回覆列表
  • 1 # 緯度視角

    有幾種方法可以測量行星直徑。最常見的是使用望遠鏡非常精確地測量行星的視角度直徑 -- 它相對於天空看起來有多大。將這一點與距離的測量 (從它繞太陽的軌道推斷) 結合起來,揭示了行星的實際尺寸。

    另一種方法是研究衛星在地球上的運動。一些精確的直徑值,例如金星,來自軌道上空間探測器的雷達觀測。

    你怎麼能透過觀察來發現其他行星是什麼樣子 他們小心翼翼 來自地球?大多數資訊的形式 電磁輻射 但是我們也有小塊岩石,叫做隕石,給其他 線索。下圖比較了行星的明顯尺寸。外 行星以最接近我們和兩個內行星的方式顯示 顯示在離我們不同的距離 (但是所有都是同 放大)。

    在你對行星做任何比較之前,你需要 要知道如何 他們在很遠的地方。一旦你知道他們的距離,你就可以確定基本 效能 行星的質量、大小和密度。

    距離

    幾百年前哥白尼能夠確定近似 距離 在行星之間透過三角學。距離都找到了 相對於 地球和太陽之間的距離,天文 單元(經常縮寫為 “A。美國").開普勒 改進這些測量以考慮橢圓軌道。 然而, 他們不知道一個天文單位有多大。

    建立一個絕對的 距離刻度,到其中一個行星的實際距離必須是 測量。 從視差效應測量到金星和火星的距離 觀察員 在地球的不同地方,當行星離地球最近的時候 地球。

    知道 觀察員彼此相距多遠,並協調 觀察 時代,天文學家可以確定到行星的距離。輕微的 它的差異 由於從不同的位置觀察行星,所以在天空中的位置 給了 行星離三角學的距離國家的測量 還有一個 很大的不確定性。最後一次使用這些技術的主要努力 是在 20世紀30年代。小行星的視差觀測,稱為 愛神,靠近地球 用於將天文單位的值固定在 1.5億公里。

    雷達的發明,可以確定到金星的距離 非常準確。 透過計時,雷達光束以以下速度傳播需要多長時間 光旅行到物體和後退的距離,到 物體可以從距離 = (光速) × (總 時間)/2。總時間減半,只需要離地球的距離 到物件。使用三角學,天文學家現在知道 天文單位= 149,597,892 公里。這種不可思議的準確性是 可能是因為光速是非常精確和非常已知的 使用精確的時鐘。 你不能用雷達直接確定到太陽的距離,因為 太陽沒有固體表面可以有效地反射雷達。

    群眾

    一旦你知道一顆行星有多遠,你就可以使用軌道週期 (P) 的 衛星圍繞著一顆行星,衛星離地球有多遠 (D) 來測量地球的質量你測量之間的角度分離 月亮和月亮 行星和使用基本三角學將角度分離轉換成 距離 行星和月亮。然而,這種轉換首先要求 距離轉 地球和月亮是已知的。

    艾薩克·牛頓用他的運動定律和重力定律來概括開普勒 第三定律 行星軌道覆蓋一個物體軌道另一個物體的任何情況。他發現 對於任何兩個 互相繞行的物體,它們的質量之和,行星質量 + 月亮 質量 = (4p2/G) × [(相距)3/(它們的軌道週期圍繞每個 其他)2]。 因此,開普勒第三定律的牛頓形式可以用來找到 組合質量 地球和月球的軌道週期測量 和它 離地球的距離

