科学空间|Scientific Spaces

The New Calculation Of Lagrangian Point 4,5

上一回我们已经求出了拉格朗日点L1,L2,L3，并且希望能够求出L4,L5两个点。由于L4,L5与“地球-太阳”连线已经不共线了，所以前边的方法貌似不能够用了。为了得到一个通用的定义，我们可以采用以下方法来描述拉格朗日点：位于拉格朗日点的天体，它与太阳的连线以及地球与太阳的连线所组成的角的大小是恒定的。（这里为了方便，采用了地日系的拉格朗日点来描述，对于一般的三体问题是一样的）

对于L4,L5来说，我们或许可以设置一个新的向量来描述这两点的向径（如$\vec{R}$）。当我们这样做后，很快就会发现这样会令我们的计算走向死胡同。因为我们发现：已知两个向量的夹角和其中一个向量，我们很难把另一个向量用已知向量的式子表达出来。不能做到这一点，就不能找出$\vec{R}$与$\vec{r}$的关系，就无法联立方程求解。难道，我们这一条路走到尽头了吗？一开始BoJone也冥思苦想不得头绪，但是...

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之前曾经得到过一条计算夏至精确时间的公式，现在检验一下（之前推导是根据了2009年的数据）

公元Y年的夏至日期为该年的6月
$$21.9938+0.2422Y-\lfloor Y/4 \rfloor-\lfloor Y/400 \rfloor+\lfloor Y/100 \rfloor$$
其中$\lfloor x \rfloor$表示整数部分。

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“金九银十”如今已经成了各行业商家形容一年一度销售旺季的通用语，其实秋高气爽的九月和十月，更是天文观测的好时机。首先，经历了整个夏天的阴雨，秋季的晴天数会比较多，这点在我国北方地区舰得尤为明显。显然，这段时间夜晚的天气还不算太冷，即使观测整夜也不会太痛苦。十月夜空的看点还不少，虽然日落时候金星和火星的地平高度已经非常低了，观测条件较差，但木星刚过冲日，是比较理想的观测时期。此外猎户座流星雨也将在本月迎来极大，只是观测会受到月光的影响。

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21日，是我从北京回家的日子。上午一切都很顺利，很早就赶到机场了，而且飞机也没有晚点。然而，事情却出现了一点意外——

原来由于台风影响，广东正在下暴雨，于是，飞机在广州上空盘旋了半个多小时，本来16:00就可以下的飞机，却到了近17:00才下。庆幸的是，这一次我没有把行李托运，于是下机后马上飞奔门口，乘坐机场快巴。还好，赶上了17:10的快巴。又是两个小时的路程，19:00左右，我到了肇庆汽车总站...

汽车站的售票人员说现在回新兴最早的班车是20:10的，距离现在还有一个小时，我犹豫了一下：这让我等太久了吧...抱着侥幸的心态，我打车到了肇庆的桥西汽车站，希望那儿会有早一点的班车。然而，结果是失望的：途径新兴的车都没有了。这时，在我前边的一个女孩出声了——

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与前两年相比，即将到来的2011年，天空剧场似乎略显沉寂。全年都缺少观测条件较好的日食，几大著名的流星雨观测条件也普遍较差。然而年初的象限仪流星雨将会是个例外，并且当天还会有一次日偏食上演。此外，一月金星、水星这两颗地内行星的观测条件都不错。可以说，2011年的多数精彩天象将集中出现在年初的几天。当然，世界上并不缺少精彩，只是需要发现精彩的眼睛，新的一年里，我们的天象预报还将继续做您的眼睛，带您探寻、发现天空的精彩。

天象动态：

01日 金星距太阳: 46.8° W
02日 02:07 月合心宿二: 2.6° S
02日 22:32 水星合月: 4° N
04日 03:59 地球过近日点: 0.9833 AU
04日 09:14 象限仪座流星雨: ZHR = 120
04日 16:52 日偏食
08日 22:59 金星大距: 47° W
09日 21:59 水星大距: 23.3° W
15日 20:39 月合昴宿星团: 1.3° N
29日 07:53 月合心宿二: 2.7° S
30日 00:26 月球过最南点: 24.2° S
30日 11:36 金星合月: 3.7° N

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The Astroncial Events Of 2010

1月1日月偏食，2：51初亏，3：23食甚，3：54复圆。食分0.082。
1月3日 火星合月
1月4日 象限仪流星雨极大
1月5日 水星下合日
1月6日 16时土星合月
1月12日 金星上合日
1月15日 日环食，我国各地从15时-15时30分初亏，云南，四川，重庆，湖北，河南，山东的部分地区可见环食。1时土星留，变为逆行。
1月16日 水星留，变为顺行。金星合月。
1月25日 19时月掩昴星团
1月27日 水星西大距
1月29日 19时42分火星冲日。-1.32等
1月30日 9时火星合月

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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：$Z_1 \cdot Z_2=|Z_1||Z_2|\cos(arg\frac{Z_2}{Z_1})$
$$\begin{aligned}1\cdot i=0 \\ i\cdot i=1 \\ \exp(i\theta)\cdot \exp(i\varphi)=\cos(\varphi -\theta) \\ iexp(i\theta)\cdot \exp(i\varphi)=-\sin(\theta-\varphi ) \\ Z_1 \cdot Z_2=Z_1 \bar{Z}_2+Z_2 \bar{Z}_1\end{aligned}$$

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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...

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