23 Dec

2020年全年天象

Astronomy Calendar of Celestial Events
2020年全年天象

翻译自NASA:http://eclipse.gsfc.nasa.gov/SKYCAL/SKYCAL.html

(北京时间)

2011年版本

2012年版本

2013年版本

2014年版本

2015年版本

2016年版本

2017年版本

2018年版本

2019年版本

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26 Sep

【NASA每日一图】银河系中心

图片说明:银河系中心,版权:ESO / Stéphane Guisard & Stéphane Guisard

图片说明:银河系中心,版权:ESO / Stéphane Guisard & Stéphane Guisard

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26 Sep

广州亚运歌曲《重逢》歌词(中英文版)

这几天各大报纸和网站都在头版头条刊登了2010年广州亚运会的亚运歌曲《重逢》,最重要的原因当然是因为她的英文版是由杨振宁夫妇翻译的。广州亚运会歌词创作者徐荣凯和杨振宁夫妇是好朋友,他把写好的中文歌词交给两人,希望他们能帮忙找一位专业人士翻译成英文版,杨振宁夫妇竟对这首词爱不释手,很快把译好的英文版歌词传回给了徐荣凯。杨振宁夫妇称只要一说起这首歌就很兴奋。

据说旋律借鉴了广东童谣《落雨大》,感觉这一定会是一首值得收藏的歌!歌曲的中文版将会由歌手毛阿敏孙楠,至于英文版是否也由毛阿敏和孙楠演唱,捞仔则表示,这次录音是计划录一个全中文版和一个B段是英文的版本,如果入围,这首歌将有可能会出现多个版本,包括全中文、全英文、中英文混合等。

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23 Jan

《积分公式大全》电子书

注:2019.02.13 由科学空间苏剑林(https://kexue.fm)更新,修正公式76,并简化latex。

物理、天文研究得深入了,微积分的应用自然也就多了(其实很多内容都用到微积分)。所以弄出一个几何或者力学问题,随手就列出一道积分或者微分方程,这时求解是最重要的。对于我来说,求导数可以娓娓道来,轻松而得;而积分则比较困难(这与个人的技巧有关,更重要的是事实:导数几乎有通用的公式,而积分只能“凑”出来)。

因此,很多积分干脆依靠现成的公式,懒得去推导了。然后,并非随时随地都有《数学分析》在手的,对计算机数学软件的实用又不大熟悉,这时候只能够求助这一本《积分表》了。只要不是故意去钻那些竞赛级别的数学难题,这已经足够应付物理等方面的应用了。

这时候就这也不用愁到处找$\int \sqrt{a^2-x^2}dx$的结果了。

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27 Mar

《方程与宇宙》:活力积分和开普勒方程(二)

二体运动

二体运动

上一回的讨论中,我们已经解决了大部分的问题,并且表达了找到r或者$\theta$关于时间t的函数的希望。在最后的内容中,我们做了以下工作:

由(7)得到$\dot{\theta}=h/r^2$,代入(6)得到:
$$\ddot{r} -h^2/r^3=-\frac{\mu}{r^2}\tag{10}$$这是一个二阶微分方程,它的解很容易找出,但是这个积分太复杂:
$$\dot{r}\frac{d\dot{r}}{dr}=h^2/r^3-\frac{\mu}{r^2}$$
$\dot{r}d\dot{r}=(h^2/r^3-\frac{\mu}{r^2})dr$,两端积分
$$\dot{r}^2={2\mu}/r-h^2/r^2+K_1\tag{11}$$$$\Rightarrow {dt}/{dr}=\frac{r}{\sqrt{K_1 r^2+2\mu r-h^2}}$$
$t=\int \frac{r}{\sqrt{K_1 r^2+2\mu r-h^2}}dr$

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3 Apr

《方程与宇宙》:抛物线与双曲线轨道(三)

圆锥曲线

圆锥曲线

经过上两回的讨论,我们已经基本摸清了二体问题的运动情况。我们已经找到了二体问题在轨道为椭圆的时候的所有积分,给出了“活力公式”等常用公式的证明,并且留下了一些没有解答的问题。那就是在轨道为抛物线和双曲线时的最后一个积分还没有找出来,现在我们解决这两个问题。其中的关键积分依旧是
$\dot{r}^2={2\mu}/r-{\mu a(1-e^2)}/r^2-\frac{\mu}{a}$——(12)

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4 Apr

关于自由落体公式的简单修正

自由落体公式-示意图

自由落体公式-示意图

自由落体的一般定义是:只考虑吸引天体和被吸引天体的引力因素,忽略其他的运动和大气摩擦等因素,物体从静止(相对于吸引天体)开始接近吸引天体的运动。根据这个定义,假设地球为一个均匀球体,半径为r,质量为M,物体从距离地表h高度处自由落下。求落到地面的时间t,或者根据时间t求h。

令s为t时刻物体左右下落的物体与地表的距离,忽略物体的小质量,那么可以列出微分方程:
$$\frac{d^2 s}{dt^2}=-\frac{GM}{(r+s)^2}\tag{1}$$并且初始条件是$t=0,s=h,\dot{s}=v=0$

在实际应用中,我们不必求出这道微分方程的精确解,因为这个解极其麻烦,在之前曾经讨论过。我们只需要求出一个有足够精确度的近似解就行。

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6 Mar

谈大气消光和大气折光

其实太阳已经落到了地平线以下(大气折光)

其实太阳已经落到了地平线以下(大气折光)

苏剑林(BoJone) 编写/翻译

实际感受:

大家也许会有这样的生活经验:早上的太阳没有中午的太阳猛烈?从东方升起到我们的头顶,月亮一直在变“亮”?……这些现象都与地球大气的“消光”现象密切相关!

众所周知,地球有一层厚厚的大气,既是我们呼吸的来源,也是我们生命的保护伞。他为我们提供了臭氧层,也为我们提供了蓝天和风霜雨露,还为我们送上了绚丽的彩虹。然而,在天文学角度,大气却是我们的“障碍”,浓厚的大气不利于我们对宇宙进行清晰的观测。因此,天文学家们一直希望把天文台建立海拔更高的地方,因为那里有着稀薄的大气……为了渴求更高的清晰度,人们甚至把望远镜放到了地球之外。

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