近日点

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各个星体绕太阳公转的轨道大致是一个椭圆,它的长直径和短直径相差不大,可近似为正圆。太阳就在这个椭圆的一个焦点上,而焦点是不在椭圆中心的,因此星体离太阳的距离,就有时会近一点,有时会远一点。离太阳最近的时候,这一点位置叫做近日点。
中文名
近日点
外文名
perihelion
含    义
地球离太阳距离最近
距    离
1.471亿㎞
出现时间
1月初
创立者
牛顿,爱因斯坦

近日点简介

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近日点(英文名:perihelion)
地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆,它的长直径和短直径相差不大,可近似为正圆。太阳就在这个椭圆的一个焦点上,而焦点是不在椭圆中心的,因此地球离太阳的距离,就有时会近一点,有时会远一点。
1月初,地球离太阳距离最近,为1.471亿千米,这一点叫做近日点。
7月初地球离太阳最远,为1.52亿千米,这一点叫做远日点。事实上,当地球在近日点的时候,北半球为冬季,南半球为夏季,在远日点的时候,北半球为夏季,南半球为冬季。在近日点地球公转速度较快,在远日点较慢。
在近日点时,地球接受到的太阳辐射更强(距离近),地球整层大气平均温度在1月达到全年最高;但最低的温度并不是在远日点,而是在10月(偶尔也会在9月)。
事实表明(经过美国大气中心NCEP资料计算),全球整层大气平均风能通常在8月最大,4月最小。

近日点速度计算

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近日点定律计算

可以用角动量守恒计算
在这个中心力场的问题中,对于一个绕转的物体,在运动过程中,角动量是守恒的,包括它在近日点和远日点时,具体的说就是 L=MV(近)R(近)=MV(远)R(远)
对于具体一个的物体,M不变 ,V垂直于它于太阳的连线。
一颗行星距太阳最近的点。当对象为地球而非太阳时则使用“近地点”一词(perigee); periapsis用于公转其他星体。(与远日点相对)
天体轨道只能有一个近日点,而远日点则可以没有或有一个。
近日点相关公式计算 近日点相关公式计算
地球:1月初 近日点日地距离1.471亿千米 角速度61分/天 线速度30.3千米/秒
水星:近日点在它的轨道平面上移动,每100年向前移动(天文学上称为进动)5601"左右,比根据牛顿定律推算出来的值偏高43",这个值被称为水星近日点反常进动。1859年,海王星的发现者——法国天文学家勒威耶(Urbain Le Verrier)在发现海王星的启发下,大胆地提出这种现象是由于一颗未知的水内行星对水星的摄动引起的。同年便有人宣称发现了水内行星,并起名为“火神星”,一时间掀起了寻找火神星的热潮。然而几十年过去了,此梦一直未圆。于是人们设想各种因素来解释这种复杂的进动,但始终没有令人满意的理论解释。

近日点名人计算

牛顿之后,1915年,最伟大的爱因斯坦建立了广义相对论,巧妙地解释了水星的近日点进动现象:行星在绕太阳一周之后,它在轨道上的近日点将向前进去。广义相对论揭开了水星近日点进动之谜,反过来,水星近日点进动又成为广义相对论最有力的三个天文学验证之一。另外两个是,日全食时星光在太阳引力场中的弯曲以及白矮星光谱线红移。
1859年,天文学家勒威耶发现水星近日点进动观测值,比根据牛顿定律计算的理论值每百年快38角秒。1882年,纽康经过重新计算,得出水星近日点的多余进动值为每百年快43角秒!他提出,有可能是水星因发出黄道光的弥散物质使水星的运动受到阻尼。1915年爱因斯坦在《用广义相对论解释水星近日点运
近日点与黄道平面 近日点与黄道平面
动》计算了水星近日点的剩余进动。
爱因斯坦1915年对水星的进动,提出公式,解出水星100年的进动为 43”.许多人以此作为支持爱因斯坦的理论的最重要证据之一!
爱因斯坦提出的公式为:Δω=24π^3*α^2/c^2T^2(1-e^2)
其中c为光速,T为轨道周期,α为半长径,e为偏心率,ω为交进动

