历史百科网

行星视运动

[拼音]:xingxing shiyundong

[外文]:apparent motion of planets

观测者所见的行星在天球上位置的移动。通过长期的观测,人们发现,行星既有相对于恒星的视运动,又有相对于太阳的视运动。研究行星相对于太阳的视运动,可以揭示行星出没的规律。哥白尼为了解释行星视运动的规律,提出日心体系学说,导致对宇宙体系认识的革命,并为后来牛顿发现万有引力定律奠定了基础。

行星相对于恒星的视运动

人们通过长期观测发现,天球上绝大多数星星的相对位置没有变化,至少在几十年,甚至上百年内看不出明显的变化,因而称为恒星;但有几个星星(金星、木星、水星、火星、土星等)则在众恒星间移动,因而称为行星。

把行星在不同时间的位置标在星图上,就得出行星视运动的路径。图1绘出 1979年水星视运动的路径。行星视运动有如下特点:

(1)各行星视运动的轨迹均离黄道不远;

(2)行星大部分时间在天球上自西向东运动(赤经增加),小部分时间自东向西运动(赤经减小)。前者与太阳在天球上周年视运动方向一致,故称顺行,后者相反,称为逆行;

(3)由顺行转为逆行或者由逆行转为顺行时,行星在天球上的位置短时期不动,称为“留”;

(4)行星视运动有周期性。

行星相对于太阳的视运动

按照行星相对于太阳的视运动,可把行星分为两类:

(1)地内行星,即地球轨道以内的水星和金星,它们总是在太阳附近来回摆动,角距离有一定范围;

(2)地外行星,即地球轨道以外的火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星,它们和太阳的角距离不受任何限制。

地内行星相对于太阳的视运动

地内行星和太阳的地心黄经相等时,称为地内行星合日,简称“合”。经过合以后,地内行星逐渐偏离太阳向东。在这种情况下,太阳落山后,它出现在西方天空,故称为昏星。地内行星向东偏离太阳的角距离一天天增加,当达到一定的角度不再增加时,称为东大距。东大距以后,它又一天天靠近太阳,只要仍在太阳以东,还是昏星。当它的黄经再次和太阳黄经相等时,它又“合日”。此时,它几乎和太阳一齐从东方升起,白天它淹没在太阳的光辉之中,傍晚又和太阳一齐下山,所以我们看不见它。合以后,它便偏离太阳往西。它先于太阳落山,傍晚看不见。但它先于太阳升起,在黎明前的东方可以看到,故称为晨星。此后它向西偏离太阳的角距离一天天增加,一直到“西大距”为止。过了西大距,它又一天天靠近太阳,一直到再与太阳相合。以后它再次成为昏星,重复上述视运动。为了分清两次合,我们把成为昏星以前的那次合称为“上合”,另一次合称为“下合”。连续两次上合或两次下合的间隔时间叫作会合周期。在一个会合周期中,地内行星视运动可以简单归结为。

上 合→东大距→下 合→西大距→上 合

看不见→昏 星→看不见→晨 星→看不见

水星大距时同太阳的角距离变化在18°到28°之间。由于角距离总是很小,所以水星几乎经常被黎明曙光或黄昏的暮光所淹没,我们很难看到它,只有在大距附近时才能看到。

金星大距时同太阳的角距离在45°到48°之间。它在大部分时间里同太阳的角距离较大,所以经常能够看到。它特别明亮,除太阳和月亮外,是全天最亮的天体,因而经常引起人们的注意。当它是昏星时,我国古代称为长庚星;当它是晨星时,则称为启明星。

地外行星的视运动

地外行星在它的地心黄经和太阳黄经相等时,便同太阳相“合”,此时与太阳同升同落,我们看不到它。合以后,它偏离太阳向西。因而,每天黎明前在东方天空看到它。它同太阳的角距离一天天加大,每天升起的时间也就一天天提早。当它和太阳的黄经差90°时,称为西方照。此时,半夜十二点左右它就从东方升起,等太阳升起时,它已转到正南方。以后它继续偏离太阳向西,升起的时间转到上半夜,并逐日提早。当它和太阳的黄经正好相差180°时,称为“冲日”,简称“冲”。冲时,傍晚太阳刚落山,它就从东方升起,至次日早晨,太阳刚升起时,它就在西方落山,所以整夜可见。冲以后,地外行星继续向西偏离太阳,由于角距离超过180°,因此也可以说,它在太阳以东的180°慢慢靠近太阳。它从东方升起的时间也由傍晚而提早到下午,在这种情况下,当太阳落山后,它已在东南方向出现,下半夜它由西边落山,大半夜可以见到。当它和太阳黄经差90°时,称为东方照。东方照时,太阳一下山,它就出现在南方天空;到半夜,在西方落山。它继续由东边靠近太阳,当它和太阳黄经又相等时,又合日了。以后,它重复这样的视运动。两次合的间隔时间称为它的会合周期。在一个会合周期中,它的视运动可简单归结为

