描隧道显微镜（STM）中得到了应用，STM利用量子隧穿效应来探测物质表面的原子结构。
3. 什么是霍金辐射？它对黑洞理论有何意义？答案：霍金辐射是英国物理学家斯蒂芬·霍金提出的理论，它表明黑洞不是完全黑的，而是可以发射出粒子，从而逐渐蒸发。
物理学前沿问题一 老教授的授课 PPT
（4）式 ）
ds = dt +
2
+
+
2 dx 3
( 4)
的度规为： 的度规为：
g ν
1 0 = 0 0
0 0 0 1 0 0 ≡ η ν 0 1 0 0 0 1
这称为闵可夫斯基四维平直空间的度规张量。 这称为闵可夫斯基四维平直空间的度规张量。
[2]、施瓦西（K.Schwarzschild）度规： 、施瓦西（ ）度规： 施瓦西度规形成的不变间隔为（ 的自然单位） 施瓦西度规形成的不变间隔为（取c=1的自然单位） 的自然单位
引力 物理场
等价
弯曲时空 几何场
日
地
θ
星 ★
★
1999年12月26日 1999年12月26日，
爱因斯坦
被美国《时代》 被美国《时代》周刊 评为
“世纪伟人” 世纪伟人”
小 时 侯 的 爱 因 斯 坦
爱 因 斯 坦 生 日 留 影
5、 爱因斯坦引力场方程 、
Rν
其中
1 g ν R = 8πGTν 2
可写成（ ） 可写成（5）式，具体展开式为
ds = g11dx dx + g12 dx dx + g13 dx dx
2 2 1 2 2 2 3 3 1 3 2
+ g 21dx dx + g 22 dx dx + g 23 dx dx + g 31dx dx + g 32 dx dx + g 33 dx dx = dx dx + dx dx + dx dx .
dl = dx + dy + dz
2 2 2
2
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《物理学前沿》思考题和习题精解第1章1.1 你喜欢宇宙学吗？为什么？1.2 你觉得公众对探索宇宙奥秘的兴趣越来越浓的原因是什么？1.3 爱因斯坦指出：宇宙中最不可理解的事，是宇宙居然是可以理解的！1.4 宇宙是均匀的，这是很重要的一点，叫做宇宙学原理。
1.5 宇宙究竟是什么？古人的定义：“古往今来谓之宇，四方上下谓之宙。
”宇宙是天地万物的总称，是无限的空间和时间的统一，“宇”是空间的概念，是无边无际的；“宙”是时间的概念，是无始无终的。
1.6 在中国古代，关于宇宙的结构，主要有三派学说，即盖天说、浑天说和宣夜说，此外还有昕天论、穹天论、安天论等。
1. 7 西方古宇宙说种种古印度的宇宙说更为生动，他们把宇宙的天地解释为“海中龟驮着大象，大象背着大陆，周围环绕大蛇”的“大象龟蛇”说。
在西方有古西方的宇宙鸟龟塔说。
1.8 1924年，美国天文学家哈勃（Edwin Powell Hubble，1889-1953）发现T仙女座大星云中的造父变星，并根据其光度变化周期推算出“仙女座大星云远在银河系之外，是尺度同银河系相当的巨大恒星系统”的结论。
这一重大发现最终结束了多年来关于这类旋涡状星云是近邻天体还是银河系外的“宇宙岛”的争论，将人类认识宇宙的范围从银河系扩展到众多星系组成的广阔世界，开启了研究浩瀚宇宙的新航程。
第2章2.1 .1 仅通过直接观察，你怎样辨别天空中的一个特定天体是不是行星？2.2 图2.1-4中的星星是顺时针旋转还是逆时针转动？2.3 描述一个你用眼睛能做的观察以否定下述理论：各行星附在一些透明球壳上，这些球壳以复杂的方式旋转，但总是以地球为中心，行星就是这样绕地球运行的（地心说）。
2.4我们怎么知道地球是圆的？答：研究教材。
2.5 开普勒喜欢哥白尼的理论中的那些地方，不喜欢哪些地方？答：开普勒喜欢哥白尼的理论中的太阳作为宇宙的中心, 不喜欢圆轨道。
2.6 哥白尼赞成毕达哥拉斯学派，认为宇宙是和谐的，可以用简单数学关系表达宇宙规律的基本思想。
可是在托勒密的地心说中，对环绕地球运动的太阳河其他五颗行星的运动描述非常烦琐复杂、牵强。
哥白尼发现如果把太阳作为宇宙的中心，一切将变的简单、清晰。
第3章3.1我们怎么知道地球和别的行星绕太阳公转？答：研究教材。
