在物理學中,“開普勒方程”是描述天體在橢圓軌道上運動位置與時間關係的超越方程,它源自約翰內斯·開普勒在1609年提出的行星運動定律。
方程形式(橢圓軌道)
開普勒方程的標準形式是:
M=E−esin?EM = E - e \sin E
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M:平近點角(Mean Anomaly),表示天體從近日點出發後按勻速運動應達到的位置角度。
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E:偏近點角(Eccentric Anomaly),輔助圓上的角度,用來計算實際位置。
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e:軌道離心率,描述軌道的扁平程度。
這個方程無法用代數方法直接求解 E(因為它是超越方程),通常需要使用數值迭代法(如牛頓法)來近似求解。
???? 應用意義
開普勒方程是二體問題中的核心公式之一,廣泛用於:
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計算行星或衛星在任意時刻的位置
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預測軌道運行時間
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航天器軌道設計與導航
它適用於橢圓軌道,而對於雙曲線或拋物線軌道,還有相應的變形版本(如雙曲開普勒方程、巴克方程)。