内容正文:
3.1 行星的运动
一、中国古代天文学
黄道
天圆地方
24节气
1.柏拉图学派
柏拉图的学生欧多克斯(前409-前355)和亚里士多德(前384—前322)提出了同心球层模型。
“地心说”模型
1. 地球为中心
2. 完美的圆周运动
二、古希腊天文学
2.“本轮-均轮”模型
阿波罗尼(约前247—前205)提出了“本轮—均轮”结构模型。
3. 托勒密
“地心说”体系最终由希腊晚期的托勒密(约90—168)发展和完善:为了解释更多的观测数据,托勒密使用了偏心轮和偏心匀速点。
80个轮
尼古拉·哥白尼
哥白尼1473年出生于波兰,1496年到文艺复兴的意大利留学,对托勒密体系产生了质疑。
1.地球仅是月球轨道中心,并不是宇宙的中心.
2.地球和别的行星一样绕太阳运转.
3.地球一昼夜绕地轴自转一周,一年绕太阳公转一周.
二、文艺复兴的新天文学
宇宙的规律是和谐的,应该坚持匀速圆周运动.
“日心说”模型
1542年,临终前出版
哥白尼的学说从根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”,科学的发展从此便大踏步前进!
乔尔丹诺·布鲁诺(1548—1600)
被罗马教会执行火刑
伽利略(1564-1642)
出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》
多次被教会“悔过”, 晚年在软禁中度过余生
“哥白尼革命”
2. 第谷·布拉赫 (1546-1601)
丹麦天文学家第谷在小岛上修建了一座完善的天文台,测量精度较前人提高了几十倍至上百倍,在21年的观测中,各行星角位置的误差仅为2’。
第谷使用的天文仪器
第谷的墙壁象限仪
后搬至布拉格, 并招募开普勒为助手。
3. 开普勒 (1571-1630)
德国人开普勒是一个深受毕达哥拉斯和柏拉图影响的数学家,他以数学的和谐来探索宇宙体系。
用正圆编制火星的运行表,跟第谷的观测数据不符,即使改用偏心圆,仍然存在8’的误差。
数据错误?
理论错误?
摒弃圆轨道假设
采用椭圆
本轮-均轮 + 偏心匀速点
实事求是,尊重实验数据,坚持真理
偏心圆模型 vs 椭圆模型
实事求是
尊重数据
发现真理
行星绕日运动的轨道是椭圆
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。(椭圆轨道定律)
椭圆的参数方程
II. 行星和太阳之间的连线,在相等的时间内扫过相同的面积。(面积定律