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1、SRTP讲座报告浅谈对“金星凌日”现象的认识——“仰望星空——我的追星之旅及初识天文”讲座听讲报告蒋琴（东南大学机械工程学院2012级江苏南京211189）摘要：本文简要介绍金星凌日现象的产生原理，讨论金星凌日的周期计算方法，金星凌日时的运行轨迹，并初步探讨该现象的科学研究价值。Abstract:ThispaperbrieflyintroducestheprinciplesofVenus,discussingthetransitofVenuscyclecalculationmethod,theorbitofVenus,andpreliminarydiscussthescie
2、ntificresearchvalueofthisphenomenon.关键词：金星凌日、周期、轨迹、科学价值5SRTP讲座报告一、引言金星凌日是一种罕见的天文现象。金星轨道在地球轨道内侧，在某些特殊时刻，地球、金星、太阳会在一条直线上，这时从地球上可以看到金星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“金星凌日”。金星凌日的周期遵循一定的规律，发生金星凌日现象时，金星在太阳表面的运行轨迹会有所不同，科学家曾通过观测金星凌日现象计算日地距离，现已有研究表明金星凌日会对地球有一定影响，故研究金星凌日现象对天文科学研究有着重要意义。二、正文1、金星凌日现象概述金星和地球
3、都围绕太阳转，金星的轨道在地球轨道的内侧，在某些特殊时刻，地球、金星和太阳会出在一条直线上。这时候从地球上观测，金星就像一个小黑点镶嵌在太阳上，并且在太阳表面缓慢移动。天文学家称这种现象为“金星凌日”。该过程可分为五个阶段：凌始外切、凌始内切、凌甚、凌终内切、凌终外切。金星凌日可分为两种：一种是降交点的金星凌日，它发生在6月8日前后。届时，金星由北往南经过日面（黄道)；一种是升交点的金星凌日，它发生在12月10日前后，届时，金星由南往北经过日面（黄道）。2、产生原理5SRTP讲座报告金星凌日发生的原理与日食相似。当太阳、金星和地球排成一条直线，就有可能发生金星凌日。但由于金
4、星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上，而是有一个3.4度的倾角，在大多数的情况下，太阳、金星和地球排列成一条直线时（下合日），金星不是在太阳的上面通过，就是在太阳的下面通过。地球每年6月8日和12月10日的前后分别经过金星轨道的降交点和升交点，如果此时日、金、地三者恰好排成一条直线，就会发生金星凌日。3、周期的计算太阳角直径约为0.5度,而金星轨道倾角3.394度,计算得从地球上看来金星离升降交点的角距离不能大于0.25/tan(3.394)=4.215度。因为此时,金地距离为1-0.723=0.277AU,而金日距离约为0.723AU。所以从太阳中心看(因为下面的角度分
5、析都是以太阳中心为依据的),金星离升降交点的角距离不能大于4.215*0.277/0.723=1.615度(2*1.615=3.23度的范围)。假设金星凌日在某次会合时刻发生,那么以后的每次会合位置就前进了0.5988265圆周。这个数字乘以5得:2.994133圆周,几乎为整数3,意谓着几乎回到了上次凌日的位置,但这不是精确的原位置,差多少呢?差了360*(3-2.994133)=-2.11度,就是说,从上次凌日的位置上退了2度多一点儿.而从上面我们知道凌日的范围是3.23度,所以这次凌日是可以发生的.这两次的凌日刚好差8年.如果再一个8年,回合位置又退了2度多一点儿,总
6、共就是4度多,完全超过了3.23度的凌日范围,这就是为什么绝对不可能有连续三个中间间隔8年金星凌日。如果我们计算0.5988265*81=48.50495圆周，这意谓着81个会合周期后，会合位置来到了另一个交点附近（两个交点差0.5个圆周），另一个金星凌日就发生了。稍微仔细一点的计算（考虑金星轨道平面的进动）可以发现应该是76或81个会合周期后，所以对应的时间是120或129年。这样8年和120年的周期交替发生，构成了金星凌日的规律。金星凌日有着8年、243年和251年的周期。8年的周期等到于8个地球年(365.256天)、13个金星年（224.701天_）和5个会合周期(
7、583.92天)。243年的周期等于243个地球年、408个金星年和157个会合周期。任意选取8年，可得两次金星凌日，如1874年至1882年。任意选取243年，可得5次金星凌日，如1874年至2117年，任意选取251年,可得6次金星凌日，如1874年至2117年。两次金星凌日的间隔时间分别是：8年、121.5年、8年、105.5年、8年、121.5年、8年、105.5年，这样依次地排列下去。其中8、121.5、8、105..5之和等于243是金星凌日最基本和最稳定的周期。从金星凌日的长周期可看出，金星降交点（升