近日点太阳风

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对此,吴大猷先生谨慎地写道:“在水星之情形,观察的结果,需先做许多校正(如受其他星星之干扰等)这些校正总值达5160” 之巨,剩余43”实不及总值的百分之一。故理论与观察结果之吻合,似不宜遂作定论。但按专家们的意见,则以为观察是支持爱因斯坦的理论的。”上世纪六十年代,人们发现太阳风.一般认为太阳通过太阳风每年损失3X10-14M⊙!
爱因斯坦1915年计算显然没有包括太阳风的概念!
讨论水星的进动,引入太阳风的概念意味之一是太阳每一百年对水星的引力至少减少3X10-12倍。
引入太阳风的概念意味之二是太阳风对水星的外推!依据动量守恒定律mv=M v’。 m为水星所受到的太阳风作用,v为太阳风速度; M 为水星质量, v’为水星速度变化。
水星公转轨道数值约为579万Km,水星公转轨道扁率约为0.2056。水星半径约为2439Km。球面面积公式S=4Π .R.R。水星公转轨道球面面积约为421227.6x10ˆ12Km2。水星面积约为4672114.5km2,两者之比为9.017x109ˆ。太阳质量约为1.99x10ˆ33g,水星质量约为3.303x102ˆ3g。考虑太阳系、银河系等均为平面结构的事实,可以假定太阳风主要散失在太阳赤道面。加之考虑水星公转轨道扁率、水星对太阳风的引力作用,对水星获得的太阳风物质予以增大,乘以系数100。则得100年水星获得的太阳风物质约为 3.32X10-20M⊙。
地球处太阳风的最大速度约为900 Km/S。太阳表面物质的最小脱离速度约为624 Km/S。取水星处太阳风速度约为780 Km/S。
将以上数值简单代入公式mv=M v’,可得每百年v’约为7.84X10-5m/S。
太阳风引起的引力变化与外推作用之和对水星每百年 43”的进动相比不是可以忽略不计的!
要知道水星公转周期约88地球日,水星每百年的运动100x4.14x360x60x60与每百年 43”的进动相比也是天文数字!
当然,我开始考虑太阳风因素时,我曾设想做天体的“N体”计算。但随着时间的变化,认识到这是现在无法做到的。
将太阳风因素引入 水星进动 的“N体”计算是否会支持爱因斯坦理论?
爱因斯坦1915年的水星进动计算很大程度上可以被认为是对牛顿方程进行系数调整以适应已知的43”! 因为水星进动 的“N体”精确计算的篇幅至少会是数以百万字的,而不会只是一个普通论文篇幅!

近日点观点

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根据牛顿万有引力定律计算的水星近日点进动值与观测值的分歧。1859年﹐法国天文学家勒威耶发现水
近日点经度分布 近日点经度分布
星近日点进动的观测值﹐比根据牛顿定律算得的理论值每世纪快38°﹐并猜测这可能是一个比水星更靠近太阳的水内行星吸引所致。可是经过多年的辛勤搜索﹐这颗猜测中的行星始终毫无踪影。纽康测定这个值为每世纪 43度。他提出﹐这可能是那些发出黄道光的弥漫物质的阻尼所造成的。但是﹐这种假设又不能解释其他几颗行星的运动。于是纽康就怀疑万有引力定律中的平方反比规律有问题。为了能同时解释几颗内行星的实际运动﹐纽康求出了引力应与距离的2+1.574×10次方成反比。19世纪末﹐电磁理论发展的早期﹐韦伯黎曼等人也都曾试图用电磁理论来解释水星近日点的进动问题﹐但均未能得出满意的结果。
依据牛顿万有引力定律计算所得的水星近日点进动理论值与实际观测所得到的观测值之间的差异所产生的分歧问题。1859年,法国天文学家U.J.J.勒威耶根据多次观测发现所得到的水星近日点进动值要比按照牛顿万有引力定律计算所得的理论值每世纪快38秒出现水星近日点反常进动他的这一发现引起了众多天文学家的注意很多人对这一问题进行了研究和修正。进一步测定水星近日点进动的观测值与理论值之差为每世纪43秒,于是有人怀疑牛顿万有引力定律是否普遍适用。但长期得不到完满的解释。直至1915年,爱因斯坦根据他创立的广义相对论原理对水星近日点的进动进行了计算他的计算值与按照牛顿万有引力定律计算得到的值之差值为每世纪43″03。这个值与观测值十分接近,从而成功地解释了水星近日点反常进动。
进动值的分歧问题,成为天文学对广义相对论的最有力的验证之一。影响水星近日点进动的因素很多,任何微小的变动都会影响到对广义相对论的验证,因此,这个问题尚需要继续研究。

