เมื่อเราพูดถึงดาราศาสตร์ ระบบสุริยะ และดาวเคราะห์ เรามักพูดถึงวงโคจร อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ วงโคจรคืออะไรมีความสำคัญอย่างไร และมีลักษณะอย่างไร อาจกล่าวได้แบบง่าย ๆ ว่าวงโคจรเป็นวิถีโคจรของเทห์ฟากฟ้าในจักรวาล
ในบทความนี้ เราจะบอกคุณว่าวงโคจรคืออะไร ลักษณะและความสำคัญของวงโคจรคืออะไร
วงโคจรคืออะไร
ในทางฟิสิกส์ วงโคจร เป็นเส้นทางที่อธิบายโดยวัตถุหนึ่งรอบอีกวัตถุหนึ่งและหมุนรอบเส้นทางนั้นภายใต้การกระทำของแรงศูนย์กลาง เป็นแรงดึงดูดของเทห์ฟากฟ้า นี่คือเส้นทางที่วัตถุเคลื่อนที่ตามในขณะที่มันเคลื่อนที่ไปรอบๆ จุดศูนย์ถ่วงที่วัตถุถูกดึงดูด ในตอนแรกโดยไม่กระทบต่อวัตถุ แต่ก็ไม่ได้อยู่ห่างจากวัตถุโดยสิ้นเชิงเช่นกัน
ตั้งแต่ศตวรรษที่ XNUMX (เมื่อ Johannes Kepler และ Isaac Newton กำหนดกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ที่ควบคุมพวกมัน) วงโคจรเป็นแนวคิดที่สำคัญในการทำความเข้าใจการเคลื่อนที่ของจักรวาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องเคมีเกี่ยวกับท้องฟ้าและอะตอม
วงโคจรสามารถมีรูปร่างต่าง ๆ ได้ วงรี วงกลม หรือยาว และสามารถพาราโบลา (มีรูปร่างเหมือนพาราโบลา) หรือไฮเปอร์โบลิก (มีรูปร่างเหมือนไฮเปอร์โบลา) ไม่ว่าวงโคจรแต่ละวงจะมีองค์ประกอบเคปเลอร์หกประการต่อไปนี้:
- ความเอียงของระนาบการโคจร แสดงด้วยสัญลักษณ์ i.
- ลองจิจูดของโหนดจากน้อยไปมาก แสดงในสัญลักษณ์ Ω
- ความเยื้องศูนย์หรือระดับความเบี่ยงเบนจากเส้นรอบวง แสดงด้วยสัญลักษณ์ e
- แกนกึ่งเอก หรือครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุด ถูกระบุด้วยสัญลักษณ์ a
- พารามิเตอร์ perihelion หรือ perihelion มุมจากโหนดจากน้อยไปมากไปยัง perihelion แสดงด้วยสัญลักษณ์ ω
- ค่าเฉลี่ยผิดปกติของยุค หรือเศษส่วนของเวลาโคจรที่ผ่านไป และแสดงเป็นมุม แทนด้วยสัญลักษณ์ M0
ลักษณะและความสำคัญ
คุณสมบัติหลักที่สามารถสังเกตได้ในวงโคจรมีดังต่อไปนี้:
- มีรูปร่างต่างกัน แต่ทั้งหมดเป็นรูปวงรี ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีรูปร่างเป็นวงรี
- ในกรณีของดาวเคราะห์ วงโคจรเกือบจะเป็นวงกลม
- ในวงโคจร คุณสามารถค้นหาวัตถุต่าง ๆ เช่น ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย และอุปกรณ์บางอย่างที่มนุษย์สร้างขึ้น
- ในนั้นวัตถุสามารถโคจรรอบกันเนื่องจากแรงโน้มถ่วง
- ทุกวงโคจรที่มีอยู่มีความเยื้องศูนย์กลางของตัวเองซึ่งเป็นปริมาณที่เส้นทางของวงโคจรแตกต่างจากวงกลมที่สมบูรณ์แบบ
- มีองค์ประกอบที่สำคัญหลายอย่าง เช่น ค่าความเอียง ความเยื้องศูนย์กลาง ค่ากลาง ค่าพารามิเตอร์ลองจิจูดของโหนด และจุดศูนย์กลาง
ความสำคัญหลักของวงโคจรคือสามารถวางดาวเทียมประเภทต่างๆ ไว้ในนั้นได้ ซึ่งมีหน้าที่ในการสังเกตโลก ซึ่งในขณะเดียวกันก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในการหาคำตอบและการสังเกตการณ์ที่แม่นยำเกี่ยวกับสภาพอากาศ มหาสมุทร บรรยากาศและ แม้กระทั่งในแผ่นดิน โลก. ดาวเทียมยังสามารถให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับกิจกรรมบางอย่างของมนุษย์ เช่น การตัดไม้ทำลายป่า ตลอดจนสภาพอากาศ เช่น ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น การกัดเซาะ และมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมของโลก
วงโคจรในวิชาเคมี
