Vi forklarer, hvad en bane er, og hvad dens betydning er inden for kemiområdet. Også elliptiske baner og baner i solsystemet.
Hvad er en bane?
I fysisk, kredsløbet er den bane, der beskrives af et legeme omkring et andet, som det drejer rundt om ved påvirkning af en central kraft, som f.eks. Gravitationskraft i tilfælde af stjerner himmelsk. Det handler om den bane, som et objekt sporer, når det bevæger sig rundt i et tyngdepunkt, som det tiltrækkes af, i princippet uden nogensinde at ramme det, men ikke bevæge sig helt væk.
Baner er siden det syttende århundrede (da Johannes Kepler og Isaac Newton formulerede de grundlæggende fysiske love, der styrer dem) et vigtigt begreb for forståelsen af bevægelse på univers, især med hensyn til de himmelske stjerner og også til subatomær kemi.
En bane kan have forskellige former, enten elliptisk, cirkulær eller langstrakt, og den kan være parabolsk (formet som en parabel) eller hyperbolsk (formet som en hyperbel). Hvorom alting er, så omfatter hver bane de følgende seks Kepler-elementer:
- Hældningen af banens plan, repræsenteret ved tegnet i.
- Længde af den stigende node, repræsenteret ved tegnet Ω.
- Excentricitet eller grad af afvigelse af en cirkel, repræsenteret ved tegnet e.
- Halvhovedakse, eller halvdelen af den længste diameter, repræsenteret ved tegnet a.
- Argument for perihelion eller periastrum, den vinkel, der går fra den stigende knude til periastrum, repræsenteret ved tegnet ω.
- Gennemsnitlig anomali af tiden, eller brøkdelen af vejr forløbet orbital og repræsenteret som vinkel, repræsenteret ved tegnet M0.
Bane i kemi
Ikemi, vi taler om baner vedrørende bevægelsen af elektroner omkring kernen afatomer, på grund af forskellen i elektromagnetiske ladninger, de præsenterer (negative ielektroner og positiv i kernen af protoner Y neutroner). Disse elektroner har ikke en defineret bane, men er klassisk beskrevet som baner kendt som atomare orbitaler, afhængigt af graden afEnergi de er værter.
Hver atomorbital er udtrykt med et tal og et bogstav. Tallet (1, 2, 3... op til 7) angiver de energiniveauer, hvormedpartikel den bevæger sig, mens bogstaverne (s, p, d og f) angiver orbitalens form.
Elliptisk bane
En elliptisk bane er en, der i stedet for en cirkel sporer en ellipse, det vil sige en fladtrykt og aflang omkreds. Denne figur, ellipsen, har to brændpunkter, hvor de centrale akser af hver af de to cirkler, der udgør den, ville være; Desuden har denne type kredsløb en excentricitet større end nul og mindre end 1 (0 svarer til en cirkulær bane og 1 til en parabol).
Hver elliptisk bane har to bemærkelsesværdige punkter:
- Periapsis. Det nærmeste punkt på kredsløbsbanen til det centrale legeme, som kredsløbet spores omkring (og placeret ved en af de to brændpunkter).
- Apoapsis. Det fjerneste punkt på kredsløbsbanen fra det centrale legeme, som kredsløbet spores omkring (og placeret ved en af de to brændpunkter).
Solsystemets baner
Banerne beskrevet af vores stjerner Solsystem de er, som i de fleste planetsystemer, af den mere eller mindre elliptiske type. I midten er systemets stjerne, vores Sol, hvis tyngdekraft holder planeter i bevægelse; mens drager i deres respektive parabolske eller hyperbolske kredsløb omkring Solen har de ikke en direkte forbindelse med stjernen. For deres del, satellitter af hver af planeterne sporer også kredsløb omkring hver enkelt, og det samme gør Måne med jorden.
Stjernerne tiltrækker dog også hinanden og genererer gensidige tyngdekraftsforstyrrelser, hvilket får banernes excentriciteter til at variere med tiden og med hinanden. For eksempel er planeten Merkur den med den mest excentriske bane, måske fordi den er tættere på Solen, men den følges på listen af Mars, meget længere væk. Venus og Neptun har på den anden side de mindst excentriske baner af alle.
Jordens kredsløb
Jorden, ligesom dens naboplaneter, kredser om Solen i en let elliptisk bane, som tager cirka 365 dage (et år), og som vi kalder bevægelsen af oversættelse. Ordsprog forskydning det sker med omkring 67.000 kilometer i timen.
Samtidig er der fire typer mulige baner rundt om Jorden, for eksempel for kunstige satellitter:
- Lav kredsløb (LEO). Fra 200 til 2.000 km af planetens overflade.
- Mean orbit (MEO). Fra 2.000 til 35.786 km af planetens overflade.
- High Orbit (HEO). Fra 35.786 til 40.000 km af planetens overflade.
- Geostationær kredsløb (GEO). 35.786 km fra planetens overflade. Dette er den bane, der er synkroniseret med Jordens ækvator, udstyret med nul excentricitet, og hvor et objekt fremstår ubevægeligt på himlen for jordiske observatører.