科学空间|Scientific Spaces

4月，将一脚踏入春天，我们头顶的天象剧场也将再次变得热闹起来，火星合月、天琴座流星雨等天象都非常值得期待，在阳春4月，让我们仰望星空，一起来感受头顶的精彩吧。

天象大观

01日 金星距太阳: 35.2° W
04日 07:18 土星冲日
06日 23:06 木星 合日
07日 18:19 月合昴宿星团: 2.1° N
10日 03:25 水星 下合日 .
18日 06:04 月合角宿一: 2.5° N
20日 02:12 水星合火星: 0.6° N
23日 06:44 天琴座流星雨: ZHR = 20

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明天就要进行2011年的广东省化学竞赛了（不过我没有参加^_^）。

前两天同学们托我找一下往年的广东试题，无奈在百度和Google翻来翻去，都找不到几个可用的链接。好不容易发现了几个下载的，居然还有收费，无奈...不过，功夫不负有心人，终于让我找到了一份，先放出共享吧，以防丢失。要是以后能够找到更多的话，也在这儿分享。

2010年广东省高中学生化学竞赛试题和参考答案及评分标准.pdf

我们在研究地球附近的小天体运动时，如果把天体和地球看作一个二体系统，那最多只能算上一个零级近似，如果使用“地球+月球+小天体”组成的圆形限制性三体问题模型，那可以算上一个二级近似了。那么，一级近似又是什么了。BoJone认为，它就是本文将要讲的“双固定引力中心问题”了，也叫“双不动中心问题”，英文名是two fixed-center problem。这是一种特殊的限制性三体问题。在这个三体系统中，两个主天体（或称有限质量天体）固定不动，第三个小天体在两个固定的主天体吸引下运动。欧拉、拉格朗日、勒让德、雅可比等人很早就研究过这个问题。其中，欧拉最先成功地求出了这个系统的积分。^[引用]

另外，双固定引力中心问题还有另外一个应用，在研究人造卫星的运动时，可以只考虑地球引力，但是由于地球不是完美的球体，把其看成一个质点其实不十分精确，要是把它拆分为两个引力源，就可以很大程度上提高精确度。毕竟双固定引力中心问题是完全可以积分的，可以作为一个比较好的中间轨道（介乎圆锥曲线和精确轨道之间的）。

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看完了“双不动中心”问题，我们不妨再来看一个貌似简单一点的力学问题，在一个固定质点的引力吸引的基础上，增加一个恒力作用，研究这样的力场中小天体的运动。

咋看上去这个问题比“双不动中心”简单多了，至少运动方程也显得更简单：
$$\ddot{vec{r}}=-GM\frac{\vec{r}}{|\vec{r}|^3}+\vec{F}$$

其中$\vec{F}$是一个常向量。不过让人比较意外的是，这个问题本质上和“双不动中心”是一样的，它可以看作是双不动中心问题的一个极限情况。而且它们的解法也是惊人地相似，下面我们就来分析这一个过程。

首先很容易写出这个方程的能量守恒积分：
$$1/2 \dot{vec{r}}^2-GM\frac{1}{|\vec{r}|}-\vec{F}\cdot \vec{r}=h$$

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第一本：《天遇——混沌与稳定性的起源》

一个天体力学中的N体问题的研究，竟然发展出了如此多的现代数学理论，这不能不说是一个令人意外的事情。而事实上，N体问题至今仍是无解，这也许并非坏事，因为未被完全攻克，就意味着“N体问题”仍然还是一只“会下金蛋的母鸡”！

本书是普林斯顿文集之一。作者通过大众化的语言，叙述了天体力学和动力系统理论的历史发展，让读者感到其中那激动人心的故事。BoJone认为，要想了解分析动力学（尤其是天体力学）的发展，本书是一本难得的读物。作为混沌和稳定性理论的入门前读物，本书也是非常适合的。读历史的关键是：学会思想！

豆瓣：http://book.douban.com/subject/1048552/

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这首歌是凤儿介绍的，去年我们学校高一夏令营的“主题歌曲”。她说歌词写得很好，我感觉也挺不错的^_^

萍，指的是漂浮在水面上的一种藻类，风吹过来，它们就会在风的作用力下聚在一起。人好象是浮在水面上的荷叶，聚散不过都是风吹动所致，到处飘散而已。因此便有了“萍水相逢”这一成语，指的是无心的邂逅或偶然的相遇。“萍聚”亦然。

曾有宋词写道“风中柳絮水中萍,聚散两无情”，这便让我们倍感人生悲欢离合的无奈。在这个充斥着高考的离别的六月里，离愁味道更浓了。可是，不论如何，明天的事情与我们无关，我们要珍惜今天事，珍惜今天人，尽我所能把握好我所拥有的。正如——

Cherish someone special for you and let them know you cherish them.

这样，当我们真的面临无可奈何的离别时，也能够含泪而微笑地挥手，唱着“只要我们曾经拥有过...”。这就是《萍聚》的声音！

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在之前的一篇向量系列的文章中，我们通过结合物理与向量来巧妙地推导出了曲线（包括平面和空间的）的曲率半径为
$$R=\frac{v^2}{a_c}=\frac{|\dot{\vec{r}}|^3}{|\dot{\vec{r}}\times \ddot{\vec{r}}|}\tag{1}$$
曲率则是曲率半径的导数：$\rho=\frac{1}{R}$。我们反过来思考一下：曲率恒定的平面曲线是否只有圆？

答案貌似是很显然的，我们需要证明一下。

由于只是考虑平面情况，我们先设$\dot{\vec{r}}=(v cos\theta,v sin\theta)=z=ve^{i\theta}$，代入(1)得到
$\frac{\dot{\theta}}{v}=\rho$————(2)

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前几天刚结束的云浮高二期末考数学试卷中，有一道题目让我比较深刻。因为在当时我无法去证明它，只是用了举例子的方法得出了答案。刚才思考了一下，在此给出证明过程。题目如下：

定义在(0,+∞)的函数f(x)满足$x f'(x) \leq f(x)$，对于任意的0 < a < b，比较$a f(b)$和$b f(a)$的大小。

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