3.2 从哥白尼日心说的诞生过程看宗教对科学的作用是推动还是阻碍？3.3 开普勒在第谷的观测数据的基础上，经过各种尝试，认识到了行星运动轨道不是圆而是椭圆，由此他提出了两个定律，分别是：①椭圆定律，即每个行星的轨道是一个椭圆，太阳位于一个焦点上；②等面积定律，即在行星与太阳间作一条直线，则此直线在行星运动时在相同时间内扫过相等的面积 。
3.4 伽利略用来驳斥亚里士多德的教义——宇宙中只有地球一个中心，一切都围绕它转的重要发现是 木星有4颗卫星，它们都围绕木星转 。
3.5 从哥白尼日心说的诞生过程看，宗教对科学的作用是推动还是阻碍？3.6 对开普勒三定律的发现，你有哪些体会？第4章4.1 亚里士多德的运动把运动分为 自然运动 和 强迫运动 。
伽利略否定了这种运动划分，而是从运动的基本特征量： 速度 和 加速度 出发，把运动分为 匀速运动 和 变速运动 。
4．2 伽利略选择了最简单的变速运动——匀加速运动进行研究，还开创性地设计了 小球沿斜面滚下实验 ，这个实验被评为物理学史上“最美丽”的十大实验之一。
4．3 爱因斯坦说：“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。
” 伽利略对科学方法的贡献是，他开创了科学实验 方法，并将 实验、观察， 与 理论思维（科学假设，数学推理和演绎） 相结合，获得了突破性的发现。
4．4 牛顿出版的一部划时代的著作叫《自然 的数学原理》A ．现象 ；B ．科学；C ．哲学；D ．规律。
【 C ． 】4．5 从特殊到一般，再从一般回到特殊。
前者被英国哲学家培根称为 归纳法 ，它是以实验为基础的，后者被数学家兼哲学家笛卡尔称为 演绎法 ，它必须依靠数学作为工具。
在牛顿以前，一般认为这两种方法是互相排斥的。
牛顿在科学方法上的重大贡献就是将两种方法结合起来。
他用自己的一系列重大成果表明：就科学研究全过程而言，这两种方法是相辅相成、不可或缺的。
A ．观察法, 演绎法,；B ．归纳法, 演绎法,；C ．测量法, 演绎法；D ．演绎法, 分析法。
【 B, 】4．6 第一宇宙速度是指 绕地球运行的速度 ，这个概念最先是由牛顿 提出的。
4．7 第二宇宙速度是指 逃离地球的速度 ，这个概念最先是由 牛顿 提出的。
A ．绕地球运行的速度，伽利略 ；B ．逃离地球的速度，牛顿；C ．逃离太阳的速度，牛顿；D ．绕地球运行的速度，牛顿。
[ B ]4．8 万有引力公式221R m m G F -=中的G 叫做 万有引力常数 ，它最早是由 卡文迪许 通过 扭秤 实验测得的。
4．9 万有引力定律不仅正确地解释已知行星的运动规律，并准确预言了哈雷 彗星的轨道和出现的周期等，还发现了一颗新的行星，它是 海王星 。
第5章5.1 爱因斯坦建立狭义相对论的两个基本假设是：① 相对性原理 ；② 光速不变原理 。
5.2 爱因斯坦的质能关系式是 E =mc 2 。
5.3前进的一列火车的车头和车尾各遭到一次闪电轰击，据车上的观察者的测定这两次轰击是同时发生的。
试问地面的观察者是否测得仍然同时？答：车上的观察者测定认为这两次轰击是同时发生的事件，在地面的观察者测得它们不再是同时发生的。
由同时性的相对性可知：轰击车尾的闪电先发生。
5.4 有下列几种说法：(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的．(2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关．(3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同．若问其中哪些说法是正确的, 答案是(A) 只有(1)、(2)是正确的．(B) 只有(1)、(3)是正确的．(C) 只有(2)、(3)是正确的．(D) 三种说法都是正确的． [ ]解：这是一道概念题，平时牢记基本概念，可解此题。
我们知道：所有惯性系对物理基本规律都是等价的和光速不变原理，所以选D 。
5.5 边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的Oxy 平面内，且两边分别与x ，y 轴平行．今有惯性系K ＇以 0.8c （c 为真空中光速）的速度相对于K 系沿x 轴作匀速直线运动，则从K ＇系测得薄板的面积为(A) 0.6a 2．(B) 0.8 a 2．(C) a 2．(D) a 2／0.6 ． [ ]解： a a cv l l 6.08.0112220=-=-=，K ＇系测得薄板的面积为0.6a 2。
5.6 有一直尺固定在K ′系中，它与Ox ′轴的夹角θ′＝45°，如果K ′系以匀速度沿Ox 方向相对于K 系运动，K 系中观察者测得该尺与Ox 轴的夹角(A) 大于45°．(B) 小于45°．(C) 等于45°．(D) 当K ′系沿Ox 正方向运动时大于45°而当K ′系沿O 负方向运动时小于45°． ［ A ］解： 直尺固定在K ′系中，它与Ox ′轴的夹角θ′＝45°，则尺在K ′系中的坐标为y x '='；且K ′系以匀速度沿Ox 方向相对于K 系运动，则 x x y y ''= ,，K 系中观察者测得该尺与Ox 轴的夹角大于45°，选A 。
5.7 K 系与K ＇系是坐标轴相互平行的两个惯性系，K ＇系相对于K 系沿Ox 轴正方向匀速运动．一根刚性尺静止在K ＇系中，与O 'x '轴成 30°角．今在K 系中观测得该尺与Ox 轴成 45°角，则K ＇系相对于K 系的速度是：(A) (2/3)c ．(B) (1/3)c ．(C) (2/3)1/2c ．(D) (1/3)1/2c ． [ C ]解：当K ＇系相对于K 系沿Ox 轴正方向匀速运动．刚性尺静止在K ＇系中,令尺长为0l ，2/330cos 00l l x =︒='，在K 系中观测得该尺与Ox 轴成 45°角，Y 轴方向上长度不变 230sin 00l l y x =︒='= 由 22002212321,1cV l l c V x x -=-'= c v c v 32,)311(22=-=。
5.8 有一速度为u 的宇宙飞船沿x 轴正方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为____________；处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为__________。
解：因为光速不变原理，所以观察者测得船头光源和船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小相等，都是C 。
第6章6.1 在爱因斯坦模型中，“有限”是说整个宇宙是一个弯曲封闭的体系，其体积有限而物质分布均匀；“无边”即指无论向哪个方向运动都永远找不到尽头；“静态”是指宇宙既不膨胀，也不收缩，永远处于一种稳定的状态。
静态是就宇宙整体而言的，并非说宇宙的各个部分都全然静止不动。
6.2 当光源背离我们运动时，发射光的光频变低，可观测到其光谱线（例如氢原子谱线）向红端偏移，并且光源离开我们的速度越大谱线的红移量就越大；而光源向我们飞来时，光频变高，光谱线则向紫端偏移。
这两种情况在天文学中分别被称作“红移”和“紫移”（也称蓝移）。
我们今天正是从星系光谱普遍存在的红移现象，得出了众星系正在远离我们—宇宙正在膨胀的结论。
6.3 哈勃在1922～1924年期间发现，星云并非都在银河系内。
哈勃在分析一批造父变星的亮度以后断定，这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年，因而一定位于银河系外。
这项于1924年公布的发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。
这一发现是哈勃成为星系天文学的奠基人。
6.4 1925年当哈勃根据河外星系的形状对它们进行分类时，哈勃又得出第二个重要的结论：星系看起来都在远离我们而去，且距离越远，远离的速度越高。
这一结论意义深远，因为一直以来，天文学家都认为宇宙是静止的，而现在发现宇宙是在膨胀的，并且更重要的是，哈勃于1929年还发现宇宙膨胀的速率是一常数。
6.5 1929年，哈勃发表了堪称经典的重要论文“河外星云距离与视向速度的关系”，令人信服地论证了：距离我们越远的河外星云，沿着观测者视线方向远离我们而去的运动速度就越大，而且速度同距离两者之间存在着很好的正比关系。
这就是举世闻名的“哈勃定律”，其数学式为：r/=（式中H叫做哈勃常量）。
vH第7章7.1 我们怎么知道曾经发生一次大爆炸？答：我们正生活在宇宙学黄金时代，它开始于1992年，这一年一具观测卫星绘制出了早期宇宙第一幅详尽的空间分布图。