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雙星

關於這個模擬實驗

此模擬精確求解兩顆恆星的軌道，並畫出兩者繞着質心運行的情況，質心較接近較重的恆星。控制項可設定恆星 A 的質量、質量比、以天文單位計的間距和離心率，另可選擇是否透過 L1 點顯示質量轉移流。讀數會顯示公轉週期、目前間距，以及每顆恆星的速率。老師可用此模擬示範開普勒第三定律，並說明兩顆恆星並非單純繞着對方運行。

學生可以探索什麼

  • 提高恆星 A 的質量，觀察「公轉週期」讀數縮短。
  • 增加「間距 a」，並核實 P 的平方等於 a 的立方除以總質量。
  • 把「離心率」設為較高，比較恆星 A 在最近點與最遠點的速率。
  • 降低「質量比 B/A」，觀察質心如何向較重的恆星移動。
  • 開啟「質量轉移流」，觀察氣體如何經 L1 點流動。

學習目標

  1. 1解釋雙星系統中的兩顆恆星都繞着共同的質心運行。
  2. 2應用開普勒第三定律，說明週期、間距與總質量的關係。
  3. 3描述恆星沿橢圓軌道運行時速率如何變化。
  4. 4指出洛希瓣和 L1 點是質量轉移的路徑。

教師常問的問題

雙星模擬免費使用嗎？

是的。它完全免費，可在任何現代網頁瀏覽器上運行，包括互動電子白板、平板電腦、Chromebook 和手機。無需安裝，亦無需註冊或建立帳戶。

其中一顆恆星是否繞着另一顆運行？

不是。兩顆恆星都繞着它們共同的質心運行。質心較接近較重的恆星，因此較輕的恆星運行的軌道較大，速度也較快。

如何求出公轉週期？

開普勒第三定律給出 P 的平方等於 a 的立方除以總質量，其中 P 以年為單位，a 以天文單位為單位，質量以太陽質量為單位。改變滑桿，並與讀數作比較。

我怎樣使用雙星模擬？

先使用預設值，然後每次只改變一個滑桿，並記下週期和速率讀數。請學生先預測每項改變會令軌道變快還是變慢，再作改變。

嵌入這個模擬實驗

免費嵌入你的學習平台、網誌或班級網頁。

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