मैंने एक दूसरे-ग्रैडर बेटे के लिए सौर मंडल के एनिमेशन कैसे किए

एक बार मैंने भौतिकी में स्नातक किया। बाद में मैंने एक वेब प्रोग्रामर के रूप में अपने दम पर सीखा। तब से, मैं मुख्य रूप से एक प्रोग्रामर के रूप में काम करता हूं, लेकिन मैं भौतिकी, और प्रौद्योगिकी (मैं कुछ की गणना या निर्माण), और सामान्य रूप से विज्ञान के लिए समय देना जारी रखता हूं। ऐसा "विभाजन" दिलचस्प परिणाम लाता है। यह पता चला कि भौतिकी में कुछ तथ्यों को प्रोग्रामिंग का उपयोग करके अच्छी तरह से समझाया जा सकता है।

ऐसा सवाल कहां से आया? स्कूल के सबसे बुजुर्ग बच्चे के पास सौर मंडल के ग्रहों के बारे में एक सबक था। सामान्य तौर पर, वह उन्हें जानता है, और शाम के आकाश में हमने कुछ (बृहस्पति, मंगल, शनि) को देखा। लेकिन कई रोचक तथ्य समझ से परे हैं। दृश्यता की कमी, आंदोलन, शायद अन्तरक्रियाशीलता। यह उस सामग्री की प्रस्तुति में सटीक रूप से अंतर था जिसे मैं वेब प्रोग्रामिंग की मदद से भरना चाहता था, जो कि अच्छी तरह से ज्ञात ज्ञान का पालन करता है "सौ बार सुनने की तुलना में एक बार देखना बेहतर है।"

जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, लेख सौर प्रणाली (न केवल ग्रहों) से संबंधित तथ्यों पर ध्यान केंद्रित करेगा। आइए देखें कि हमारे गांगेय कोने में क्या उत्सुकता है।

लिखित सब कुछ प्रदर्शित करने के लिए, मैंने कई वेब पेज तैयार किए, जिनसे मैं बातचीत के दौरान लिंक प्रदान करूंगा। इस लेख में, हम html + svg + जावास्क्रिप्ट बंडल का उपयोग करते हैं। यह हमारे लक्ष्यों के लिए सरल, समझने योग्य और काफी उपयुक्त है। यदि आप रुचि रखते हैं कि यह "या हुड के नीचे" कैसे काम करता है, तो आप मेरे पृष्ठों के स्रोत कोड को सुरक्षित रूप से खोल सकते हैं और देख सकते हैं। यदि आप किसी चीज़ के बारे में अधिक विस्तार से पढ़ना चाहते हैं तो विकिपीडिया के लिंक भी दिए गए हैं।

सनक

पृष्ठ बनाते समय मुख्य धारणा सनकीपन से जुड़ी होती है। यह पैरामीटर कक्षा की बढ़ाव की डिग्री को दर्शाता है। यदि सनकीपन शून्य है, तो यह एक स्वच्छ चक्र है, यदि शून्य से एकता तक, तो एक दीर्घवृत्त। बहुत से लोग जानते हैं कि प्लूटो की कक्षा स्पष्ट रूप से अण्डाकार है (यहां तक ​​कि नेप्च्यून की कक्षा में आंशिक रूप से अतिव्यापी)। तो, उसका सनकीपन 0.24 है। क्या दिलचस्प है, यह पता चला है, और बुध की कक्षा में सनकी 0.2 है। अन्य ग्रहों के लिए, मान 0.01 से 0.1 तक है ।

गणना और शेड्यूल को जटिल नहीं करने के लिए, हम आगे बुध की कक्षा सहित केवल गोलाकार पर विचार करेंगे । हम प्लूटो को विचार से बाहर कर देंगे, क्योंकि इसमें कक्षा का झुकाव भी है - मॉडल बहुत जटिल है। बेशक, svg आपको दीर्घवृत्त खींचने की अनुमति देता है, लेकिन हमारे लिए बुनियादी मुद्दों को समझने और ब्राउज़र में आरेखित करने के लिए गोलाकार कक्षाएँ पर्याप्त होंगी।

मॉडल संरचना

अब आप हमारे पेज पर अपनी जरूरत की सभी चीजें बना सकते हैं। Svg में एक तत्व होता है जो हमें सूट करता है। इसके साथ, आप सूर्य, और ग्रहों और उनकी कक्षाओं को आकर्षित कर सकते हैं। सूर्य और ग्रहों की स्थिति, साथ ही कक्षाओं के आकार, की गणना ब्राउज़र विंडो के वर्तमान आकार (यहां, क्षमा करें, लेकिन मोबाइल ब्राउज़रों में संभवतः बहुत छोटी होगी) के आधार पर जावास्क्रिप्ट का उपयोग करके की जाती है। प्रतिपादन के लिए, एक पैमाने की गणना की जाती है ताकि सबसे बड़ी कक्षा स्क्रीन में फिट हो जाए। ग्रह की वर्तमान स्थिति की गणना करने के लिए, पृथ्वी के वर्षों में सूर्य के चारों ओर इसकी क्रांति की अवधि ली जाती है।

