作者perigee (何如當初不相識)
看板Physics
標題[問題] 彗星塵埃尾彎曲的原因
時間Sun Sep 9 00:38:18 2018
【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
→ wohtp: 你說的理由全部都是同一個機制啊 09/09 13:46
→ wohtp: 塵埃比較大所以飛出去的初速比較慢,軌道轉彎比較明顯 09/09 13:48
→ wohtp: 離子初速很快所以軌跡看起來很不彎 09/09 13:48
→ wohtp: 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 09/09 13:50
→ wohtp: 的都是同一件事 09/09 13:50
推 YJM1106: 要是彗星跟太陽風一樣快,大概也是一條直線 09/09 14:52
推 kenny5280: 重力特別的地方就是對任何質量都會提供同樣的加速度, 09/09 15:00
→ kenny5280: 用廣相的講法就是相同的測地線,所以你的理解有誤。 09/09 15:00
→ perigee: 所以克卜勒、慣性、光壓都對囉? 09/09 15:27
→ perigee: 沒有學過廣相,請問是哪裡理解有誤呢? 09/09 15:27
→ wohtp: 何必扯到廣相,牛頓重力也跟質量成正比啊... 09/09 15:58
→ wohtp: 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 09/09 16:01
→ wohtp: 不能用古典光學了... 09/09 16:01
→ wohtp: 但是質量大致上是跟體積成正比 09/09 16:02
→ wohtp: 所以越大顆的東西光壓越推不快 09/09 16:02
→ wohtp: 塵埃離開彗星的初速比離子慢很多 09/09 16:03
→ wohtp: 離開彗星以後塵埃和離子就照著牛頓力學乖乖的飛 09/09 16:04
→ wohtp: 作用在它們身上的力是光壓和太陽引力 09/09 16:06
→ wohtp: 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 09/09 16:07
→ wohtp: 要嘛引力比光壓大,被太陽往回拉;不然引力比光壓小,被太 09/09 16:09
→ wohtp: 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 09/09 16:10
→ wohtp: 牛頓力學算軌道 09/09 16:10
→ wohtp: 塵埃的初速慢所以軌道很彎,離子很快所以軌道接近直線 09/09 16:11
→ perigee: 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 09/09 19:52
噓 kenny5280: 重力跟質量成正比,但是不會影響加速度,因為質量會消 09/13 19:45
→ kenny5280: 掉(慣性質量約等於重力質量) 09/13 19:45
→ kenny5280: 而且我的第一個逗號以前也沒有用到廣相 09/13 19:46