אנו מסבירים מהו מסלול ומה המשמעות שלו בתחום הכימיה. כמו כן, מסלולים אליפטיים ומסלולים של מערכת השמש.
מה זה מסלול?
ב גוּפָנִי, המסלול הוא המסלול שמתאר גוף סביב אחר, שסביבו הוא סובב על ידי פעולת כוח מרכזי, כגון כוח כבידה במקרה של כוכבים שְׁמֵימִי. מדובר במסלול שעצם מתחקה כשהוא נע סביב מרכז כובד דרכו הוא נמשך, באופן עקרוני מבלי לפגוע בו, אך לא מתרחק לחלוטין.
מסלולים הם מאז המאה השבע-עשרה (כאשר יוהנס קפלר ואייזק ניוטון ניסחו את החוקים הפיזיקליים הבסיסיים השולטים בהם) מושג חשוב להבנת תְנוּעָה בְּ- עוֹלָם, במיוחד לגבי הכוכבים השמימיים וגם לכימיה התת-אטומית.
למסלול יכול להיות צורות שונות, אליפטיות, מעגליות או מוארכות, והוא יכול להיות פרבולי (בצורת פרבולה) או היפרבולי (בצורת היפרבולה). כך או כך, כל מסלול מורכב מששת היסודות הקפלריאניים הבאים:
- נטייה של מישור המסלול, המיוצגת על ידי הסימן i.
- אורך של הצומת העולה, המיוצג על ידי הסימן Ω.
- אקסצנטריות או דרגת סטייה של מעגל, המיוצגת על ידי הסימן ה.
- ציר חצי ראשי, או חצי מהקוטר הארוך ביותר, המיוצג על ידי הסימן א.
- טיעון של פריהליון או פריאסטרום, הזווית שעוברת מהצומת העולה לפריאסטרום, המיוצגת על ידי הסימן ω.
- אנומליה ממוצעת של הזמן, או השבר של מזג אוויר מסלול שחלף ומיוצג כזווית, המיוצג על ידי הסימן M0.
מסלול בכימיה
בכִּימִיָה, אנו מדברים על מסלולים לגבי תנועת אלקטרונים סביב הגרעין של האטומים, בשל ההבדל במטענים אלקטרומגנטיים שהם מציגים (שלילי ב-אלקטרונים וחיובי בבסיסו של פרוטונים י נויטרונים). לאלקטרונים אלה אין מסלול מוגדר, אך הם מתוארים באופן קלאסי כמסלולים הידועים כאורביטלים אטומיים, בהתאם לדרגתאֵנֶרְגִיָה הם מארחים.
כל מסלול אטומי מבוטא במספר ואות. המספר (1, 2, 3... עד 7) מציין את רמות האנרגיה שבהןחֶלְקִיק הוא נע, בעוד שהאותיות (s, p, d ו-f) מציינות את צורת המסלול.
מסלול אליפטי
מסלול אליפטי הוא מסלול שבמקום מעגל מתחקה אחרי אליפסה, כלומר היקף פחוס ומוארך. לדמות זו, האליפסה, יש שני מוקדים, שבהם יהיו הצירים המרכזיים של כל אחד משני המעגלים המרכיבים אותה; יתר על כן, למסלול מסוג זה יש אקסצנטריות גדולה מאפס ופחות מאחד (0 שווה ערך למסלול מעגלי ו-1 למסלול פרבולי).
לכל מסלול אליפטי יש שתי נקודות בולטות:
- פריאפסיס. הנקודה הקרובה ביותר בנתיב המסלול לגוף המרכזי שסביבו מתחקה המסלול (וממוקמת באחד משני המוקדים).
- אפואפסיס. הנקודה הרחוקה ביותר בנתיב המסלול מהגוף המרכזי שסביבו עוקב אחר המסלול (וממוקם באחד משני המוקדים).
מסלולי מערכת השמש
המסלולים המתוארים על ידי הכוכבים שלנו מערכת השמש הם, כמו ברוב המערכות הפלנטריות, מהסוג האליפטי פחות או יותר. במרכז כוכב המערכת, שלנו שמש, של מי כוח משיכה שומר על כוכבי לכת ב תְנוּעָה; בזמן ש עפיפונים במסלולים הפרבוליים או ההיפרבוליים שלהם סביב השמש אין להם קשר ישיר עם הכוכב. מצדם, לוויינים של כל אחד מכוכבי הלכת גם עוקבים אחר מסלולים סביב כל אחד מהם, וכך גם ה- ירח עם ה כדור הארץ.
עם זאת, הכוכבים גם מושכים זה את זה, ומייצרים הפרעות כבידה הדדיות, מה שגורם לשינויים באקסצנטריות של המסלולים עם הזמן וביניהם. לדוגמה, כוכב הלכת מרקורי הוא זה עם המסלול האקסצנטרי ביותר, אולי בגלל שהוא קרוב יותר לשמש, אבל אחריו ברשימה נמצא מאדים, הרבה יותר רחוק. לנוגה ולנפטון, לעומת זאת, יש את המסלולים הכי פחות אקסצנטריים מכולם.
מסלול כדור הארץ
כדור הארץ, כמו כוכבי הלכת השכנים לו, מקיף את השמש במסלול מעט אליפטי, הנמשך כ-365 ימים (שנה אחת) ואשר אנו מכנים את התנועה של תִרגוּם. פִּתגָם תְזוּזָה הוא מתרחש במהירות של כ-67,000 קילומטרים לשעה.
במקביל, ישנם ארבעה סוגים של מסלולים אפשריים סביב כדור הארץ, למשל, עבור לוויינים מלאכותיים:
- מסלול נמוך (LEO). מ-200 עד 2,000 ק"מ של פני השטח הפלנטריים.
- מסלול ממוצע (MEO). מ-2,000 ל-35,786 ק"מ של פני השטח הפלנטריים.
- מסלול גבוה (HEO). מ-35,786 עד 40,000 ק"מ של פני השטח הפלנטריים.
- מסלול גיאוסטציוני (GEO). ב-35,786 ק"מ מפני השטח הפלנטרי. זהו המסלול המסונכרן עם קו המשווה של כדור הארץ, ניחן באפס אקסצנטריות ובו עצם נראה חסר תנועה בשמים עבור משקיפים יבשתיים.