郭紅鋒
同學(xué)們,我們從地球上觀察天空,會發(fā)現(xiàn)日月星辰時刻都在運動中。你知道嗎?其實不是日月星辰在動,而是我們跟隨地球運動時看到天體的相對運動,就好比我們坐在行進(jìn)的汽車?yán)铮吹杰嚧巴獾木拔锊煌5氐雇艘粯?。實際上景物沒動,是我們自己隨著汽車在向前運動。
從地球上用肉眼觀察天體的運動,叫做天體的視運動。太陽系外天體(恒星等)的視運動,只考慮地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的影響,不考慮天體本身的運動(因為它們距離地球都非常遙遠(yuǎn),其自身的運動肉眼幾乎無法察覺)。但太陽系內(nèi)的天體,其視運動里還包含著它們自身的運動,例如月球圍繞地球的公轉(zhuǎn),行星圍繞太陽的公轉(zhuǎn)等。
行星的逆行現(xiàn)象,就是行星視運動的一種特別的天象。地球外側(cè)的行星除每天的東升西落(對應(yīng)地球自轉(zhuǎn)),還會在恒星背景里緩緩地由西向東移動(對應(yīng)行星本身圍繞太陽的公轉(zhuǎn)),這是行星的正常運動,叫做順行。
但是,因為地球在內(nèi)圈跑得比較快,所以地球在公轉(zhuǎn)的路上會不斷地超越外側(cè)行星,就像開快車超越旁邊車道上的車一樣。每當(dāng)?shù)厍虺酵鈧?cè)行星的時侯,原本向東移動的行星會先停下,然后反過來向西移動一小段(倒退),當(dāng)?shù)厍蛟谲壍郎铣^了行星之后,行星看起來又恢復(fù)由西向東的移動。
這就是地心說無法解釋的行星的“逆行”現(xiàn)象。而以太陽為中心,所有行星(包括地球)都圍繞太陽轉(zhuǎn)動的天體運動模式,都可以完美地解釋逆行現(xiàn)象(見圖1)。
地球內(nèi)側(cè)的水星和金星也會呈現(xiàn)逆行的運動,從地球上觀察,內(nèi)行星永遠(yuǎn)只是在太陽附近來回擺動。太陽系內(nèi)其他天體,也都有逆行現(xiàn)象,但需要望遠(yuǎn)鏡才能觀察到。
為了更好地理解地球外側(cè)外行星的逆行現(xiàn)象,建議大家自己動手做一個模型,模仿天空中行星的運動,觀察一下逆行的過程吧!
下面是地球與火星在太陽系內(nèi)的位置和運動參數(shù):
1. 地球距離太陽1個天文單位,火星距太陽約1.5個天文單位;
2. 地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周約365天,12個月,火星繞日一周687天,約24個月。據(jù)此畫出地球與火星圍繞太陽公轉(zhuǎn)軌道位置示意圖(圖2)。再用一段硬紙做的桿,將地球和火星連接起來,指向天空,這樣我們就可以做一個火星逆行的模型啦!
一、 制作方法
1. 剪裁地球與火星繞日公轉(zhuǎn)軌道模型(見圖2);
2.剪裁地球與火星的連線桿(見圖3);
3. 把地球與火星的連線桿的一端打一個小洞,能插入一支鉛筆的筆尖。
二、 模擬演示火星逆行
1. 剪 裁 下 來 的 地球與火 星繞日公 轉(zhuǎn)軌道模型平鋪在桌子上;
2.用左手把連線桿的一端固定在地球上(例如圖4中內(nèi)圈上的位置1),同時連接火星(例如圖4中外圈上的位置1);
3. 用 右 手 握 住 鉛筆(穿過連接桿一端的孔)在天空點出火星在恒星背景中的位置(例如圖4右下角的位置1);
4.左手不斷移動連接 桿,使其跟隨地球在公轉(zhuǎn)軌道上的位置(1、2、3……),同時連接火星公轉(zhuǎn)位置(1、2、3……),右手在天空點出相對應(yīng)的位置(1、2、3……);
5. 把天空中的點用細(xì)線段連接起來(注意方向);
6.你就會發(fā)現(xiàn)火星在被地球追上以前是順行,被追上的時候停留,然后轉(zhuǎn)為逆行,當(dāng)?shù)厍虺揭院髣t繼續(xù)順行。成品圖如下(見圖4)。