拉格朗日点点计算

随着韦伯望远镜的升空,这几天拉格朗日点成了一个热词。大家都知道拉格朗日点的定义,但是对于其具体计算还是不清楚。实际上,如果真正懂了定义,计算应该不是问题,所以归结起来还是没有完全懂得其定义。有好几个人问我具体定义与计算,给他们讲解以后我干脆把它写出来放到这里,或许别的人也会有兴趣。

拉格朗日点是一个三体问题。一般的三体问题没有简单解答,所以,拉格朗日点实际上是一个有限制的三体问题,三体中的一个的质量与另外两个比起来可以忽略不计(比如卫星与地球和太阳)。

在讨论拉格朗日点以前,我们先来看一个简单情况。在两个静止大质量物体(A, B) 之间的连线上有另一个物体C。如果C离A近,那么它受A的吸引力更大,C就落向A。反之,如果C离B近,那么它受B的吸引力更大,C就落向B。显然,在AB的连线上必然有一点,这个点受到A,B的吸引力相同,这个点上的物体就呆在那里,不向任何一方落去,这个点就是一个不动点。不过,这个不动点是不稳定的,稍微有一点扰动,这个平衡就被打破,物体就向某一方落去。

上面说的那个不动点与拉格朗日点L1有点相似,L1 也是两点连线之间的一个不动点,不过 L1没有这么简单。因为空间中没有静止的东西,两个相近的物体一般来说都是一个绕着另一个转。这个时候的不动点就要考虑角速度。L1就是在这个意义下的不动点,角速度相同。我们就来看一下如何根据这个定义来求这个不定点的位置。

假设地球与太阳之间的距离是R,L1 离地球的距离是 μR, 离太阳的距离是(1-μ) R,太阳的质量是S, 地球的质量是E。在这些定义下,牛顿第二定理告诉我们,地球受太阳的吸引力是 GSE/R^2。开普勒定律说,一个物体绕另一个物体转,离心力与角速度 ɷ 之间的关系是 F = m ɷ^2 R,m 是物体的质量。对地球绕太阳转来说,GSE/R^2 =E ɷ^2 R , 也就是 ɷ^2 = GS/R^3 这个ɷ 就是地球绕太阳公转的角速度。我们再来看处于L1 的质量为m 的小物体绕太阳公转的速度。一般来说,一个物体离另一个物体越近,那么绕它旋转的时候就越快,才能用更大的离心力来平衡更大的重力吸引力。按道理,处于两点连线上的点离太阳更近,应该旋转更快。但是,太阳与地球之间连线上的物体同时受太阳与地球的吸引,距离分别为(1-μ) R 和 μR,吸引力为 GmS/((1-μ) R)^2 - GmE/(μR)^2 。地球的吸引力减弱了这个小物体绕太阳旋转所需要的速度。在某一点,这个速度正好与地球旋转的速度相同,这个点就是拉格朗日点L1 。把上面的力带入开普勒公式,我们有 GmS/((1-μ) R)^2 - GmE/(μR)^2 = m ɷ^2(1-μ) R

也就是说 ɷ^2 = G( S/((1-μ) R)^2 - E/(μR)^2 )/((1-μ) R) , 这个 ɷ 要与前面地球绕太阳公转的ɷ相同,我们可以得到下面这个公式

G(S/((1-μ) R)^2 - E/(μR)^2)= (1-μ)RGS/R^3 ,

两边约去G, R,我们得到

S/(1-μ)^2 - E/μ^2 = (1-μ) S

上式可简化为 S/E = (1-μ)^2/(3μ^3 - 3μ^4 + μ^5 ) . 这个方程精确解不好求,但因为μ 很小,可以约去高阶项求近似解。约去高阶项后,上面的方程就变成 S/E = 1/(3μ3 ) 我们知道S/E 大约等于 330000, 所以μ 大约等于1/100。地球到太阳的距离大约一亿五千万公里,其1/100 就是一百五十万公里。也就是说这个拉格朗日点L1 距离地球大约一百五十万公里,光需要走5秒钟的时间。

上面的方程约去了一些细节,比如说地球实际上不是围绕太阳中心转,而是围绕太阳与地球的总质量的重心转。只是地球实在太小,这个差别可以忽略不计。如果要精确计算,要考虑这些的话,就还需要加入其它小项,方程就没有那么简单了。我们这里为了简洁介绍方法,省去了这些项。上面这个近似解与实际解相差很小。如果看别处的关与L1的介绍,都会说它离地球大约一百五十万公里。

