(1)基础理论认知
1.日心说:地球和金星环绕太阳公转
2.开普勒三定律:行星公转周期的平方和轨道半长径的立方成正比
(2)观测结果
地球轨道半长径为:1.000天文单位,公转周期为365.25天。
金星轨道半长径为:0.732天文单位,公转周期224.7天。
(3)建立模型
忽略金星和地球的轨道偏心率(现实中也很小)
忽略金星和地球的轨道倾角(现实中同样很小)
明确了既有认知,数据和建立的简化模型,就是一个中学数学就可以解决的问题了。
地球每天环绕太阳公转的角度是:360÷365.25=0.986°
金星每天环绕太阳公转的角度是:360÷224.7=1.602°
取地球-太阳连线作为基准,那金星每天环绕太阳的角度(即金星环绕角速度比地球快):1.602-0.986=0.616°
由大距的定义:地球-金星-太阳呈现90°角,根据金星和地球到太阳的距离,可以计算大距时金星-太阳-地球的张角:arccos(0.732÷1.000)=43°
那从东大距到西大距,金星需要超过地球运行的角度=43×2=86°,需要时间86÷0.616=140天。
金星从西大距到东大距,需要超过地球的运行角度=360-86=274°,需要时间274÷0.616=449天。
如果楼主有兴趣,可以查看一下天文年表,真实数据和我误差的结果非常小。
PS 通过这种方法,可以计算任意轨道半径的地内行星,大距-上合-下合的时间差。同样稍加修改,可以计算地外行星冲-方照-合的周期。
PPS 对于轨道偏心率比较大的天体,就需要引入高等数学才能得到比较精确的结果了。人类之所以能够从地心说到日心说,火星的轨道偏心率也是相当重要的(圆轨道拟合不准)。