近日点近点进动

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由于其他大行星(主要是木星)的摄动影响,地球公转轨道的近日点也有进动现象,周期约为21000年,每年约1.03',也就是说每58年地球推迟一天到达近日点,比如公元1250年地球到达近日点的时间在冬至附近,而现在目前则是每年1月3日或4日到达近日点。
从长期来看,地球近日点的进动虽然微小,但也是造成地球气候冷暖变化的重要因素之一。南斯拉夫天文学家米兰科维奇(Milankovich)于1930年提出地质时期气候变化与地轴倾斜度的变化、地球轨道偏心率的变化和近日点的位置变化有关。

近日点其它彗星

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Swift-Tuttle
英仙座流星雨的流星体来自周期135年的Swift-Tuttle彗星(斯威夫特彗星),当地球经过彗星轨道附近时,重力将这些从彗核散布出来的尘埃、碎粒吸引至地球,以高速冲向大气层,摩擦燃烧后发出短暂的光芒,就是我们所见的流星。较大的流星体其尾迹可在夜空中持续数分钟之久。
1992年11月过近日点的 109P/Swift-Tuttle 彗星。下一次 le彗星要到2126年才会再度通过近日点。
贝内特彗星
1970年3月20日,贝内特彗星过近日点时彗尾已长达11度,亮度达0等。 后发现于黎明前的东方天空,彗尾日渐变长,达20度以上,粗而弯的橙黄色尘埃彗尾和直线延伸的蓝色气体彗尾漂亮而易于区分。它成为自1910年哈雷彗星回归以来最辉煌的彗星之一,很多天文爱好者都拍到颇为漂亮的照片。
贝内特彗星是1969年12月28日由南非业余天文学家贝内特发现而命名的。
哈雷彗星
1910年4月20日,哈雷彗星到达近日点
哈雷彗星是惟一可以预报的大彗星,1705年,英国天文学家哈雷利用牛顿万有引力定律推算出其回归周期及轨道,为表彰他的成就,遂将该彗星命名为哈雷。它成为公元前240年以来有32次回归记录的“熟客”。哈雷彗星的周期约为76年。在20世纪有二次出现。1910年回归时条件良好,因而形象颇为壮观:4月20日过近日点时彗尾已亮得肉眼可见,一个月后过近地点时彗尾长达125度~150度。其时,由于它距离地球只有2500万千米,故有人担心完全被彗尾笼罩的地球生物会全部死亡。其实彗尾非常稀薄,而地球未发生任何异状。不过哈雷彗星横扫天际的景象着实使当时的人们心惊肉跳。

近日点天象

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2002年3月5日13:15由我国河南省开封市天文爱好者张大庆和日本业余天文学家迟谷熏在上月初共同发现的“池谷—张彗星”,日前天文学家已计算出其轨道,它将在3月18日通过近日点,这将为国内的众多天
近日点和远日点太阳辐射 近日点和远日点太阳辐射
文爱好者提供一次观测新彗星的良机。据介绍,“池谷—张彗星”已逐渐靠近近日点,此后十余天的每天黑幕降临时分,该彗星会在西南方天空出现,地平高度约在20°左右,可用口径为5厘米左右的小型天文望远镜观测。特别是从3月15-20日的数天时间,这颗彗星的亮度还将继续增亮,其亮度估计在4星等左右,在无灯光干扰、大气 宁静度较高的郊外用肉眼可看到一颗像蒲公英状的模糊亮点,即“池谷—张彗星”
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