这次这个韦伯望远镜将会在L2点附近旋转,L2 在地球与太阳的连线的延长线上,在地球远离太阳那一边。L2 的解法与上面相同。如果不考虑一些高阶项的话,只需把上面的减号换成加号。再约去高阶项后,最后的结果也是1/100. 几乎与 L1 对称。

以后有机会再讲L3,L4,L5 。

#千问千寻大运河# 武清区田水铺村:萝卜大棚里,长出了一条致富路

  12月下旬,沿着武香路一路向北,刚过廊良公路,就能看到道路两侧一排排的温室大棚,小货车变成临时销售点,稀疏的分散在东侧的路边,一个个立着的招牌上,打着“田水铺”、“萝卜”等关键词,过往的司机,不时会停下脚步,下车购买。

  现在,正是天津市武清区大良镇田水铺村青萝卜丰收的季节,家家户户都在自家的大棚中,忙着采摘、销售、打包……38年间,这个靠近北运河东岸,只有200多户的小村庄,靠着种植萝卜,迅速崛起,从一个人均年收入只有2千元左右的贫困村,一跃成为了人均年收入6万元的富裕村。

2月19日,在天津武清大良镇田水铺村菠菜大棚内,农民戴着口罩菠菜幼苗间,有序的忙碌着。

  从武香路转向田营路,穿过“田水铺村”的铁牌坊,一条敢闯敢拼的致富路,也在一个个萝卜大棚间徐徐铺开。

  贫困村找到了致富经

  走进田水铺村,映入眼帘的是干净整洁的街道,纵横交错的柏油路,通入了挨家挨户,更一路绵延至田间地头。

  冬日午后,村民们陆续骑着农用三轮车,拉着工具,穿过街巷,直奔自己的萝卜大棚,在很多村庄已经进入了农闲的时候,这里却是一派忙碌的景象。

  现在的田水铺村,因种植萝卜而远近闻名,但原来却是个贫困村。

  “我们村原来主要是种植大田,收益不高。”回想起过去的日子,60岁的村民屈凤霞说,“刚种萝卜那会,一口人一年差不多有2000块钱的收入,那都觉得不少了,能有现在这样的生活,真是不敢想。”

  田水铺村种植萝卜的历史,要从1983年说起。田水铺村党支部书记、主任张书义说,那一年,田水铺村开始了家庭联产承包责任制,有村民尝试着种植萝卜,收益确实比大田要好一些,于是陆续有人加入到种植萝卜的队伍中。

  2003年,还是村民代表的张书义被选举为村长。那时候的他就在想,一定要为村民干点实事,“那会种萝卜没有大棚,都是露地萝卜,口味一般,收价4毛钱一斤,一亩地能有2000块钱的收入,我们村人均2亩地,村民们就很高兴很知足了。”

  2006年,村民们选举张书义担任村党支部书记。也是同一年,田水铺村的萝卜搞起了创新。

  张书义提议建棚种萝卜,然后晚收延后上市,村民们开始心里打鼓,但事实证明,张书义的判断没有错,“萝卜收价一下从4毛变成了8毛,拿出去后,以2块5一斤的价格,全都卖了。”

  拔地而起的萝卜大棚

  2007年,村民们纷纷加入其中,延后上市的青萝卜,让村民们看到了更大的希望。

  也是2007年,国家农业部实施“一村一品”示范村工程,田水铺村被认定为“一村一品”青萝卜生产专业村,得到了资金和政策的支持。

  “有了这些资金,我们开始大面积的扣大棚,还成立了蔬菜专业合作社,帮助村民们选种,帮他们提升技术、寻找销路。”张书义说,那之后,田水铺村的萝卜一路飘红。

  2009年,萝卜的收价涨到1.5元每斤,打包成箱后,售价能达到每斤7元钱。一直到2012年,田水铺村大棚的萝卜每斤收价达到了1.8元。

  但田水铺村并没有满足,村两委班子积极四处奔走考察,希望将萝卜做出更大的文章来。

  2015年,田水铺村与天津蔬菜研究所达成技术合作关系,成功引进了名为“七星”的新品种。

  “这个萝卜口感甜脆,品质好,产量也高,一下就打动了我们。”张书义说,当年,在党员们的带头种植下,田水铺村七星萝卜种植面积,达到了780余亩,“村民们看着销量好,单价高,也都开始陆续种植,到现在,我们村有1700亩地种植萝卜。周边的村,也都开始陆陆续续的跟着种起了萝卜。”

