羅純一

(浙江省溫州中學(xué),浙江溫州 325014)

1 從機械能入手求解

2 從牛頓第二定律入手求解

3 從質(zhì)能方程入手求解

顯然,2、3兩種解法所得結(jié)果并非席瓦西半徑,問題出在哪里?事實上述三種解法中都涉及到光的行為,牛頓定律、引力勢能等公式均已不適用,嚴(yán)格地說,這3種解法都不正確.席瓦西是由愛因斯坦的廣義相對論知識求出黑洞的最大半徑的.若撇開粒子的相對論效應(yīng),將光子及其他微觀粒子都看作經(jīng)典的物質(zhì)微粒,從中學(xué)物理角度分析,第1種解法可行,2、3兩種解法仍然是錯誤的.

第3種解法中,式子E=mc2代表質(zhì)量是m的粒子所具有的各種形式能量的總和.這是狹義相對論的結(jié)果.從牛頓力學(xué)理解,光子不能脫離天體的萬有引力,應(yīng)該是引力勢能大于光子的動能,而非大于總能量mc2,故此解法也是不恰當(dāng)?shù)?

由上述分析可知,中學(xué)階段求解席瓦西半徑,應(yīng)該選用第1種方法比較合適.

1 全日制普通高級中學(xué)教科書.物理第1冊.北京:人民教育出版社,2008