2017諾貝爾物理學獎揭曉！引力波成高考命題熱點

時間＼2017-10-05

當地時間10月3日中午11點50分(北京時間17點45分)，

瑞典皇家科學院宣佈將2017年諾貝爾物理學獎授予三位美國科學家Rainer Weiss（雷納·韋斯）、Kip Thorne（基普·索恩）、Barry Barish（巴里·巴里什），以表彰他們在研製LIGO檢測器和引力波觀測中的決定性貢獻。

那引力波到底是什麼?發現引力波又有什麼意義呢？下面物理君給大家解釋。

讓我們回到一百年前，1915年阿爾伯特·愛因斯坦終於完成了廣義相對論的構建。但不久後愛因斯坦發現他的理論中隱藏的一個重要預言，

那就是宇宙中普遍存在一種波，這種波就像是物體的運動在時空中掀起的漣漪，只有巨大的能量才能產生人類可觀測的效應。

為了驗證愛因斯坦的理論，科學家們幾十年來一直在追尋引力波的蹤跡。終於在2015年底，

LIGO團隊利用鐳射干涉首次成功探測到兩個黑洞融合時產生的引力波。

這無疑是物理學的重大進步，這一成果不僅驗證了廣義相對論的正確性，同時也為今後天文學的研究提供了新方向，讓人類探索宇宙奧秘的步伐向前邁進了一大步！

與此同時，

這一時事也必將成為高考時事類題型的命題熱點，極有可能出現在各科的高考試卷中。接下來物理君就為大家分析預測一下引力波在高考物理中的考察方式。

首先在知識上，引力波可以和必修二的萬有引力定理結合考察雙星系統；也可以和選修3-4的機械波、電磁波類比出題，或者帶出狹義相對論的考點。

其次在題型上，這一知識最容易出資訊題，下面物理君給大家出幾道引力波作為資訊的選擇題，

當然這也是物理君認為最有可能出現的考察形式。

練習題

1. 2017年諾貝爾物理學獎授予3名美國科學家,以表彰他們為發現引力波作出的貢獻。引力波是愛因斯坦在廣義相對論中預言的，即任何物體加速運動時給宇宙時空帶來的擾動，可以把它想像成水面上物體運動時產生的水波。引力波在空間傳播的方式與電磁波類似，以光速傳播，

攜帶有一定能量，並有兩個獨立的偏振態。

引力波探測是難度最大的尖端技術之一，因為只有品質非常大的天體加速運動時才會產生較容易探測的引力波。2016 年2 月11 日，美國鐳射干涉引力波天文臺宣佈探測到了引力波，該引力波是由距離地球13 億光年之外的兩個黑洞合併時產生的。探測裝置受引力波影響，鐳射干涉條紋發生相應的變化，從而間接探測到引力波。下列說法正確的是（）

A．引力波是橫波

B．引力波是電磁波

C．只有品質非常大的天體加速運動時才能產生引力波

D．愛因斯坦由於預言了引力波的存在而獲得過諾貝爾物理學獎

2. 北京時間2016年2月1日23∶40左右，鐳射干涉引力波天文臺(LIGO)負責人宣佈，人類首次發現了引力波．它來源於距地球之外13億光年的兩個黑洞(品質分別為26個和39個太陽品質)互相繞轉最後合併的過程．合併前兩個黑洞互相繞轉形成一個雙星系統，關於此雙星系統，下列說法正確的是（）

A．兩個黑洞繞行的線速度相等

B．兩個黑洞繞行的角速度相等

C．兩個黑洞繞行的向心加速度相等

D．品質大的黑洞旋轉半徑大

3. 美國科研人員2016年2月11日宣佈，他們利用鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）於去年9月首次探測到引力波，這一研究成果證實了愛因斯坦100年前所做的猜測，並且獲得了2017年諾貝爾物理學獎。在愛因斯坦的描述中，有品質的物體會使它周圍的時空發生扭曲，物體品質越大，時空就扭曲的越厲害。當有品質的兩物體加速旋轉的時候，他們周圍的時空會發生起伏，震顫，波浪……這種“時空擾動”以波（漣漪）的形式向外傳播，這就是“引力波”。其實只要有品質的物體加速運動就會產生引力波，不同方式產生的引力波的波長是不一樣的。

引力波是以光速傳播的時空擾動，是橫波。引力波和物質之間的相互作用極度微弱，因此它的衰減也是極度緩慢的。引力波的發現為我們打開了研究宇宙的全新視窗，引力波攜帶著與電磁波截然不同的資訊，將為我們揭示宇宙新的奧秘。根據上述材料做下列推斷，其中一定錯誤的是（）

A．引力波應該有偏振現象

B．引力波應該攜帶波源的資訊

C．引力波應該只能在真空中傳播

D．引力波應該不容易被探測到

答案:ABC