椭圆形的椭怎么写
椭圆形的椭字怎么写为什么行星轨道是椭圆的?
行星的轨道大部分是椭圆,这是有一定的观测基础证明的,我们知道在开普勒三大定律中,第一个行星运动定律就是,所有的行星都是围绕着恒星作椭圆运动。
而恒星在该椭圆的一个焦点上。
这个定律其实用物理上的逻辑推理来构想,并不难理解。
例如太阳和地球的关系,这个二体系统同样也是存在椭圆的行星运行轨道,我们身处地球就能很明显的感受到,四季交替和远近日的点的存在,这都说明我们围绕太阳绕转的轨道是椭圆的。
一般来说,一个二体系统,其一都是在作匀速圆周运动的,但宇宙空间中的并不存在完美的二体系统,往往会因为外部因素的影响,而使得运动轨道发生偏移。
在宇宙中,行星在围绕恒星绕绕转的过程里,如果仅仅只是受到恒星引力与行星引力的相互作用的话,那么毫无疑问它们会是作匀速圆周运动的,但正是由于除了这两种引力外,还有其他引力的影响,才会使行星的运动轨道变成了椭圆。
也就是说,在地球围绕太阳的公转过程中,地球还受到了除太阳引力外的其他引力影响,椭圆的轨道,就更多的是地球对附近所以引力的一个折中的运行轨道。
还有一个原因是,在原始的行星上,受到了其他天体的一系列扰动,造就了如今行星的椭圆轨道,这是行星摄动理论。
所以行星的轨道大部分是椭圆而不是标准的圆,归功于其他天体的引力干扰。
行星的轨道一般是椭圆的,这个叫做开普勒第一定律。
首先说一下这个椭圆是怎么来的?显然这个椭圆是对称的,轨道是封闭的。
这在力学上是很难做到的,在距离越远力越小的场中,必须是在与距离成平方反比的中心力场中才可以有这样的封闭轨道——这在力学上需要存在一个拉普拉斯——隆格——楞次矢量作为守恒量,才可以得到椭圆封闭轨道。
所以,行星的轨道一般是椭圆的,首要的原因就是因为牛顿万有引力是与距离成平方反比的中心力场,而且存在拉普拉斯——隆格——楞次矢量作为守恒量。
这个拉普拉斯——隆格——楞次矢量的方向指向椭圆的长轴方向。
什么是守恒量?守恒量的意思是说:这个拉普拉斯——隆格——楞次矢量对时间求导等于零。
另外,还需要看出,椭圆是平面曲线,而不是空间曲线。
那么行星的运动要保持在一个平面上,相当于要求存在一个与平面垂直的特殊方向,这个特殊方向必须不可摇摆——那么如何构造这个特殊方向呢?答案是依靠角动量守恒。
角动量的方向就是这个特殊方向。
所以椭圆轨道背后肯定有角动量守恒在支撑,否则轨道曲线不可能局限在一个平面里——因为太空是3维的,2维平面是特殊的。
当然了,在真实的太空中,行星的椭圆轨道只是近似,为什么?因为空间是弯曲的——这是广义相对论的结论,所以不存在真正封闭的椭圆轨道——这个事情等价于说:牛顿的平方反比万有引力定律其实是一个近似。