ในวิชาเคมี เราพูดถึงวงโคจรของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่รอบนิวเคลียสเนื่องจากมีประจุแม่เหล็กไฟฟ้าต่างกัน (อิเล็กตรอนมีประจุลบ นิวเคลียสของโปรตอนและนิวตรอนมีประจุบวก) อิเล็กตรอนเหล่านี้ไม่มีเส้นทางที่แน่นอน แต่มักถูกอธิบายว่าเป็นออร์บิทัลที่เรียกว่าออร์บิทัลของอะตอม ขึ้นอยู่กับระดับของพลังงานที่พวกมันมีอยู่
การโคจรของอะตอมแต่ละอันจะแสดงด้วยตัวเลขและตัวอักษร ตัวเลข (1, 2, 3… สูงสุด 7) ระบุระดับพลังงานที่อนุภาคกำลังเคลื่อนที่ ในขณะที่ตัวอักษร (s, p, d และ f) ระบุรูปร่างของวงโคจร
รูปไข่
แทนที่จะเป็นวงกลม วงรีวงรีจะวาดวงรี วงกลมแบนยาว รูปนี้, วงรี, มีจุดโฟกัสสองจุด, แกนกลางของเส้นรอบวงทั้งสองที่ก่อตัวอยู่ที่ไหน; นอกจากนี้ วงโคจรประเภทนี้มีความเยื้องศูนย์มากกว่าศูนย์และน้อยกว่าหนึ่ง (0 เท่ากับวงโคจรวงกลม 1 เท่ากับในวงโคจรพาราโบลา)
วงรีวงรีแต่ละวงมีจุดสังเกตสองจุด:
- ต่อไป. จุดบนเส้นทางของวงโคจร (ที่จุดโฟกัสจุดใดจุดหนึ่ง) ที่อยู่ใกล้กับจุดศูนย์กลางที่ล้อมรอบวงโคจรมากที่สุด
- ไกลออกไป. จุดบนเส้นทางการโคจร (ที่จุดโฟกัสจุดใดจุดหนึ่ง) ที่อยู่ห่างจากศูนย์กลางปริมาตรของวงโคจรที่วางแผนไว้มากที่สุด
วงโคจรของระบบสุริยะ
เช่นเดียวกับระบบดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ วงโคจรที่ดาวของระบบสุริยะอธิบายจะเป็นวงรีไม่มากก็น้อย ตรงกลางคือดาวของระบบ ดวงอาทิตย์ ซึ่งแรงโน้มถ่วงจะเคลื่อนดาวเคราะห์และดาวหางตามลำดับ วงโคจรพาราโบลาหรือไฮเปอร์โบลิกรอบดวงอาทิตย์ไม่มีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับดาวฤกษ์ สำหรับส่วนของพวกเขา ดาวเทียมของดาวเคราะห์แต่ละดวงยังติดตามวงโคจรของดาวเคราะห์แต่ละดวง เช่นเดียวกับที่ดวงจันทร์ทำกับโลก
อย่างไรก็ตาม ดวงดาวยังดึงดูดกันและกัน ทำให้เกิดการรบกวนแรงโน้มถ่วงร่วมกัน ซึ่งทำให้ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรของพวกมันแปรผันตามเวลาและกันและกัน ตัวอย่างเช่น ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรนอกรีตมากที่สุด อาจเป็นเพราะมันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด แต่ ดาวอังคารอยู่ในอันดับที่สอง ห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น ในทางกลับกัน วงโคจรของดาวศุกร์และดาวเนปจูนมีความผิดปกติน้อยที่สุด
โคจรรอบโลก
โลกก็เหมือนกับประเทศเพื่อนบ้าน โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรีเล็กน้อย ซึ่งใช้เวลาประมาณ 365 วัน (หนึ่งปี) ซึ่งเราเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบแปลน การกระจัดนี้เกิดขึ้นประมาณ 67.000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
ในขณะเดียวกัน มีวงโคจรที่เป็นไปได้สี่รอบโลก เช่น ดาวเทียมประดิษฐ์:
- หล่น (สิงห์). ห่างจากพื้นผิวโลก 200 ถึง 2.000 กิโลเมตร
- ค่าเฉลี่ย (OEM). 2.000 ถึง 35.786 กม. จากพื้นผิวโลก
- สูง (HEO). ห่างจากพื้นผิวโลก 35.786 ถึง 40.000 กิโลเมตร
- ธรณีสัณฐาน (GEO). ห่างจากพื้นผิวโลก 35.786 กิโลเมตร นี่คือวงโคจรที่ซิงโครไนซ์กับเส้นศูนย์สูตรของโลก โดยมีความเยื้องศูนย์เป็นศูนย์ และสำหรับผู้สังเกตการณ์บนโลก วัตถุนั้นก็ปรากฏนิ่งอยู่บนท้องฟ้า
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมว่าวงโคจรคืออะไรและมีลักษณะอย่างไร