[問題] 彗星塵埃尾彎曲的原因

看板Physics作者 (何如當初不相識)時間7年前 (2018/09/09 00:38), 編輯推噓1(2125)
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【出處】非習題 【題目】彗星的塵埃尾為何會彎曲? 【瓶頸】參考此圖 https://tinyurl.com/y72m4erv 塵埃尾的尾部會彎向太陽,而不是像離子尾那樣筆直,原因為何? google後有的網頁說是慣性,有的說是克卜勒第三定律, 還有說是因為太陽重力會把塵埃粒子稍微往太陽吸。 我知道原因不只一個,不過各自的詳細機制是什麼? 如果說是克卜勒第三定律,我的理解是因為較外側的塵埃,其軌道速度會較慢, 所以整體看起來就被拖在後面。但這樣對嗎? 如果說是慣性我就不太懂了,圓周運動物體的慣性不是沿切線方向飛出去嗎? 這如何造成整體塵埃尾的彎曲? 如果說是太陽重力把末端的粒子往內吸造成彎曲,這我就更不懂 重力應該對質量愈大的物體影響愈大,但靠末端的粒子明明較輕呀? 我有查到這篇文章:https://pansci.asia/archives/108168 其中這段有提到光壓: 「富含塵埃的彗星產生各種不同大小的塵埃,塵埃受太陽重力與太陽光壓影響, 由於萬有引力正比於質量(~體積,塵埃半徑的三次方), 輻射光壓正比於截面積(塵埃半徑的平方), 因此越大的塵埃其向內的萬有引力大幅抵銷了向外的輻射光壓, 越小的塵埃所受萬有引力較小,所以受到向外的淨力反而較大,被推向較外圍」 但我的理解是,這段指的是「塵埃尾形成的原因」, 彗星在外太陽系時沒有彗髮也沒有彗尾,飛進來受到太陽影響才吹出彗尾。 所以這段在講吹出彗尾時,光壓和重力的綜合效果使大顆粒子留在較內側, 小顆粒子被推向外側,結果變成一條尾巴。但這不是我要問的。 我要問的是,塵埃尾為何不像離子尾那樣筆直,而是會稍微彎曲? 本來以為這問題應該有很確定的答案,結果中英文維基都沒提到, 查英文網頁也都語焉不詳,還是我關鍵字都下錯了?..... 懇請強者救援! -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 219.70.223.247 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1536424701.A.8DF.html

09/09 13:46, 7年前 , 1F
你說的理由全部都是同一個機制啊
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塵埃比較大所以飛出去的初速比較慢,軌道轉彎比較明顯
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離子初速很快所以軌跡看起來很不彎
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因為有太陽的引力所以會彎,有多彎可以用克卜勒算,所以講
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的都是同一件事
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09/09 14:52, 7年前 , 6F
要是彗星跟太陽風一樣快,大概也是一條直線
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重力特別的地方就是對任何質量都會提供同樣的加速度,
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用廣相的講法就是相同的測地線,所以你的理解有誤。
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09/09 15:27, 7年前 , 9F
所以克卜勒、慣性、光壓都對囉?
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沒有學過廣相,請問是哪裡理解有誤呢?
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09/09 15:58, 7年前 , 11F
何必扯到廣相,牛頓重力也跟質量成正比啊...
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09/09 16:01, 7年前 , 12F
受光壓大小大致上跟截面積有關,雖然到離子這個尺度其實就
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不能用古典光學了...
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但是質量大致上是跟體積成正比
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所以越大顆的東西光壓越推不快
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塵埃離開彗星的初速比離子慢很多
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09/09 16:04, 7年前 , 17F
離開彗星以後塵埃和離子就照著牛頓力學乖乖的飛
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09/09 16:06, 7年前 , 18F
作用在它們身上的力是光壓和太陽引力
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09/09 16:07, 7年前 , 19F
我剛剛忘了考慮離開彗星以後還是會有光壓把它們往外推
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要嘛引力比光壓大,被太陽往回拉;不然引力比光壓小,被太
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09/09 16:10, 7年前 , 21F
陽往外推,但重點是反正都會受力軌跡都不是直的,然後就用
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09/09 16:10, 7年前 , 22F
牛頓力學算軌道
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09/09 16:11, 7年前 , 23F
塵埃的初速慢所以軌道很彎,離子很快所以軌道接近直線
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09/09 19:52, 7年前 , 24F
感謝w大講解,學弟提供了一個模擬網站,有興趣可以玩玩看
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09/09 19:53, 7年前 , 25F

09/13 19:45, 7年前 , 26F
重力跟質量成正比,但是不會影響加速度,因為質量會消
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09/13 19:45, 7年前 , 27F
掉(慣性質量約等於重力質量)
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09/13 19:46, 7年前 , 28F
而且我的第一個逗號以前也沒有用到廣相
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