韦伯望远镜为什么要放置那么远?《张朝阳的物理课》讲解日地系统的拉格朗日点

城东娱乐新闻网 2025-08-13

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由于质情位矢的摩擦力为0,所以:

假定约化密度:

并且尽量避免地球人的爱国运动方程:

可以获取:

其之中M是日地种系统的总密度。这个结果意味着地球人环外面日地质构造情的爱国运动可以便是是一个密度为μ的观察者在密度为M的外星重力场下环外面这个外星的爱国运动,而这个密度为M的等效外星的右方正好处在星体右方上。根据这个结果,可以获取地球人环外面日地质构造情的Jerome时间延迟意味着:

其之中仍未将日地最远记为r0。

当观察者处在L2点时,要愿它与地球人实时地环外面日地质构造情Jerome,因此它具备离情摩擦力:

其之中r_e是地球人到日地质构造情的最远,r2是L2点到地球人的最远。

张朝阳表述知道,根据离情摩擦力公结构增设计,自转一般而言时,最远之中情越,离情摩擦力越大。万有重力的渐进值得注意,最远越,重力越小。当观察者处在地球人右方时,离情摩擦力恰巧与星体重力摩擦力抵消,但是当最远变大的时候,这种抵消就缔造了,这时候恰巧可以把地球人的重力考虑付钱,重新让爱国运动达到抵消,这就是L2点的单纯。

由于r_e与r0十分相似,因此可以将r_e相符合为r0。根据末尾参阅的抵消必要条件,有:

其之中仍未作了一次均保留此前两阶的泰勒展开。将ω0的结构增设计子愿得:

代入上结构增设计都可:

于是:

尽量避免日地最远约为1.5亿公里,立即可以知道r2之比150万公里。

张朝阳参阅L2点的数值

日地质构造情不与星体右方相交 适当相符合愿出L4右方

数值完L2点到地球人的最远,张朝阳开始数值L4点的右方。他强调,数值L4点时不可能会有趣地认为日地质构造情与星体之中情相交,必须尽量避免这两点之间的偏差。数值L4点的示意绘出与关的量的假定可见于下绘出,其之中L4点位于几何绘出最上头的那个正方形上,r1为星体到日地质构造情的最远,L4点到星体的正向和它到日地质构造情的正向的夹角记为δ。

张朝阳参阅知道,这次数值的目的是在地球人水星上找到一点,在这一点上星体的重力与地球人的重力正好可以让观察者环绕日地质构造情作圆周爱国运动,总长周期与地球人Jerome总长周期一致。因此,L4点最远星体的最远取为日地最远r_s。

数值L4点的示意绘出与过程

首先,星体到日地质构造情的最远r1之比:

把L4点的不施力水解为水星昂向均与分量均。由于离情摩擦力只沿分量均,所以昂向均的抵消必要条件为:

其之中a_s与a_e分别表示星体与地球人在L4点的重力摩擦力微小。根据余弦黎曼,有:

将其愿得昂向抵消必要条件可以获取:

再将末尾关于r1的结构增设计子愿得,有:

代入上结构增设计,并察觉到在δ很小的情形有r_s之比r_c,可以获取:

什么情形这个抵消方程才意味着呢?张朝阳高亮知道,当θ1为60度的时候这个抵消方程可能会正式成立。事实上,由于r_s之比r_c,r_c又之比地球人到日地质构造情的最远,因此当θ1等于60度时,L4点、日地质构造情、地球人之中情即刻将大约构成等边三角形如,此时θ1=θ2,rc=r_e,因此昂向的抵消必要条件以愿意味着。

解决了昂向的抵消,接下来无需要验证在正方形如的必要条件下分量的抵消是否意味着。增设L4点与地球人实时Jerome时的摩擦力为a_c,那么分量的抵消方程为:

根据末尾解析的地球人Jerome时间延迟公结构增设计:

有:

察觉到r_s*cos(δ)为L4-星体各别在L4-日地质构造情各别上的三维,这段三维比r_c要大,总长出来的均正好等于星体-日地质构造情各别在L4-日地质构造情各别上的三维,于是:

将此结构增设计愿得此前一个结果可以获取:

再将r1的结构增设计子愿得,有:

另一方面,地球人在L4点的重力摩擦力在分量的三维为:

察觉到θ1与θ2都等于60度,所以:

区域性这些结果立即获取:

所以,分量的抵消必要条件也是意味着的,地球人水星上的确长期存在意味着要愿的可比日点,而且这个点与日地质构造情、地球人三者相符合组成一个正方形如。

据了解,《张朝阳的物理课》于每周星期五、周日之中午12时在新浪网影片实况转播,网友可以在新浪网影片“关注流”之中搜索“张朝阳”,观看实况转播及往期完整影片回放;关注“张朝阳的物理课”QQ,查看文凭之中的“知识点”较总长影片。此外,还可以在新浪网电视新闻APP的“新浪网新技术”QQ上,阅览每期物理文凭的概要较总长文。

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