明朗高中物理

参照物和参考系

参照物

物理学上所讲的运动或静止都是相对的,简单情况下是相对一个物体来说的,复杂情况下是相对一个位置坐标系来说的。这里所说的位置坐标系,有的固定于一个物体,有的不固定于一个物体。描述地球公转所用的坐标系,就不是固定于太阳的。

物理学上,用来描述位置的物体和坐标系,都称为参考系。参考系如果指的是一个物体,那么称为参照物也未尝不可,如果指的是一个位置坐标系,那么称为参照物就不合适了。所以,高中物理不使用参照物这个词,而使用参考系这个术语。

参考系

描述物体运动或静止所用的物体或者位置坐标系,称为参考系。

作为参考系的物体,至少需要具备三个不在同一直线上的参考点。作为参考系的位置坐标系,必须由一些参考点进行定位和定向。

例如,描述太阳系内行星、小行星、彗星运动,常用的参考系/坐标系是这样定位和定向的:太阳中心点为原点,指向三个遥远恒星的方向为三个坐标轴正方向。太阳跟遥远恒星之间的距离是变化着的,这并不妨碍用上述办法定向坐标轴。遥远恒星在天空构成的图案虽然比较稳定,但几千年内还是会有少许变化。这意味着,用上面的方法无法保证坐标轴之间保持90度夹角。实际上天文学家有办法修正这个问题。

描述地球周围卫星的运动,常用的参考系/坐标系是这样定位和定向的:地球中心点为原点,指向三个遥远恒星的方向为坐标轴正方向。

天文学家其实不是任意地选定几个恒星建立坐标系,参见黄道坐标系和赤道坐标系

太阳不是可用的参考系

太阳本身是不能作为参照物的。太阳是个巨大的球形炽热气团,粗略说来,表面各处没有什么不同,只是在天文望远镜下,存在一些相对暗一点的区域,称为黑子。黑子之间相对位置会变化。黑子并不是稳定地存在的,会消散。在肉眼看来,太阳虽然有轮廓,但除了中心点,没有其它标志点,这样的物体是不能作为参照物的。

frame-reference.txt · Last modified: 2018/04/28 14:32 (external edit)