合→西 方 照→  冲  →东 方 照→ 合 看不见→午夜升起→整夜可见→午夜落山→看不见

(此后逐  (此后逐

日早升)  日早落)

肉眼可以看到的地外行星有火星、木星、土星;视力好的人有时勉强可以看到天王星;借助于望远镜,还可以看到海王星、冥王星和许多小行星。

我们的祖先很早就注意观测和研究行星视运动的规律。1974年初在我国长沙马王堆三号汉墓(公元前 168年)出土的文物中,有一件天文帛书《五星占》,上面记载了五大行星的视位置。其中有金星、木星、土星从秦始皇元年(公元前246年)到汉文帝三年(公元前177年)共七十年的视位置。并记载了土星一周天为三十年。

行星视运动的解释

九大行星都围绕太阳运动,最靠近太阳的是水星,依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们都绕太阳作近似匀速圆周运动。它们绕太阳公转的角速度是不相同的,水星最快,其他行星依次变慢。而且,所有行星的运动轨道都差不多在同一平面上。由于地球绕太阳公转,所以,从地球上看来,太阳在天球上作一年一圈的视运动。太阳的轨迹就是黄道,因此,其他行星视运动轨迹均在黄道附近。

地内行星相对于太阳视运动的解释

图2是地球和地内行星同时绕太阳运动示意图。当地内行星在位置P1,地球在位置E1时,从地球看太阳S和看P1方向相同,称为合。这次合时地内行星在E1S连线的外侧,称为上合。上合后,地内行星和地球各走到P2和E2。对地球上北半球的观测者而言,看它的方向E2P2在看太阳E2S之左,即在太阳之东,它是昏星。当地内行星和地球分别走到 P3和 E3时,如果∠E3P3S是直角,则由E3看P3和S的张角较大,称为东大距。以后,角距离又逐渐减小,地内行星又逐渐靠近太阳。当地内行星和地球分别走到P4和E4时,E4P4S在一直线上,即由地球看它和太阳的方向是相同的,即又与太阳相合,此时,P4在E4和S的中间,是下合。下合后,地内行星和地球分别走到P5和E5,P5在S之右,即之西,是晨星。当地内行星和地球分别走到P6和E6时,∠E6P6S为直角,是西大距。然后,地内行星又慢慢靠近太阳,又到下次上合,完成一个会合周期。

地外行星相对于太阳视运动的解释

如图3所示,当地外行星和地球分别在P1和E1时,从E1看P1和S的方向相同,是合日。合后,外行星和地球分别走到P2和E2,由地球北半球看外行星在太阳右边,即以西,所以,早晨看到它。当地外行星和地球分别走到P3和E3时,当

如果知道行星的公转周期T和地球公转周期E(即1恒星年),我们就能算出行星运动的会合周期P。近似计算公式是下面的会合运动方程式:

行星相对于恒星视运动的解释

主要解释为什么有逆行的现象。地内行星在下合附近和地外行星在冲附近都会发生逆行现象。我们用地外行星做例子来解释这种现象发生的原因(图4)。当地球和地外行星分别在E1和P1时,从地球上看,地外行星在遥远的星空背景上的投影位置为P 姈。当地球走到 E2时,地外行星走到P2,这时,从地球上看,地外行星在遥远的星空背景上的投影位置为P娦。从P姈到P娦的视运动是由东向西的,故在这段时间内,地外行星是逆行的。

参考书目

南京大学数学天文学系天文专业编:《天文学教程》,上册,上海科学技术出版社,上海,1961。

严正声明:本文由历史百科网注册或游客用户赤允自行上传发布关于» 行星视运动的内容,本站只提供存储,展示,不对用户发布信息内容的原创度和真实性等负责。请读者自行斟酌。同时如内容侵犯您的版权或其他权益,请留言并加以说明。站长审查之后若情况属实会及时为您删除。同时遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,尊重和保护作者的劳动成果,转载请标明出处链接和本声明内容:作者:赤允;本文链接:https://www.freedefine.cn/wenzhan/133662.html

赞 ()
我是一个广告位
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: