微小差异导致的伟大发现

在太阳系中,地球同她的姊妹行星以椭圆轨道围绕太阳运动,太阳本身处于椭圆轨道的一个焦点上。这一规律是众所周知的。1609年,在《新天文学》一书中,约翰内斯·开普勒提出了这一被称为开普勒第一定律的行星轨道规律,同时也提出了行星运动的第二条定律,这条定律指出：“行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积”。他指出,这两条定律同样适用于其他行星和月球的运动。后来,经过长期繁复的计算和无数次失败,开普勒又发现了行星运动的第三条定律：“行星公转周期的平方正比于轨道半长轴的立方”。     

行星绕日运动时间的简便计算方法

通过掠面速度公式简洁地导出了行星沿椭圆轨道运动的时间表示式,分析了<大学物理>2007年第12期中<椭圆轨道上行星绕日运动时间计算>一文中存在的一个问题.     

椭圆轨道上行星绕日运动时间计算

通过分析行星在椭圆轨道上的绕日运动,得到任意两点间的运动时间和运动周期.     

椭圆轨道上行星绕日运动时间公式的另一种推导方法

利用能量方程,比较简单地推导出了椭圆轨道上行星绕日运动时间的计算式.     

行星运动物理问题的简单处理

从角动量和能量守恒定律出发,建立行星椭圆运动的轨道方程,导出行星运动时的各个物理量表达式,从而给出了一种以初等数学为基础的处理行星运动的简洁方法。     

Mathcad在《理论力学》教学中的应用

利用Mathcad软件提供的强大的函数图像创建和快速灵活的动画设计功能,以理论物理教学中毕耐公式计算行星运动轨道为例,重点探讨了行星运动轨道的图像描绘和行星运动过程的动画演示。这不仅能够帮助学生更好地理解物理概念,而且还能够激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力和创新思维。     

行星面积定理与宇宙速度的初等数学推导

质量为m的卫星(或行星)在质量为M的天体引力作用下运动,若忽略其它作用,则M应处于卫星轨道的焦点,如图1所示,m在P点连续两秒内的位移,即该相邻两点的瞬时速度v_1及v_2,由于m所受引力方向沿着矢径指向M,与矢径MP垂直的方向上m不受力,故速度的垂直分量相等,即v_1=v_2;显然m的矢径在连续两秒内扫过的面积△P′MP=△PMW″。这就是我们熟知的开普勒第二定律,亦称行星面积定理。 设卫星m在椭圆轨道上运动,如图2,轨道的半长轴为a,焦距为2f,在轨道上运动的每一时刻卫星的总机械能守恒,则有 mv~2/2+mgr=mv_t~2/2+mg_t(a+f)式中v为卫星在轨道上任一点的速度,r为该点与M的距离,g为卫星在该点的引力加速度,v_t表示卫星在远地点l处的速度,g_t为该点的引力加速度。由万有引力公式:     

太阳系行星运动遵循似不确定关系

20世纪80年代初期，由天文观测数据归纳发现天然行星轨道“速率比”的不连续分布规律 cv ＝λn ，系数λ≈2．099×103，n取自然数．因此，行星系的似作用量子η＝λG Mc ，行星运动遵循似不确定关系．于是，推出行星轨道分布及K epler运动第三定律．     

问题解答

问:行星为什么不沿着圆周运动? 答:这问题可分为两部分:行星的轨道为什么不是圆形的和产生及保持椭圆形轨道的原因是什么。回答前一问题比较容易。所有天体均按圆锥曲线而运动,如果仅限于闭合轨道,偏心率的数值将有无限组。在这无限多的轨道中,只有偏心率为零的轨道是圆形的。因此,圆形轨道的几率是无限小的。即使形成了圆形轨道(这是极稀罕的情形),这种轨道也只能维持极短暂的时间,因为所有其他行星的影响(扰动)会极快地使轨道变形,而圆形的任何改变都难免使轨道变成椭圆。实际上,对于所有行星,其     

从宇宙火箭到星际航行

今年一月二日苏联人民成功的发射出了一个人造行星,这个红色行星从月球附近飞过,然后就进入了绕太阳运动的行星轨道,周期为450天,轨道则在地球和火星的轨道之间,距火星最近的距离为地球与火星距离的1/4。这个人造行星——宇宙火箭的发射成功震动了全世界,它再一次证明了社会主义阵营的空前强大,社会主义制度的无比优越性,苏联在最新科学技术上已把美国远远的抛在后面。同时它也表明苏     

Physics design of SSRF synchrotron radiation security

High brightness of SSRF brings about synchrotron radiation security problems, which will be solved in physics design. The main radiations are generated from bending magnets and insertion devices. Since the fact that radiation power and radiating area are different in these two kinds of synchrotron radiation, the arrangements of photon absorbers, diaphragms and other vacuum components need to be treated distinctively. In addition, SSRF interlock protection threshold is defined and the beam orbit in the straight line is limited. Hence, beam orbit in the bending magnets and IDs are also restricted by the threshold. The orbit restriction is calculated and helps us to arrange the vacuum components. In this paper, beam orbit distortion restricted by interlock protection threshold, radiation power, radiation angle and illuminating area are calculated. From the calculation results, the physics designs in manufacture and installation vacuum components are put forward. By commissioning, it is shown that physics requirements are met rigidly in the engineering process.     

基于分时积分亚像元融合的地球静止轨道平台消颤振技术

相较于低轨卫星线阵扫描成像模式,地球静止轨道面阵成像的曝光时间相对更长,更容易受到平台颤振的影响而造成图像模糊.为了消除由平台颤振引起的像质退化,本文提出了基于分时积分亚像元融合的方法.由于地球静止轨道的凝视成像特性,相机观察区域在长时间内保持不变,因此分时短曝光可以获得多帧目标内容相同,但模糊尺度更低的短曝光图像.然后对多帧短曝光图像采用基于能量区域质心法的相位相关算法进行亚像元图像配准,计算相对偏移量并进行补偿,位移探测准确度可达0.1像元以内,满足卫星平台应用需求.再按亚像元偏移量对多帧图像进行融合,融合的过程可以提升由于曝光时间缩短而降低的单帧图像信噪比,最终可以获得图像清晰度更高、信噪比与原长曝光图像相当、信息辨识度更好的遥感图像.     

基于分时积分亚像元融合的地球静止轨道平台消颤振技术

相较于低轨卫星线阵扫描成像模式,地球静止轨道面阵成像的曝光时间相对更长,更容易受到平台颤振的影响而造成图像模糊.为了消除由平台颤振引起的像质退化,本文提出了基于分时积分亚像元融合的方法.由于地球静止轨道的凝视成像特性,相机观察区域在长时间内保持不变,因此分时短曝光可以获得多帧目标内容相同,但模糊尺度更低的短曝光图像.然后对多帧短曝光图像采用基于能量区域质心法的相位相关算法进行亚像元图像配准,计算相对偏移量并进行补偿,位移探测准确度可达0.1像元以内,满足卫星平台应用需求.再按亚像元偏移量对多帧图像进行融合,融合的过程可以提升由于曝光时间缩短而降低的单帧图像信噪比,最终可以获得图像清晰度更高、信噪比与原长曝光图像相当、信息辨识度更好的遥感图像.     

天基平台激光清除小尺度空间碎片降轨特性研究

通过建立空间碎片自旋与非自旋模型,分析了天基激光作用下碎片速度的变化规律,在此基础上研究了激光辐照作用下空间碎片的变轨模型。通过仿真分析空间碎片的近地点与远地点高度的变化量在碎片运行轨道不同位置与高能脉冲激光作用的变化规律,对比分析激光在不同辐照角度下与碎片作用时的降轨清理效果。研究结果表明:天基激光清除空间碎片存在最佳作用区域,降轨清理的最佳位置在初始真近角f=120°和f=240°位置附近;激光作用碎片的辐照角度对碎片的降轨清理效果有较大影响,激光在不同辐照角度与碎片作用时的降轨清理效果相对碎片轨道椭圆主轴具有对称性。     

PN1B微小卫星激光反射器设计及激光测距试验

大气密度探测实验卫星PN1B于2015年9月在太原卫星发射中心成功发射,为了实现对该卫星星载GPS定轨数据提供检核标准及高精度测轨应用要求,依据卫星无法提供阵列结构激光反射器所需要的安装面积的限制,首次采用通光口径为10 mm的微小激光反射器按照不同的指向分布在卫星的棱边。利用TROS1000流动人卫激光测距系统对该卫星进行追踪和激光测距试验,测量结果表明激光回波数据充足,每秒平均激光回波光子数达173个,标志着此类微小激光反射器的应用将会在卫星轨道精密定轨方面发挥重要作用。     

利用受激布里渊散射实现在轨运动目标激光跟踪瞄准研究

利用受激布里渊散射相位共轭技术,补偿激光大气传输过程中由于大气湍流等因素所造成的激光波前畸变,并且引入速度补偿镜方法,对模拟运动目标进行激光跟踪瞄准。利用高斯光束的无限腔长相位共轭腔理论分析了这种跟瞄方法的可行性。在室外1．27km距离,进行了在轨运动目标跟踪瞄准的原理性实验研究,实验结果表明,利用受激布里渊散射相位共轭技术和速度补偿镜方法,可以实现对在轨运动目标的跟踪瞄准,并且通过此方法,可以把激光能量能较好地集中于目标上一个很小的区域内。到达目标的最大共轭光能量为24．0mJ。     

Amount of rotation about a point and the Morse index

For the case of exact, area preserving, monotone twist diffeomorphisms, we give formulas relating the amount of rotation about an orbit and certain Morse indices.Partially supported by NSF contract No. MSC-82-01604     

Spin–orbit interaction induced current dip in a single quantum dot coupled to a spin

Experiments on semiconductor quantum dot systems have demonstrated the coupling between electron spins in quantum dots and spins localized in the neighboring area of the dots. Here we show that in a magnetic field the electrical current flowing through a single quantum dot tunnel-coupled to a spin displays a dip at the singlet–triplet anticrossing point which appears due to the spin–orbit interaction. We specify the requirements for which the current dip is formed and examine the properties of the dip for various system parameters, such as energy detuning, spin–orbit interaction strength, and coupling to leads. We suggest a parameter range in which the dip could be probed.     

CSRm束流累积阶段闭轨校正系统设计

为测量兰州重离子加速器冷却储存环主环(CSRm)束流累积阶段的闭轨畸变并进行闭轨校正,开发了闭轨校正系统,该系统由轨道测量系统、闭轨控制系统和校正磁铁系统构成。轨道测量系统实现对束流轨道的实时监测;闭轨控制系统读取束流轨道信息,然后进行闭轨校正计算,并将计算后的校正值传输给校正磁铁系统;校正磁铁系统通过改变校正电源的值,改变校正磁铁的强度,实现对束流轨道的调整,完成闭轨校正。模拟测试结果表明,束流轨道水平方向的最大畸变由校正前的3.37 mm减小为校正后的0.39 mm,垂直方向的最大畸变由校正前的4.21 mm减小为校正后的0.31 mm。该系统能够实现响应矩阵的自动测量和束流轨道的自动校正,满足设计要求。     

电场对1,4-苯二甲氰分子电输运特性的影响

用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,计算电场作用下的1,4-苯二甲氰分子体系的电子结构及其电导和电流.结果表明:电场使体系在分子和电极间存在电荷转移和重新分布,分子与电极接触面附近出现电子积聚区和电子耗散区,从而产生附加电偶极子,对分子的电导和电流产生抑制.此外,对分子轨道能级和分子与电极的耦合系数的影响也比较明显,导致分子的伏-安特性在考虑电场作用前后有一定的差异.