SRTP講座論文

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1、SRTP講座報告淺談對“金星凌日”現(xiàn)象的認識——“仰望星空——我的追星之旅及初識天文”講座聽講報告蔣琴（東南大學機械工程學院2012級江蘇南京211189）摘要：本文簡要介紹金星凌日現(xiàn)象的產生原理，討論金星凌日的周期計算方法，金星凌日時的運行軌跡，并初步探討該現(xiàn)象的科學研究價值。Abstract:ThispaperbrieflyintroducestheprinciplesofVenus,discussingthetransitofVenuscyclecalculationmethod,theorbitofVenus,andpreliminarydiscussthescie

2、ntificresearchvalueofthisphenomenon.關鍵詞：金星凌日、周期、軌跡、科學價值5SRTP講座報告一、引言金星凌日是一種罕見的天文現(xiàn)象。金星軌道在地球軌道內側，在某些特殊時刻，地球、金星、太陽會在一條直線上，這時從地球上可以看到金星就像一個小黑點一樣在太陽表面緩慢移動，天文學稱之為“金星凌日”。金星凌日的周期遵循一定的規(guī)律，發(fā)生金星凌日現(xiàn)象時，金星在太陽表面的運行軌跡會有所不同，科學家曾通過觀測金星凌日現(xiàn)象計算日地距離，現(xiàn)已有研究表明金星凌日會對地球有一定影響，故研究金星凌日現(xiàn)象對天文科學研究有著重要意義。二、正文1、金星凌日現(xiàn)象概述金星和地球

3、都圍繞太陽轉，金星的軌道在地球軌道的內側，在某些特殊時刻，地球、金星和太陽會出在一條直線上。這時候從地球上觀測，金星就像一個小黑點鑲嵌在太陽上，并且在太陽表面緩慢移動。天文學家稱這種現(xiàn)象為“金星凌日”。該過程可分為五個階段：凌始外切、凌始內切、凌甚、凌終內切、凌終外切。金星凌日可分為兩種：一種是降交點的金星凌日，它發(fā)生在6月8日前后。屆時，金星由北往南經過日面（黃道)；一種是升交點的金星凌日，它發(fā)生在12月10日前后，屆時，金星由南往北經過日面（黃道）。2、產生原理5SRTP講座報告金星凌日發(fā)生的原理與日食相似。當太陽、金星和地球排成一條直線，就有可能發(fā)生金星凌日。但由于金

4、星和地球的繞日運行軌道不在同一個平面上，而是有一個3.4度的傾角，在大多數(shù)的情況下，太陽、金星和地球排列成一條直線時（下合日），金星不是在太陽的上面通過，就是在太陽的下面通過。地球每年6月8日和12月10日的前后分別經過金星軌道的降交點和升交點，如果此時日、金、地三者恰好排成一條直線，就會發(fā)生金星凌日。3、周期的計算太陽角直徑約為0.5度,而金星軌道傾角3.394度,計算得從地球上看來金星離升降交點的角距離不能大于0.25/tan(3.394)=4.215度。因為此時,金地距離為1-0.723=0.277AU,而金日距離約為0.723AU。所以從太陽中心看(因為下面的角度分

5、析都是以太陽中心為依據(jù)的),金星離升降交點的角距離不能大于4.215*0.277/0.723=1.615度(2*1.615=3.23度的范圍)。假設金星凌日在某次會合時刻發(fā)生,那么以后的每次會合位置就前進了0.5988265圓周。這個數(shù)字乘以5得:2.994133圓周,幾乎為整數(shù)3,意謂著幾乎回到了上次凌日的位置,但這不是精確的原位置,差多少呢?差了360*(3-2.994133)=-2.11度,就是說,從上次凌日的位置上退了2度多一點兒.而從上面我們知道凌日的范圍是3.23度,所以這次凌日是可以發(fā)生的.這兩次的凌日剛好差8年.如果再一個8年,回合位置又退了2度多一點兒,總

6、共就是4度多,完全超過了3.23度的凌日范圍,這就是為什么絕對不可能有連續(xù)三個中間間隔8年金星凌日。如果我們計算0.5988265*81=48.50495圓周，這意謂著81個會合周期后，會合位置來到了另一個交點附近（兩個交點差0.5個圓周），另一個金星凌日就發(fā)生了。稍微仔細一點的計算（考慮金星軌道平面的進動）可以發(fā)現(xiàn)應該是76或81個會合周期后，所以對應的時間是120或129年。這樣8年和120年的周期交替發(fā)生，構成了金星凌日的規(guī)律。金星凌日有著8年、243年和251年的周期。8年的周期等到于8個地球年(365.256天)、13個金星年（224.701天_）和5個會合周期(

7、583.92天)。243年的周期等于243個地球年、408個金星年和157個會合周期。任意選取8年，可得兩次金星凌日，如1874年至1882年。任意選取243年，可得5次金星凌日，如1874年至2117年，任意選取251年,可得6次金星凌日，如1874年至2117年。兩次金星凌日的間隔時間分別是：8年、121.5年、8年、105.5年、8年、121.5年、8年、105.5年，這樣依次地排列下去。其中8、121.5、8、105..5之和等于243是金星凌日最基本和最穩(wěn)定的周期。從金星凌日的長周期可看出，金星降交點（升