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背景辐射中负热容量系统的质量演化讨论及Runge—Kutta法数值模拟

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熊豪

华中科技大学物理系,武汉430074

大学物理
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国际标准刊号:ISSN 1000-0712
国内统一刊号:CN 11-1910

摘  要:

以黑洞为例,在不考虑满足幺正性的情况下得到了在背景辐射中Schwarzsehild黑洞的质量随时间变化的微分方程,并对该方程进行了必要的研究和讨论,作为对《新概念物理教程·力学》和《新概念物理教程·热学》中提到的负热容量系统的不稳定性的另一个注释.文章最后用Runge-Kutta法数值模拟了Schwarzschild黑洞的质量演化过程,使广大学生能够更直观地理解这一过程.[著者文摘]

赵凯华先生在《新概念物理教程·力学》和《新概念物理教程·热学》2 中都有所提及.不久前,杨晓荣等人_3 以黑洞为例,对此作了详细的注释.本文从另一个角度出发,对此问题作另一个注释.黑洞是这样一个时空区域,在这个区域中,引力场非常强(即时空弯曲非常厉害),以至于没有任何处于这个区域中的物质能够通过经典效应逃逸.1916年Schwarzschild求得了爱因斯坦方程对于球对称的质量为的星体的精确解.这是第一个真正意义上的黑洞解.20世纪60年代后,许多学者开始对黑洞的研究产生兴趣.Kerr等人一求得了不同情况下的黑洞解,为以后的黑洞研究打下了基础.Hawking辐射的发现给黑洞的研究带来了新的生机.自从1974年Hawking等人l6 8i发现黑洞存在温度以来,人们在黑洞热力学研究方面做了大量卓有成效的工作.这些研究都表明,黑洞的热容量是负值.下面以最简单的Schwarzschild黑洞为例,通过其在背景辐射中质量的演化来说明黑洞的负热容量.
College Physics

栏目信息:

大学生园地

分 类 号:

P145.8 O414.1

文献标识码:

A

文章编号:

1000-0712(2007)10-0057-03

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[参考文献]

The mass evolvement of system with negative heat capacity in background radiation and the numerical simulation using Runge- Kutta method

XIONG Hao (Department of Physics, Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074 ,China)

Abstract:

A differential equation of the mass of system with negative heat capacity in background radiation, for example Schwarzschild black hole,is obtained ignoring an underlying unitary theory. A necessary study and discussion on the equation, mentioned in《Mechanics of new concept physics》, and《Heat of new concept physics》 are made. At the end a numerical simulation of the mass evolvement is carried out using Runge-Kutta method. It helps students understand the system with negative heat capacity more easily.[著者文摘]

Key words:

black hole; background radiation ; heat radiation; Runge - Kutta method ; numerical simulation.

收稿日期: 2006-11-14

作者简介:

熊豪(1986-),男,江西新建人,华中科技大学物理系2005级本科生.

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