पृथ्वी समूह के ग्रह

चलिए शुरू करते हैं। एक भाग, मंच पर चार आंतरिक ग्रह हैं । इस पृष्ठ पर, हमने html और svg संरचना का "परीक्षण" किया ताकि कुछ भी कहीं भी स्थानांतरित न हो, जावास्क्रिप्ट को डीबग किया जाए। सब कुछ गुणात्मक रूप से करना महत्वपूर्ण है, ताकि निम्नलिखित सभी पृष्ठ समान "फ्रेम" का उपयोग करें।



तो, किया, सब कुछ तैयार है, ग्रह चल रहे हैं। अब आप विशेष रूप से भौतिकी (खगोल विज्ञान) से संबंधित परिणामों को देख सकते हैं। सबसे पहले, कक्षाओं के आकार और, क्रांति की अवधि के बीच, के बीच के संबंध स्पष्ट हो गए हैं। ध्यान दें कि बुध की तुलना पृथ्वी या मंगल से कितनी तेज है।

एनीमेशन में दो बिंदीदार सर्कल तथाकथित रहने योग्य क्षेत्र को सीमित करते हैं जहां जीवन संभव है। जैसा कि विकिपीडिया हमें बताता है, विभिन्न वैज्ञानिक इसकी सीमाओं के लिए थोड़ा अलग अनुमान देते हैं । हमने 0.95 - 1.37 एयू की रेंज ली एनीमेशन में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है कि हम, पृथ्वीवासी कितने भाग्यशाली हैं - हमारा ग्रह ही एकमात्र ऐसा क्षेत्र है जो सही क्षेत्र में आ गया है।

हम आगे बढ़ते हैं।

क्षुद्रग्रह बेल्ट

भाग दो - मंच पर वही बृहस्पति ।

यहां पहले एनीमेशन की तुलना में, हमने आंदोलन को 15 गुना तेज कर दिया - बस इतना है कि बृहस्पति की कम या ज्यादा सभ्य गति होगी (अन्यथा कम से कम एक क्रांति करने के लिए इसका इंतजार करना पूरी तरह से असंभव होगा)। यह बारीकियों से पता चलता है कि आंतरिक ग्रहों की तुलना में बाहरी ग्रह धीरे-धीरे कैसे आगे बढ़ते हैं - सूरज के चारों ओर प्रत्येक क्रांति पहले से ही दसियों और सैकड़ों वर्षों की मात्रा में शुरू हो रही है।

बेशक, मंगल और बृहस्पति की कक्षाओं के बीच बहुत बड़ा अंतर है। वास्तव में, क्षुद्रग्रहों की एक बेल्ट होती है - वे वस्तुएं जो बृहस्पति के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण ग्रह नहीं बना सकती थीं। बेल्ट 2.2 से 3.6 एयू तक फैला है सौर प्रणाली की स्थापना से बचे हुए यह सभी "इमारत बकवास" एनीमेशन में काले डॉट्स के साथ दिखाया गया है। बेशक, आपको यह समझने की आवश्यकता है कि यह एक अनुमानित मानचित्रण है। तो, बेल्ट में लगभग 300 हजार वास्तविक वस्तुएं हैं, एनीमेशन 300 को यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित दिखाता है - केवल सार को समझने के लिए।

कक्षीय प्रतिध्वनि

भाग तीन - छोटे ग्रहों को हटा दें, और शनि को बृहस्पति से जोड़ें ।

दो सबसे बड़े ग्रह, जो भी आप कहते हैं, विशेष ध्यान देने योग्य हैं। उनके पास एक उच्चारण कक्षीय प्रतिध्वनि है - ऐसी स्थिति, जहां गुरुत्वाकर्षण बातचीत के कारण, उनके संचलन काल को छोटी प्राकृतिक संख्याओं के रूप में सहसंबद्ध किया जाता है । विशेष रूप से, बृहस्पति-शनि की जोड़ी के लिए, अवधि का अनुपात 5: 2 है (अर्थात, शनि बृहस्पति के पांच मोड़ के दो मोड़ बनाता है)।

हम एनीमेशन का उपयोग करके इस घटना को प्रदर्शित करते हैं। आइए पृष्ठ पर एक अलग div बनाते हैं, जिसमें हम प्रत्येक क्रांति के लिए प्रत्येक क्रांति के लिए एक ऊर्ध्वाधर चिह्न डालेंगे। बृहस्पति (भूरे) के निशान ऊपर जाएंगे, और नीचे शनि (नीला)। Svg का उपयोग करके टैग भी बनाए गए हैं।



