
【化】 areal velocity
graze; plunder; sack; sweep past
face; surface; cover; directly; range; scale; side
【医】 face; facies; facio-; prosopo-; surface
career; pace; quickness; rapidity; rate; speed; velocity
【化】 velocity
【医】 rate; speed; velocity
在汉英词典视角下,“掠面速度”的英文对应术语为Areal Velocity 或Sector Velocity,是天体力学和物理学中的重要概念。其核心定义为:运动物体在单位时间内扫过的面积,本质上是位置矢量扫过面积的变化率。
汉英对照释义
$$ mathbf{A} = frac{dmathbf{A}}{dt} = frac{1}{2} mathbf{r} times mathbf{v} $$ 其中 (mathbf{r}) 为位置矢量,(mathbf{v}) 为速度矢量,(times) 表示矢量叉乘 。
物理内涵
该概念源于开普勒第二定律(面积定律),描述行星绕太阳运动时,单位时间扫过的面积恒定。其本质与角动量守恒直接关联:
$$ mathbf{L} = mathbf{r} times mmathbf{v} quad Rightarrow quad frac{dmathbf{A}}{dt} = frac{mathbf{L}}{2m} $$ 表明掠面速度的守恒性等价于角动量守恒 。
天体轨道力学
在二体问题中,掠面速度守恒是推导开普勒轨道方程的基础。NASA 在航天器轨道设计中广泛应用此原理计算轨道转移参数 。
量子力学拓展
在玻尔原子模型中,电子绕核运动的角动量量子化条件可通过掠面速度表述,为经典理论与量子理论的衔接提供依据 。
Goldstein, H., Poole, C., & Safko, J. (2001). Classical Mechanics (3rd ed.). Addison-Wesley. (第3章:守恒定律)[DOI:10.1063/1.1484149]
NASA. (2022). Fundamentals of Astrodynamics. NASA Technical Reports Server. [NTRS ID:20220015422]
全国科学技术名词审定委员会. (2019). 《力学名词》. 科学出版社. (定义编号:04.002)
掠面速度是天文学中描述天体运动的重要概念,具体解释如下:
掠面速度指行星(或其他天体)绕恒星运动时,其与恒星的连线在单位时间内扫过的面积。这一概念常用于描述行星在椭圆轨道上的运动特性。
根据开普勒第二定律,行星在椭圆轨道运动中,掠面速度保持恒定。这意味着行星在近日点附近运动速度较快,远日点附近较慢,但单位时间扫过的面积始终相等。这一守恒性本质上是角动量守恒的体现。
掠面速度的数学形式为: $$ frac{dS}{dt} = frac{1}{2} cdot |mathbf{r} times mathbf{v}| $$ 其中:
掠面速度与角动量直接相关。角动量守恒定律可推导出掠面速度守恒,两者关系为: $$ frac{dS}{dt} = frac{L}{2m} $$ 式中 $L$ 为角动量,$m$ 为行星质量。
主要用于天体力学中分析行星轨道运动,例如验证开普勒定律、计算轨道参数等。
掠面速度通过面积守恒直观反映了天体运动的角动量守恒规律,是天体轨道动力学分析的核心概念之一。
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