    你通常可以忽略月亮的質量與月亮的質量相比 星球因為 月亮比地球小得多,所以 開普勒第三定律直接給了你這個星球的質量 例子給出牛頓的 重力定律章。一個明顯的例外是 冥王星和它的月亮 Charon與冥王星相比,Charon 的質量足夠大 不能忽略。這兩個物體繞著一個按比例排列的公共點執行 更接近更大的冥王星。共同點,叫做中心 質量,是 7。離冥王星近 3 倍,所以 冥王星是 7。比 Charon 大 3 倍在 1978年發現 Charon 之前 對冥王星質量的估計範圍從地球質量的 10% 到遠遠大於 地球的質量。查倫發現後,天文學家發現冥王星只是 0。216% 地球的質量 -- 比地球的月亮小!對於沒有衛星的行星 (水星和金星),你可以測量它們對其他物體的引力 附近的行星 匯出近似質量,或者為了獲得更準確的結果,測量如何 當飛船靠近行星時,它們會迅速加速。

    尺寸和體積

    一個行星的物理尺寸可以從它的測量中找到 角度尺寸和它距離.有多大的東西出現 要 是它角度尺寸或角直徑-兩個之間的角度 線 沿著物體的每一邊看。什麼東西看起來有多大 明顯 取決於它離我們的距離 -- 當它更靠近時,它看起來更大 我們。 每次你開車或騎腳踏車,你都會使用另一輛車或 腳踏車的 角度大小來判斷它離你有多遠。你假設你是 不 看一些玩具模型。行星離地球足夠近 你可以 看到一個圓盤,因此,它們有一個可測量的角度大小。所有 的 星星 (除了太陽) 離得太遠了,以至於它們看起來只是一個點 甚至是 最大的望遠鏡,儘管它們實際上比望遠鏡大得多 行星。

    如果你知道一個星球離你有多遠,你可以確定它 線徑 D.行星的直徑D = 2p× (距離 行星) × (行星的角度大小 (以度為單位)/360 °, 符號在哪裡p大約是一個數字 等於 3。14 (你的 計算器可能會說 3。141592653...)。上圖解釋了這個 公式來自。 這種技術用於找到其他物體的實際直徑 嗯,像月亮,星星 星團,甚至整個星系。

    你是怎麼做到的?

    隨著行星圍繞太陽執行,它們與我們的距離發生變化。在 “對立” (當它們與太陽直接相反的方向時 在我們的天空) 一個星球離我們最近。這是學習的最佳時機 一顆詳細的行星火星每 780 天到達一次反對派。 由於它們圍繞太陽的橢圓軌道,一些反對 更 比別人有利。每隔 15--17 年火星就處於有利的對立狀態 並在 5500萬公里內接近地球。當時它 它赤道上的角度大小是 25。5 弧秒。在度這是 25.5 弧秒 × (1 度/3600 弧秒) = 0。00708 度, 取消弧秒頂部和底部。

    其實際直徑 = (2p× 55,000,000千米 × 0。00708 °)/360 ° = 6800 公里。請注意,您需要 將弧秒轉換為度以使用角度大小公式。

    小冥王星又小又遠,角直徑很大 硬碟 來測量。地球大氣上方只有一個大型望遠鏡 (比如 哈勃太空望遠鏡) 可以解決它的微小磁碟。然而,發現 在 1978 的月球,叫做 Charon,圍繞冥王星執行,給出了另一種測量方法 冥王星 直徑。每 124 年,Charon 的軌道方向從 的 地球幾乎是邊緣的,所以你可以看到它在冥王星前面經過,然後 背後 冥王星這種有利的方向持續了大約 5 年,幸運的是 我們,它 發生於 1985年至 1990年。

    當冥王星和 Charon 在彼此面前經過時,來自 冥王星-Charon 系統減少。日食所需的時間長度 轉 Charon 軌道冥王星的速度可以用來計算 他們 線性直徑。回想一下,行駛的距離 = speed × (時間吧 拿)。 冥王星的直徑只有大約 2270 公里 (大約是我們的 65% 大小 月亮!) Charon 大概在 1170 公里對面這個食相技術是 也用過 為了找到一個非常遙遠的恆星的直徑 後面一章. 冥王星 小尺寸和 低質量 (見上一節) 有一些 天文學家呼籲 它是一個 “生長過度的星球”,而不是一個星球 最近 重新歸類為 “矮行星”.