यदि हम एनीमेशन शुरू करते हैं, तो हम लेबल का क्रमिक विचलन देखेंगे। वास्तव में, यह सही परिणाम है: एक ही विकिपीडिया को पढ़ते समय, किसी कारण से, "लगभग 5: 2" वाक्यांश में, हम "लगभग" शब्द को छोड़ देते हैं। और हम सोचते हैं कि सौर मंडल एक घड़ी की तरह है जिसमें पूरी तरह से फिट गियर हैं। लेकिन वास्तविक दुनिया अभी भी अधिक जटिल है। इसलिए विसंगति है।

विशाल ग्रह

भाग चार - मंच गैस दिग्गज (बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून) पर।

जैसा कि हम देख सकते हैं, ग्रहों की कक्षाएँ और भी बड़ी हो जाती हैं, और कक्षीय गति और भी छोटी हो जाती है। बहुत पहले एनीमेशन की तुलना में, समय पहले से ही 150 (!) टाइम्स त्वरित है - ताकि सब कुछ कम या ज्यादा "सांस" हो।

इस भाग में, हम धूमकेतु के बारे में बात करेंगे, खासकर जब से वे सिर्फ विशाल ग्रहों से जुड़े हैं। खगोलविद धूमकेतु को लघु-अवधि और लंबी अवधि वाले लोगों में विभाजित करते हैं (संचलन की पहली अवधि 200 वर्ष से कम है, दूसरी, क्रमशः, 200 से अधिक)। इसके अलावा, छोटी अवधि, बदले में, सिर्फ चार ग्रहों के परिवारों में विभाजित हैं - बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून के परिवार। इसका कारण ग्रहों में से किसी विशेष धूमकेतु पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। स्वाभाविक रूप से, धूमकेतु पर बहुत सारी सामग्री विकिपीडिया पर है, और मुझे हैबे पर एक अच्छा लेख भी मिला।

परिवार क्या हैं, इसकी बेहतर समझ के लिए, हम कुछ धूमकेतुओं की एक जोड़ी के लिए कक्षा के एनीमेशन पर थोपते हैं। उदाहरण के लिए, कॉमेट हैली (लाल कक्षा) और धूमकेतु एनके (वायलेट कक्षा) - इसे सबसे पहले जिसके लिए वैज्ञानिक गति के मापदंडों की गणना करने में सक्षम थे, होने दें।



Svg में दीर्घवृत्त के सही प्रतिपादन के लिए मुझे एक पेंसिल और कागज के साथ थोड़ा बैठना था और एक या दूसरे कक्षा के आधे अक्षों की गणना करना था। बेशक, मैं एलिप्स के विशिष्ट अभिविन्यास को नहीं जानता हूं, इसलिए उन्हें सिर्फ बाईं ओर निर्देशित किया जाता है। फिर भी, यह अब स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है कि क्यों धूमकेतु एनकेई को बृहस्पति परिवार के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है, और नेप्च्यून परिवार को हैली: पहला "केवल" बृहस्पति की कक्षा में पहुंचता है, और दूसरा, क्रमशः, नेपच्यून (यदि आप चाहें, तो आप अपने आप के साथ "खेल सकते हैं")। कोड का उपयोग करते हुए, इन या अन्य परिवारों से किसी अन्य धूमकेतु को प्रतिस्थापित करते हुए - यह देखा जाएगा कि कक्षाएँ कहाँ तक पहुँचेंगी)।

सभी ग्रह और उससे परे

इसलिए, चार एनिमेशन में, आपने और मैंने सौर प्रणाली के सभी मुख्य चीजों पर ध्यान दिया - ग्रह, क्षुद्रग्रह, धूमकेतु, क्षेत्र और बेल्ट। यह बाद की चर्चा करने के लिए बना हुआ है।

सामान्य तस्वीर इस मायने में दिलचस्प है कि इससे पता चलता है कि हमारे सिस्टम का क्षेत्र कितना छोटा है, जिसका हमने अध्ययन किया है और उसमें महारत हासिल की है। आंतरिक ग्रहों का परिचित चक्र केंद्र में एक सूक्ष्म "पैच" है। नेप्च्यून की कक्षा अगली सीमा है, बहुत अधिक दूर। और इसके चारों ओर - एक विशाल "स्पैटियम इंकोगनिता" - कूइपर बेल्ट , जो धराशायी लाइनों द्वारा सीमित है।



मैं यह मानना ​​चाहूंगा कि मानव जाति की आकांक्षाएं उस अल्प द्वीप से सीमित नहीं रहेंगी, जो मंगल की कक्षा द्वारा उल्लिखित है। यहां तक ​​कि इस सरल HTML पृष्ठ का कहना है कि अभी भी बहुत, बहुत अधिक दिलचस्प चीजें हमारे आगे हैं।