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蟹状星云是900多年前一次超新星爆发中抛出来的气体壳层.超新星爆发时,它的外围物质向四面八方飞散,其中有些抛射物向着地球运动,如图所示,按照经典理论,抛射物射出的光中,向
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蟹状星云是900多年前一次超新星爆发中抛出来的气体壳层.超新星爆发时,它的外围物质向四面八方飞散,其中有些抛射物向着地球运动,如图所示,按照经典理论,抛射物射出的光中,向地球运动的最大速度为c+v(c=3×108m/s为光速,v为抛射物本身的速度大小),最小速度为c,则抛射物射出的光到达地球有时间差.蟹状星云到地球的距离约为5000光年,而爆发中抛射物的速度v约为1500km/s,则按照经典理论,从这些数据计算可知,可观察超新星爆发持续的时间约为___年.(结果保留两位有效数字)
▼优质解答
答案和解析
抛射物的速度v=1500km/s=1.5×106m/s
光速与抛射物的速度之比
=
=200
抛射物的速度v=
=0.005c
当抛射物射出的光以最小速度c运动时,到达地球的时间最长.
需要的时间t最长=
=
=5000年
当抛射物射出的光以最大速度c+v运动时,到达地球的时间最短.
需要的时间t最短=
=
=
≈4975
根据题意可知,可观察超新星爆发持续的时间为这一段时间差,
△t=t最长-t最短=5000年-4975年=25年
故答案为:25.
光速与抛射物的速度之比
c |
v |
3×108m/s |
1.5×106m/s |
抛射物的速度v=
c |
200 |
当抛射物射出的光以最小速度c运动时,到达地球的时间最长.
需要的时间t最长=
s |
c |
5000光年 |
光速 |
当抛射物射出的光以最大速度c+v运动时,到达地球的时间最短.
需要的时间t最短=
s |
c+v |
s |
1.005c |
5000光年 |
1.005倍光速 |
根据题意可知,可观察超新星爆发持续的时间为这一段时间差,
△t=t最长-t最短=5000年-4975年=25年
故答案为:25.
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