黑洞
透過此任務我將獲得： Through this task I will gain:
20
分析力
20
溝通力
20
實踐力
20
主動力
20
創造力
65
第8單元：重力紅移
主要教學內容：
第8單元：重力紅移
下圖顯示了一個直徑為1公尺的黑洞邊緣，並在黑洞旁邊依序放置了五個LED燈泡。圖中顯示了每個燈泡距離黑洞邊緣的距離。該黑洞的直徑為1公尺，質量相當於地球的114倍，理論上靠近這樣的黑洞的燈泡都會被摧毀，但現在假設這些燈泡沒有被摧毀並能正常發光。
假設這些LED燈泡都發出450奈米（nm）波長的光，光色為藍光。然而，在黑洞遠處且靜止的觀察者看到的景象會非常不同。由於黑洞的強大重力作用，靠近黑洞發出的光線在遠處觀察者看來會出現波長被拉長的現象，這稱為重力紅移。光源越靠近黑洞，觀察者看到的波長拉長效應就越明顯。「紅移」即是指波長向較長的方向移動。重力紅移效應和時間膨脹效應一樣，越靠近黑洞，效應越顯著。當靠近黑洞時，時間會膨脹，但由於光速不變，光的波長隨之被拉長。
假設原本發出波長為λ的燈泡，遠處靜止者觀察到的波長變為λ0，根據下列公式，觀察到的波長取決於光源到黑洞中心的距離r：
R為黑洞半徑。
其他建議學習：
更多學習資訊及問題解答，請參閱臺北市立天文科學教育館－自主學習「黑洞」專區相關連結
評量 Evaluation 1: 靠近黑洞發出的光線在遠處觀察者看來會出現波長變化被拉長的現象，這稱為什麼效應？紅移?
社群分享
已過關
未過關
目前關
數位人才為產業發展重要核心資源，提供數位產品技術及平台，進行數位人才培育，並提供產業人才發展重要資料數據，促使人才供需流通順暢為教研所主要目標。