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系外行星凌日

关于这个模拟实验

此模拟展示天文学家如何通过恒星星光的减弱来发现其他恒星周围的行星。学生设置行星相对于恒星的半径、以天数计的轨道周期以及碰撞参数，并观察行星经过前方时光变曲线如何形成。读数显示减光深度、周期、轨道大小以及凌日持续时间。视角包括地球上的观测者和从上方看到的轨道。教师可以借此将几何、面积比和开普勒第三定律与真实的发现联系起来。

学生可以探索什么

  • 提高“行星半径”，读取“减光深度”读数，它等于半径比的平方。
  • 改变“轨道周期”，观察“轨道尺度 a”和减光之间的间距如何变化。
  • 增大“碰撞参数”，使行星在恒星边缘附近经过，并缩短“凌日持续”。
  • 使用“地球上的观测者”视角，看看望远镜会看到什么。
  • 切换到“从上方看轨道”，观察为什么只有部分行星会发生凌日。

学习目标

  1. 1解释亮度的减少如何揭示行星从恒星前方经过。
  2. 2根据行星半径与恒星半径之比计算凌日深度。
  3. 3利用开普勒第三定律，将轨道周期与轨道大小联系起来。
  4. 4解读光变曲线，求出周期和相对大小。

教师常问的问题

系外行星凌日模拟可以免费使用吗？

可以。它完全免费，可在任何现代网络浏览器中运行，包括交互式白板、平板电脑、Chromebook 和手机。无需安装，也不需要注册或账户。

凌日的减光有多深？

亮度的下降约等于行星半径除以恒星半径的平方。一颗木星大小的行星绕类太阳恒星运行时，会使其变暗约 1%；而地球大小的行星只会使其变暗约 0.008%。

为什么光变曲线的底部是圆的？

恒星边缘比中心暗，这称为临边昏暗，因此行星在靠近边缘时遮挡的光较少，减光的底部呈弧形。

我如何使用系外行星凌日模拟？

设置行星大小和周期，观察一个完整轨道如何绘制出光变曲线，然后只改变一个控件，比较减光深度和间距。

嵌入这个模拟实验

免费嵌入你的学习平台、博客或班级网站。

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