CAIE ALevel物理（9702）新增天体部分公式详解（2022新大纲）

CAIE剑桥国际考评中心ALevel物理（9702）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部分大家需要掌握的五个公式。

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

单位：m

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

λ_max∝ 1/T

λ_max：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：mT：thermodynamic temperature at the surface of the star指的是恒星表面的Kelvin温度单位：K

λ_max和T的乘积是常数。

公式四：Doppler shift

∆λ /λ ≈ ∆f/f ≈ v/c

通过观察，几乎所有的distant stars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 frequencyv: recessional velocity，衰退速度，单位：ms^-1c：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^-1d：distance from the Earth，galaxies离地球的距离，单位：mH₀：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/H₀Age的单位：s