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天文知识新解

(2006年09月28日 17:57:58)

□作者: 廖甫运

[1]

现在的科普文章大多是精彩的故事加上知识的介绍。我在本文中想另辟蹊径,作一下尝试。用简单的几何知识加上简单的三角函数知识,通过图形对天文知识作一次“解析”。这样不仅知其然还知其所以然。在这读图的时代我们的爱好者也许更易于接受。

太阳视角有多大


太阳视面对观察者的张角叫视角。我们知道太阳视角大约是0.5°,我们来“解析”一下吧!见图1。(为了更清楚地说明问题,本文没有按比例绘图)

图1

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我们的视线正好和太阳相切。在三角形中根据简单的三角函数关系可以算出太阳的视角。(太阳半径为695000公里,日地平均距离为149600000公里。)


我们还要更进一步。根据开普勒的运动三定律,地球绕太阳运动的轨道不是圆,是椭圆。太阳在其中的一个焦点上。来看看椭圆。见图2

图2

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我们再来看太阳的视角。见图3。

图3

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很明显,地球在近日点时视角最大,远日点时最小。
地球轨道的半长径实际上就是日地平均距离。

(地球轨道的偏心率e=0.017。)


 现在我们知道了太阳最大视角是0.542°,此时地球在近日点。最小视角0.523°,此时地球在远日点。同样的道理,也可以得到月球的平均视角和最大、最小视角。大家自己试一下吧。
内地行星大距时的角距
内地行星由于轨道位于地球轨道的内侧,从地球看它总在太阳的周围运动。它与太阳的视距离最大的状态叫大距。我们来考察一下金星的大距。
还是先看正圆轨道的情况。见图4。
日地平均距离是1个天文单位,金星到太阳的平均距离是0.723个天文单位。金星大距时我们的视线正好和金星轨道相切。在图中的三角形中运用三角函数得:

图4

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 这只是理想状况。由于地球和金星的轨道都是椭圆,所以金星大距的角距也是在一定范围内变化。我们再来“解析”一下。见图5:

图5

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从图可以看出,当地球与太阳距离最小,同时金星与太阳的距离最大时的大距的角距最大。(金星轨道的偏心率e=0.007)


最小的情况见图6:

图6

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当地球与太阳距离最大,同时金星与太阳的距离最小时的大距的角距最小。
 


金星大距的最大角距47.79°,最小的角距44.91°。

站在木卫一上看木星有多大


  最后做一个有趣的计算。计算的结果会使你大吃一惊。我在网上给出了计算结果,网友都不相信。
 如果我们站在木卫一上看木星,木星相当于我们在地球上看太阳的多少倍。木星的半径71398公里,木卫一与木星的距离422000公里。耕具根据前面的分析和图1我们可以得到在木卫一上看木星的视直径:
  α=2arcsin(71398/422000)=19.48°
在地球上看太阳平均视直径=0.532°
两者直径之比=19.48°/0.532°=36.6。两者面积之比=36.6X36.6=1339.56。
 如果我们站在木卫一上看木星,木星相当于我们在地球上看太阳的1339.56倍。是不是大吃一惊。
 下面是网友可可米奇做的假想图。



廖甫运12/4/2006
 

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文章作者:廖甫运
责任编辑:skylook

[1]
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文章评论(1):
  1. (2007年03月18日 17:23:25 - 游客)
    llllllll

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