    指定行星大小的另一種方法是使用它的空間 佔,我。E.,其 音量.體積很重要,因為它和地球的 成分確定 一個行星在形成後保留了多少熱能 幾年前還有, 為了找到密度的重要特徵 (見 下一節),你必須知道這個星球的體積。

    行星幾乎是完美的球體。重力將行星壓縮到 最 緊湊的形狀可能,一個球體,但是快速旋轉的凸起 略在 赤道。這是因為行星物質的慣性會移動它 遠離 行星的旋轉軸和這種效果在赤道最強 哪裡的 自轉最快 (木星和土星很容易看到赤道 鼓脹)。 因為行星幾乎是完美的球體,所以可以找到行星的體積 從 體積 = (p/6) × 直徑3.通知 , 直徑為立方。儘管木星只有 11 倍 直徑 地球,超過 1300 地球可以容納在木星內部!在的另一端 天平, 小冥王星的直徑略高於 1/6 號 的 地球,所以地球內部可以容納近 176 顆寶石。

    密度和成分

    一個星球的一個重要屬性,它告訴我們一個星球是由什麼組成的 其 高密度.一個星球高密度它有多少材料 空間 地球佔據:密度 = 質量/體積. 行星可以有各種各樣的大小和質量,但是行星是由 的同材料會有同樣的高密度無論 他們的大小和 彌撒。例如,一個巨大的、巨大的行星可以具有與 小, 低質量行星,如果它們是由相同的材料製成的。我將指定 密度相對 純水的密度,因為它有一個容易被發現的密度: 1 克/釐米3或 1000 公斤/米3.

    離太陽最近的四顆行星 (水星、金星、地球、火星) 是 叫的 陸地行星因為它們就像地球: 小岩石 世界 大氣比較薄

    的 相同規模的類地行星 (使用來自 NASA和 JPL)。 從左上角順時針方向前進: 地球、金星、水星、火星 (在 底部 左)。

    陸地 (類似地球) 行星的總密度 = 4-5 (相對於 密度 (水) 表面有矽酸巖。 矽酸巖具有密度 = 3 (小於平均密度 一個陸地行星) 和鐵有一個密度 = 7。8 (比 地球行星的平均密度)。自從地球行星 平均 密度大於其表面的矽酸巖,它們 必須 表面下有更密集的材料,使整體密度平均 它是什麼 就是。鐵和鎳存在於隕石中 (留下的大塊岩石 從 的形成 太陽系) 和磁場的存在在一些 陸地行星 表明它們有鐵和鎳的芯。 磁場可以產生 液鐵和鎳的運動。把這些事實放在一起 得出的結論是,地球行星是由矽酸組成的 岩石 圍繞著一個鐵鎳芯。

    火星以外的四顆巨行星 (木星、土星、天王星、海王星) 是 稱為 的喬維安行星因為它們就像木星: 大,大多 液體世界 有厚厚的氣氛

    Jovian 行星的規模相同 (使用來自 NASA和 JPL)。 從左上角順時針方向前進: 木星、天王星、海王星、土星 (在底部 對)。地球也包括在中心相同的尺度上。

    約維安 (木星狀) 行星總體密度 = 0。7-1。7 (相對 到 水的密度) 頂部可見輕氣體。氣體和輕液體 (像 氫和氦) 的密度低於水。運用推理 類似於 在你得出結論之前 行星由氣態和液態氫、氦和水組成 周邊 a 可能岩石巖芯相對較小。光譜說喬維安行星 有 氫、氦、甲烷、氨和水氣在它們的厚 大氣如此 預測並不太偏離軌道。

    詞彙

    角直徑 角度尺寸 中心質量

    高密度

    公式

    行星質量= (4p2/G) × 【距離】3/(月球軌道週期)2]-月亮的質量。 月亮的質量通常可以忽略。

    行星直徑= 2p× (距離 到 行星) × (行星的角度大小 (以度為單位)/360 °。

    行星體積= (p/6) × (行星直徑)3.

    高密度= 質量/體積。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 高中選文還是選理好?