高中拓展 · 硬科幻模型 · 相对论 · 轨道进动
椭圆轨道的方向,为什么会慢慢转动?
太阳中心弱场一阶广义相对论修正;不含其他行星摄动,图面进动角放大。减小轨道半长轴,看每圈额外进动变多少。
水星进动:问题从哪里来?
勒维耶指出,牛顿引力与已知行星摄动仍无法解释水星近日点进动的全部数值。爱因斯坦用广义相对论算出其中的额外进动。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
每圈Δϖ=6πGM/[a(1−e²)c²],角秒乘206264.806;图中放大5000倍。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
放大的玫瑰线能当作肉眼所见轨道吗?
换个条件,再试一次
偏心率增大,会使修正项怎样变化?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识相对论 · 轨道进动涉及的量与单位:半长轴(AU)、偏心率(无量纲)、叠画圈数(无量纲)。高中拓展 · 硬科幻模型为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:减小轨道半长轴,看每圈额外进动变多少。
再做定量:保持其他条件,比较半长轴与每圈额外进动(角秒),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
每圈Δϖ=6πGM/[a(1−e²)c²],角秒乘206264.806;图中放大5000倍。
对照核验提示:水星附近:半长轴 0.39 AU;地球附近:只改变半长轴 1 AU。按这些题设自己操作并比较每圈额外进动,不把参考情景当个人完成。
适用范围:只计算太阳引力的一阶相对论修正;图面角度放大5000倍,不是数值积分的真实角速度。
NASA Science · 天文与行星科学阅读(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。