行星冲日会合周期

1、行星冲日会合周期,山西省临县一中 高玉清 2014年8月2日,总星系,银河系,太阳系,天体系统的隶属关系,地月系,天体系统的层次,奇特的天文现象,凌日：内行星（水星、金星）当行星运行到太阳和地球之间时出现的天文现象称凌日。,凌日发生时地球上的观测者可看到日面上有一小黑点缓缓移动。 如：当金星与太阳、地球排成一条直线时，就会发生金星凌日。,奇特的天文现象,冲日：某一外行星（火、木、土、天王、海王、）、地球、太阳成一直线的状态叫“冲”。如果这时又距地球最近则称为“大冲”。这时的行星最亮，整夜可见，最宜于观测。,太阳,地球,行星,奇特的天文现象,例:2014年高考理综测试题（课标I）物理试题19,1

2、9太阳系各行星几乎在同一平面沿同一方向绕太阳作圆周运动。当地球恰好运动到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。据报道2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表，则下列判断正确的是 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A各地外行星每年都会出现冲日现象 B在2015年内一定会出现木星冲日 C天王星 两次冲日时间间隔为土星的一半 D地外行星中，海王星相邻两次冲日时间间隔最

3、短,解析：本题考查开普勒行星运动第三定律，中等难度。设从某次冲日到下次冲日的时间间隔为t，地球的公转半径为R，周期为T，地外行星的轨道半径为r，公转周期为 。某行星连续两次冲日时间t里，地球多公转一周，故有 。由开普勒第三定律有 ，代入地球公转周期 =1年，解得 年。由此可知，地外行星的冲日间隔都大于1年，不可能每年都冲日。海王星冲日间隔最短；代入数据可知，木星的冲日间隔为年，因此，在2015年内一定会出现木星冲日。天王星两次冲日时间间隔不等于土星的一半。选项AC错误，BD正确。,拓展: 太阳系各行星几乎在同一平面沿同一方向绕太阳作圆周运动。当地球恰好运动到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成

4、一条直线的现象，天文学称为“行星冲日” 行星冲日会合周期公式: 1/会合周期=1/内行星周期-1/外行星周期 即: (因 ),这是一个非常简洁漂亮的公式： 会合周期的倒数等于快慢行星周期倒数之差。 宇宙背后完美的规律性令人倾倒折服。,由上式可知，内外行星越接近地球，其公转周期 与地球越接近，其会合周期t就越大。当行星公转周期 =地球公转周期T 时，其会合周期t 。 相反，地球内外行星越远离地球，其公转周期 与地球公转周期T越远离。因此，其会合周期越小。当行星公转半径r 时,公转周期 ，其会合周期最小,t地球公转周期T 。 式中T是地球的公转周期.T =365.2596 是行星公转周期, t是会合周期。,太阳系内8大行星公转周期 水星： 0.24年（88日）金星： 0.62年（225日）地球： 1年（365日）火星： 1.88年（687日）木星： 11.86年（4333日）土星： 29.46年（10760日）天王星：84年（30799日）海王星：165年（60192日 ）,太阳系各行星的会合周期,