[地科]特論愛德華洛希

自然科學板 2017年2月5日 15:54

嗨嗨大家好，這裡是說要寫洛希球卻想說乾脆來把整個洛希研究的東西都一起統整好了的阿新(今天的名字超長的，哈哈哈)，先道歉一下，昨天晚上心悸發作，跑了趟醫院所以沒有更文，今天就來更新了！ 如果你有看到我的文:[地科]洛希極限的話，應該就可以直接跳掉第一個概念不看了，當然這裡也不會贅述太多的洛希極限，畢竟之前也寫過他的文了，因此今天的文章會比較著重在洛希瓣與洛希球，然後如果有有時間的話(這版主都在最後一刻才送出日更文的)，我應該會補充一些天文力學的東西(上次去考學科能力，結果完全沒出天文力學，超難過的ˊˋ)，那麼我們廢話不多說，開始今天的文章吧(建議看這篇文章前，先看洛希極限那篇，因為今天的文章應該篇幅會很短)。 ▼阿新的日更系列文章 DAY1~[化學]BAC與BrAC~測定酒駕的方法

DAY2~[生物]SAV001對抗HIV-1的英雄(?)

[圖] TONYMOLY X 寶可夢 聯名💛

嗨 我是 94i麻幾兔🐰

DAY3~[生物]對抗癌症的新方法

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DAY4~[地科]洛希極限

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DAY5~[物化]量子論與電子軌道

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DAY6~[物理]特論薛丁格

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-------------------------正文--------------------------- ★幾個觀念前言(研): ①愛德華洛希的三個力學概述: 愛德華洛希在星體力學上面最重要的理論就是洛希極限，同時也是最多人知道的理論:當一顆衛星過度接近行星，並且超越了洛希極限時會被潮汐力扯碎成環，這個距離就是洛希極限。另外他著名的另一個理論則是在軌道力學上的發展，洛希瓣描述一個小天體環繞著另兩個物體時會被何者捕獲的限制(例如:太陽+地球VS.月亮)。洛希球則是在講重力場球對於天體的影響，在受到另一個大質量天體(以一對二)的攝動時如何影響它環繞的軌道。洛希球和洛希瓣本質上很相近，因此會有人很容易搞混。 ②聯星系統: 大部分的行球都會維持同一樣的光度，但是有一些不會，他們可能會是雙星或聚星或是變星。(也有可能會是新星或是超新星)定義上來說:如果一顆恒星有伴星的存在，我們就會把他稱之為聯星系統，聯星有些可以用肉眼看出來，有些要用望遠鏡，他們會因為力學的關係而密集的結合，又分為:雙星，三合星，四合星，聚星。但有些並不是真正的雙星，只是視線上的重合，我們把他稱為視雙星。 雙星和聚星因為萬有引力的作用，會有共同質量中心，兩者繞其旋轉，當然因為他們的特殊性質，所以我們可以用他的光譜輕易的辨認出來，最著名的例子就是天狼星。 ↑天狼星A的左下角是伴星(天狼星B) ↑天狼星的擺動軌跡(因為找不到圖，所以就去翻舊課鋼了XD) ③拉格朗日點:(這個很重要，看不懂一定要問) 沒錯，就是拉格朗日插插法的那個拉格朗日。其實是數學家歐拉和拉格朗日提出的，因為要講的概念太多了，這個交給數學天才來處理，這裡只講等等會用到的假設:如果有兩個天體環繞運行(雙星系統)，在三維空間中有五個位置可以放入第三個物體(其中有三個點是所有情況都適用，但是拉格朗日計算出了兩個額外的例子)，並且讓整個系統都維持不變的狀態的點，我們把他稱之為拉格朗日點。 ↑拉格朗日點 ★洛希極限(Roche Limit) 洛希極限為一個距離單位，主要是在說當一顆衛星與行星的距離為多少時就會碎裂成環。洛希極限分為兩部分進行討論:剛體洛希極限與流體洛希極限，但是兩者的假設皆為100%的組成，所以真實的洛希極限是介於流體洛希與剛體洛希之間。而我們也可以比較兩者的公式(詳見上一篇的推導)得知:流體易碎裂，因此行星上的洛希極限範圍會增大。當初提出這個東西是為了要解釋為什麼土星有明顯的環，當然，後來也被證實愛德華洛希的想法是對的，所以這兩個公式與距離的稱號就命名為洛希極限。 ★洛希瓣 洛希瓣的提出，是為了要解釋某顆恆星的周圍內所包含的三次元空間中，物質是如何受到這顆恒星的引力而在軌道上環繞，如果高一地科你有好好學(高二也有啦)的話，應該自然能聯想得到原始星雲說(或是星雲說)。 由以上的理論定義我們可以知道:當一顆恆星膨脹至洛希瓣的範圍之外，物質就會擺脫掉恆星的束縛(這個行為我們稱之為洛希瓣超流，可以參考高二地科:行星的演化，應該吧，因為這我只在地科培訓讀過而已OWO)。 問題來了:那如果這顆恆星是聯星系統呢？ 這時，物質就會會經由兩星之間的拉格朗日點(可以回去搭配圖一起看喔！)縮入伴星的範圍內。這個是例外的例子，他比較特殊於其他，是因為他的物質反而是往內縮入，而不是拋出。 那洛希球的東西，這裡只講個大概，因為我其實也是到近幾個禮拜才知道有這個東西的，所以對這一塊沒有太多的研究，如果有人想幫我多補充，或是哪裡錯了，也別吝嗇賜教！ ★洛希球(終於來到今天的重點了！) 洛希球的狹義定義是想說明:環繞在行星周圍的三維空間內，被行星吸引的衛星為什麼可以受到行星的吸引，而不是被繞行恆星吸走(請注意喔，他和洛希極限不同，洛希極限要星體遠離，避免碎裂，洛希球要他靠近，避免被吸走)。也就是說:如果行星要保留衛星，那麼衛星的軌道就必須要在洛希球內。衛星也會有自己的的洛希球，只要是位於衛星的洛希球內的天體都是衛星的衛星(一個站在月亮上看月亮的概念)。 ↑太陽系各行星的洛希球 通常而言，一顆衛星大略是受到三個力: ①繞行行星的萬有引力 ②恆星的萬有引力 ③隔壁恆星的萬有引力 當然，也有其他力，但是過於繁雜，這裡只記算三力。洛希球在地球時，常用於描述描述衛星或人造衛星可以在地球附近穩定的繞著地球轉動，而不會被太陽拉走(這真的很重要，對於我們的科技而言)。講了這麼多，又要拉回拉格朗日點了。以兩天體來說，將兩天體連線，洛希球的邊界是在拉格朗日點L1上，為什麼呢？因為拉格朗日點L1是第③力(上面講的OWO)影響力最短的距離與方向(這是空間向量喔)這麼一來就限制了洛希球的大小。 當然，愛德華洛希推導的這三個東西，沒有一個是正確的，但是卻可以幫助我們抓到一個RANGE，例如:使衛星大於洛希極限，落於洛希瓣，小於洛希球的時候，行星就能保住這個衛星，並且讓他不碎裂。 那今天的文章就到這裡結束了，感覺沒講到什麼東西，所以應該會比較容易吸收。暫時天文力學的地方就到這裡告一段落。會想寫洛希，主要是因為其實很多科技相關或是恆星演化，洛希給的三個理論都非常的重要，但是知道的人就是很少，畢竟連舊課鋼上面都沒有提到這些東西了˙˙所以希望藉由寫文讓大家知道這位被課本埋沒(?)的英雄。 那今天的文就到此結束，如果有任何問題想要提問，或是哪裡看不懂，哪裡寫錯也請不吝嗇賜教！如果你喜歡這篇文也請留言讓我知道，你的支持是我寫文的動力。那麼我們明天見！ SELECTIONS: ①[數學]畢達哥拉斯音律與後期音樂的影響 ②[地科]海灘球:地震機制/閃電的形成 ③[化學]近代核反應的演變與趨勢                Λ___Λ 　   　  (・∀・) 　|￣￣￣￣￣￣￣￣| _0 日更第七篇紀念！ ０ ／|＿＿＿＿＿＿＿＿|＼