  2018年,武清召开“小兔拔拔”水果萝卜品牌发布会,品牌效应再一次为田水铺村青萝卜的身价加码。

  在田水铺村一条武香路之隔的南侧,整齐的排列着一排排,拥有着小型气象站、物联网监控、滴灌等设备的现代化智能大棚,这是“小兔拔拔”的标准化生产基地,占地1530亩。

  现在,“小兔拔拔”水果萝卜,已经成功入驻超市近400家,其中包括盒马鲜生、京东7FRESH、物美超市,永旺超市等,线上线下的大型平台和连锁超市。

  站在基地的大棚里,张书义告诉记者,“‘小兔拔拔’品牌发布会之后,田水铺村连同周边其他村庄的萝卜,收价平均涨了1块钱,村民们都高兴极了。”

  如今,田水铺的萝卜,不仅在国内很多省市进行销售,还出口到了韩国、日本等国家。

  生活富裕的有了底气

  目前,田水铺村有246户村民,76%以上的村民家在城区买了楼房。

  屈凤霞家不仅买了新房,2019年还在村里的老房子前,新建了一处房。屈凤霞说,现在经济条件好了,精神头也特别足,忙的时候,她也会不管白天黑天的,跟着去大棚帮帮忙,虽然有时候会辛苦一些,但感觉每天都过得特别幸福、快乐。

  这个季节,田水铺村的大棚里,经常能够看到村民们忙碌的身影。

  12月23日,从早晨9点多,进入大棚坐定,打开3台手机,开始直播,一直到晚上4点多,28岁的丁淑曼跟10几万粉丝说再见后,关闭了直播间,起身活动了一下筋骨。

  这一天,她的直播销量有200多箱,“其实现在还不算忙,最忙的时候,是快过年的那些日子,有时候要直播到半夜,一天能卖600多箱,还得雇人帮着装箱打包。”丁淑曼笑着说,大学毕业后,她跟着爱人一起回到了田水铺村,开始种植萝卜。

  这是她做直播销售自家萝卜的第4年,萝卜每年可以从10月下旬,一直卖到春节之后。

  记者在丁淑曼的萝卜大棚里停留的1个小时里,丁淑曼的手机不时的响起,不是微信顾客的新订单,就是打电话询问地址,打算亲自来大棚采摘的顾客。

  2020年,丁淑曼家20多亩地的萝卜,纯利润达到了50万元左右,“我家还不是卖的最好的,比我们卖的还好的,有的是。”

  从大城市回到农村种地,在丁淑曼看来并非难事。丁淑曼说,现在农村发展的都特别好,给年轻人的机会也多,回村发展比在城市打拼赚得更多,虽然有时很辛苦,但却让她的生活更有底气。

  越来越好的乡村发展

  从2003年村集体收入只有三四万元,到2020年村集体收入30万元,30%以上的村民年收入超过10万元,全村人平均年收入6万元。田水铺村的村民们,走向了富裕。

  2014年,在帮扶组的支持下,村内硬化了胡同里巷及主干道路6500平方米,修建排污渠400余米,建设了1500平方米的多功能健身广场,还栽种了不同种类的观赏苗木。2020年,田水铺村又对村内的厕所、地下污水管网,进行了统一改造。

  “下一步,我们要对乡村进行更大的提升改造,让我们的村容村貌变得更好。”张书义说,未来,田水铺村要筹划做一些与萝卜有关的深加工产品,然后建造民宿,让旅游业与农业、产业相结合,增加村集体和村民们的收入,“我们的目标是,把田水铺村打造成集农业、产业、旅游业于一体的,新农村的典范,努力实现我们的乡村振兴梦。”

非洲卢旺达,近期疫情大爆发,每天新增感染近千人,这个国家人口才约1300万人。
昨天早上洗了个澡,可能是水有点凉,然后就感觉发烧怕冷。这几天身体是有点虚,周日去爬了火山,也没有休息好,腿也疼了几天。创业日夜劳累,身体被掏空,需要吃点辣木籽喝点藏红花补一补。还有点担心是不是疟疾或新冠,吃了中国药多休息,今天已经退烧了,万幸只是发烧。
今年重返非洲创业,在3月份接种了两剂疫苗后,4月底才敢重新踏上非洲大陆。据说疫苗的有效期是半年,也收到了国内社区接种加强针的短信。
中国驻卢旺达大使馆,近期也在统计在卢中国人的疫苗接种情况,预计会安排2月份接种加强针。
昨天还有个好消息,第二批哈密瓜开始丰收,更大更甜更好吃。左手黑檀木手串,右手牛角手串,双串在手天下我有!
我是要成为卢旺达首富的男人!
加油,小龙!
#非洲[超话]##卢旺达[超话]##年终心愿季##新的一年你有什么美好愿望# https://t.cn/A6Jvo9hO https://t.cn/R6ja8St


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