[更新]将向量乘法“退化”到复数
By 苏剑林 | 2011-02-04 | 56830位读者 | 引用向量有两个乘法:点乘和叉乘,其结果又分别叫做数量积和向量积。在很多情况下,用这两个定义的乘法运算都能够给我们带来很大的方便(其实它就是在实际问题中抽象出来的)。不过,也有相当一部分的二维问题用复数来描述更为简洁。于是,为了整合两者的巧妙之处,有必要把向量的两个乘法运算“退化”到复数中去(为什么用“退化”?因为向量是多维的,可以是3维、4维等,而复数运算只是二维的,很明显这是一种“退化”而不是“拓展”^_^)
运算法则:
点乘:
总法则:$Z_1 \cdot Z_2=|Z_1||Z_2|\cos(arg\frac{Z_2}{Z_1})$
$$\begin{aligned}1\cdot i=0 \\ i\cdot i=1 \\ \exp(i\theta)\cdot \exp(i\varphi)=\cos(\varphi -\theta) \\ iexp(i\theta)\cdot \exp(i\varphi)=-\sin(\theta-\varphi ) \\ Z_1 \cdot Z_2=Z_1 \bar{Z}_2+Z_2 \bar{Z}_1\end{aligned}$$
新春快乐!2011年2月重要天象
By 苏剑林 | 2011-02-01 | 29882位读者 | 引用相对于其他月份,2月的天空总显得有些寂寞。不过,这并不影响我们开心的情绪。因为通常中国最重要的节日——春节都发生在二月,今年也不例外。春节是农历年的开始,对中国人来说,它才是真正的2011的第一天!新年伊始,科学空间大家天天快乐,心想事成,愿BoJone的人生之旅上能够一直与各位科学爱好者相伴。
天象大观:
01日 金星距太阳: 45.4° W
05日 00:49 火星合日
08日 半人马α流星雨极大
12日 05:32 月合昴宿星团: 1.5° N
17日 17:15 海王星合日
22日 09:02 月合角宿一: 2.8° N
25日 13:26 月合心宿二: 2.9° S
25日 16:27 水星上合日.
[SETI-50周年]送给外星人的礼物
By 苏剑林 | 2011-02-06 | 34791位读者 | 引用转载自2011年1月的《天文爱好者》 作者:钟晚晴
生命出现是天体演化的必然结果
15世纪时,欧洲的文艺复兴运动引起了人们宇宙观的大革命。哥白尼学说的主要传播者之一,意大利思想家布魯诺毫不含糊地宣扬日心说并且提及“外星人”是否存在问题,他这样写到:“宇宙中存在着无数的太阳,存在着无数绕自己太阳运转的地球,就像我们的七个行星绕着我们的太陌运转似的……。在这些世界上居住着各种生物。”科学大师伽利略率先把望远镜指向星空,继而几百年以来有了一系列天文发现。太空视野的大幵阔常引发人类这样的追问:除了地球之外,茫茫宇宙中还存在别的文明星球吗?如果存在,能否找到人类的知音一智慧生命?
科学家通过研究地球化石发现,早在35亿年前地球上就已有了一种发育得比较高级的单细胞生物,即蓝藻类;根据恒星演化理论以及对地球上古老岩石和陨星物质分析知道,太阳和地球的形成比这种生物的出现至少还要早约十几亿年左右。太阳系自原始星云形成后大约经过50亿年地球上才有人类。此外,科学考察表明,在最近五亿年来(根据化石考查)已经有过五次生命大灭绝,人类是五亿年来最后一次灭绝以后从猿进化而来。天体的环境变化往往决定着许许多多生命的命运,例如6500万年前恐龙的绝灭,据说就是遭遇了寒冷的冰期或地球被一颗直径十几千米的小天体撞击的结果。
从20世纪初以来,天文学的研究成果是显著的,例如关于银河系的许多发现,河外星系及宇宙膨胀的发现,特别是后来发现类星体、星际分子、脉冲星、河外星系超新星爆发等等。在进入空间科学和电子计算机科学时代以来,人们对宇宙天体的研究更加深入,每年都有许多新的天体被发现、探究。
《方程与宇宙》:限制性三体的那些事儿(八)
By 苏剑林 | 2011-02-04 | 26719位读者 | 引用在上一些关于限制性三体问题的探讨中,我们得出了在平面上的方程:
$$\ddot{R}+2i\omega \dot{R}=\omega^2 R-GM\frac{R-l_1}{|R-l_1|^3}-Gm\frac{R-l_2}{|R-l_2|^3}\tag{32}$$
能量积分为:
$$\frac{1}{2}|\dot{R}|^2=\frac{1}{2} \omega^2 |R|^2+\frac{GM}{|R-l_1|}+\frac{Gm}{|R-l_2|}-C\tag{33}$$
下面就以这两个方程为基础,再说说限制性三体问题的那些事儿...
施密特系统的校正镜方程求解
By 苏剑林 | 2011-02-11 | 31813位读者 | 引用非抛物面望远镜的校正镜方程求解
The Corrector Plate of Non-parabola Telescope
本文在牧夫天文论坛的讨论:
http://www.astronomy.ac/bbs/thread-160257-1-1.html
为了克服折射望远镜的色差问题,1670年,牛顿制造了第一台实用的反射式望远镜,将望远镜的主镜由玻璃透镜换成了抛物反射面,从而消除了色差。然而,相比球面镜,大口径的抛物面并不容易磨制。因为制作大球面镜只需要将曲率相等的小镜片相对自由组合在一起就行了,而抛物线每点的曲率并不相等,所以需要逐个磨制曲率不等的小镜片,并按照严格的顺序组合起来。这无疑大大增加了磨制难度。
为了解决这一难题,天文学家们想到了一个折衷的办法:以球面为主镜,并配以校正镜来校正球差。迎着这一思路,施密特望远镜随之而生。而当代的大望远镜基本上都是沿用这一思路。然而,校正镜是一个比抛物面更加复杂的四次曲面,磨制工艺要求更高,因此,校正镜也不宜过大。
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