CAI考试局ALevel物理新增天文宇宙部分公式

　　CAIE考试局的ALevel物理从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/T

　　λmax：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：m

　　T：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 frequency

　　v: recessional velocity，衰退速度，单位：ms-1

　　c：speed of light，光速，单位：ms-1

　　公式五：Hubble’s law

　　v≈H0d

　　v：recessional velocity，衰退速度，单位：ms-1

　　d：distance from the Earth，galaxies离地球的距离，单位：m

　　H0：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/H0

　　Age的单位：s

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