行星距离规律2009112讲解学习.ppt

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1、行星距离规律2009112“提丢斯—波得定则”说明在太阳系中行星到太阳的距离有一定的分布规律，可以这样定义：两个相邻的行星，其内侧行星到太阳的距离为R1，外侧行星到太阳的距离为R2，那么：R2/R1≈常数。行星、规则卫星的距离规律一直是研究太阳系起源演化的热门话题，它蕴含的物理意义是什么？至今未有公认的结论。笔者通过研究对其物理意义做出如下讨论：太阳系星云盘示意图太阳系星云盘示意图（侧视图）一、行星胎对星云盘中星云最大摄动力位置的确定太阳—行星胎—各个星云质点m1、m2…mn在一条直线上,行星胎对各个星云的摄动力最大。设定以这条直线上为起始点(如图所示)，行星胎、各

2、个星云质点绕太阳做开普勒运动。显然行星胎离太阳最近，公转角速度最快，随着离太阳半径的增大星云的公转角速度越来越慢,即公转周期越来越长太阳行星胎星云当行星胎绕太阳公转一周时回到起点位置时，在r1、r2…rn上存在一个特殊的位置r在这个位置r上的星云巧好公转到与起始点相反的方向，与行星胎出现“上合”，即星云质点-太阳-行星胎3个天体在一条直线上，摄动力最大；当行星胎公转完成第2周之后，位于轨道r上的星云巧好公转到起始点，与行星胎出现第2次“冲”，因此位于轨道r上的星云公转周期是行星胎公转周期的2倍轨道大于r的星云与行星胎发生“冲”的时间是从行星胎公转的第2周开始，到第2

3、周结束，但是位置都发生了变化轨道小于r的星云与行星胎发生“冲”的时间是从行星胎公转的(第2周结束）第3周开始，离行星胎的距离越近，出现“冲”的周期越长，但是位置都在发生变化。结论：如果星云盘中位于轨道r上的星云公转周期是行星胎公转周期的2倍，则这个星云与行星胎出现“冲”、“上合”的位置永远不变，并且在一条直线段上，“冲”、“上合”的夹角始终是180°。在相等的演化时间里，轨道r上的星云与行星胎在同一位置出现“冲”、“上合”的次数最多。其它位置上的星云与行星胎出现“冲”、“上合”位置都在变化，在相等的演化时间里，星云与行星胎在同一位置出现“冲”、“上合”的次数都少于2

4、倍周期轨道处的星云。根据上述证明得出的结论可看出行星胎吸引星云最快的区间位于它的2倍周期轨道处。二、确定与行星胎为2倍周期的轨道r太阳行星胎星云设同一时刻有r1、r2…rn不同轨道处的星云m1、m2…mn与行星胎Mx从起始点均作开普勒运动，下一次各个星云质点m、Mx、Mt三点在一直线上时行星胎Mx转过的时间t可用下式表式：（距离是3600)(4.20)上式中：是行星胎Mx绕太阳公转的角速度是星云m绕太阳公转的角速度。设行星胎的周期为Tx，星云的周期为Tm。行星胎的角速度：=3600/Tx（4.21）星云的角速度：=3600/Tm（4.22）将（4.21）、（4.22

5、）式代入（4.20）式：（4.23）根据克普勒第三定律：（r是星云m到行星胎Mx的距离,R是行星胎Mx距太阳Mt的距离）（4.24）把（4-24）式中Tm代入（4-23）式：（4.25）设行星胎转动的角速度为周/年，令1/Tx=1代入（4.25）式：t＞1时间以周期为单位（4.26）在（4.26）中代入不同r=x·R计算出行星胎与不同r处星云相邻两次发生“冲”所转过的周期（角度）r=x·R0.3R0.4R0.5R0.5874R0.7R0.8R0.9R(度)1106.5908.3790.1720655.92614.4582.363.072.252.1921.8221.

6、711.62三、影响行星距离规律的3个因数牛顿根据万有引力定律得出克普勒第三定律的准确表达式：（4.33）上式中MT是太阳的质量，由于太阳系形成演化过程是一个星云盘，所以各个行星轨道内侧的质量MT是一个变量，离太阳中心越远，MT越大。设第一个行星水星轨道以内太阳的质量加星云盘的质量总和MT1，由（4.33）式可知下式：（4.34）式中a1是水星轨道半长径，Mx1是水星胎的质量，MT1是太阳质量加水星轨道以内星云盘的质量。（4.34）设轨道a1+r处的星云m绕太阳公转的周期为T2，T2是水星周期T1的2倍：T2=2T1T22=4T12（4.35）将（4.34）式T12

7、代入（4.35）式：T22=（4.36）设a1+r=a2,由克普勒第三定律的准确表达式（4.33）式可知：（4.37）上式中m表示星云质点，MT2是星云m轨道以内星云盘质量加太阳质量。将（4.36）式T22代入（4.37）式：（4.34）（4.33）a1是水星轨道半长轴，设q为行星的近日距，e为轨道偏心率，则有：（4.39）将（4.39）式代入（4.38）式（4.38）（4.40）（4.40）式中m更换为行星的质量Mx，现在行星距离规律的准确表达式如下：上式中：1.5874：是一个常数an：第n个行星或规则卫星椭圆轨道长半轴qn：第n个行星的近日距、或者是规则卫