数学方法的星体测距(万能)-
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星体测距之“视差法(Parallax” - 历经磨难篇
天体测量 视差法 秒差距 光年 天文单位 角秒 天文 天体物理学
分类: Astronomy 真的是很久没有更新Weblog了,也不知是什么原因,有时真很想写,但又觉得没有必要。随着27岁的生日过去之后,越发感觉岁月不饶人,记忆力的确已经大不如前,人生经验却再慢慢积累。一句话:在这个知识暴涨型社会下,比知识重要的是经验,比经验更重要的是智慧。如何求得终极智慧呢,这不就是我们一生所追求的目标吗?
言归正传吧!不知道大家在抬头仰望星空的时候有没有想过遥远的星点到底离我们有多远,天文学中常说的“光年”、“天文单位”、“秒差距”都是一些什么概念,到底如何得到这些数据。不管您是否想过,反正这些问题真的一直困扰着我。
智慧源于生活,体现于生活。1838年,人类终于从生活的经验中首先想到了测定星体的距离。当时所用的方法就是今天要介绍的“视差法”。
视差就在我们身旁。试看看远处的一个物体,在鼻子前举起一直手指,并且闭上一只眼,用另一只眼观看,反复交换两只眼,会发现相对于时钟,手指好像跳了位置。这就是视差。把手伸直,你会发现跳变的位置好像小了一点。因为有视差,我们才能分辨物体的远近,产生距离感。
用在测距方法上,两眼之间的距离叫做“基线”,手指与两眼所成角叫做“视差角”。如下图所示:
今天是2008年11月18日晚23点30分,真没想到一句“To Be Continue...”竟然会拖延2天之久。本该在2天前完成的文章,由于17号那该死的网页病毒,让我IE突然全部关闭,那时我正在续写这篇文章,该死的(damn it...。因此,我奉劝读者们如果你用web写blog,并且10分钟内无法完成的文章,请及时保存,以免吐血~~。
我这个人就是这样,该做的事情绝不拖延,哪怕是睡觉的时间到了。抓紧时间,言归正传,切入正题!
恒星视差与距离
在地球上观测恒星也有视差现象。此时基线就是地球轨道的直径,被观测恒星的视差就是太阳、恒星与地球所形成的内角P,随着地球公转,恒星就如下图所示出现周年视差运动,恒星距离我们愈近(d,视差p就愈大,反之亦然。
由于大部分的恒星的距离实在太远,视差都非常小。离我们最近的恒星(半人马比邻星的视差只有0.75角秒,连1角秒(1/3600度也不到。加上地面观测,大气影响,误差很大。所以视差法只适用于度量300光年以内的恒星距离。
秒差距
秒差距(ParSec是天体距离的单位,有视差(Parallax及角秒(Arc-Seconds连个英文合成,简称PC,是周年视差P的倒数1/P。天体的周年视差为1角秒时,他距离我们为1秒差距。由于1角秒所对应的两条边的长度差异完全可以忽略,因此,这个三角形可以想象成直角三角形,也可以想象成等腰三角形。 1秒差距 = 206265A.U. = 3.26光年。大家可以看下图所示:
我们来具体推导一下计算方法,我也想了很久,年纪大了~ 1、当P很小(<=1角秒,R=R'。因此,设定P=1角秒,这是PC=1 2、满足上面条件之后,地日的距离1AU可以看成近似以R为半径的圆周的一个部分。
3、按比例得出计算:
1A.U./2ΠR = 1秒/360*60*60秒 注:1角秒 = 1/3600度 R = 1/(2Π*360*60*60A.U. = 206265A.U. = 3.26光年
以上就是利用角秒和秒距离的概念给出了天体物理学中测量近距离恒星的一个简单三角视差法。我也在网上找了一些三角视差法的规范的推导原理。 视差法测距原理
如图2.1-2,在B点观察几十米以外的物体D,A为BD延长线上极远处的一个参考点。人沿垂直于ADB方向移动到C点(BC称为基线)再观察D。由于A点极远,可以认为BA∥CA,即∠θ=∠θ′。在CD线上取点S过SO作SO⊥CA,可以看出ΔBCD∽ΔOSC,如果OS、OC和BC长度已知,则
BD=(OC/OS)BC