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《行星的运动》课件1


(一)“地心说”和“日心说” 地心说:地球是宇宙的中心,并且静止不动, 一切行星围绕地球在太空做简单的完美的圆 周运动 代表人物:亚里士多德和托勒密 亚里士多德 亚里士多德是地心说的代表人物之一。他 认为宇宙的运动是由上帝推动的。他说, ? 宇宙是一个有限的球体,分为天地两层, 地球位于宇宙中心,所以日月围绕地球运 行,物体总是落向地面。地球之外有9个 等距天层,由里到外的排列次序是:月球 天、水星天、金星天、太阳天、火星天、 木星天、土星天、恒星天和原动力天,此 外空无一物。各个天层自己不会动,上帝 推动了恒星天层,恒星天层才带动了所有 的天层运动。人居住的地球,静静地屹立 在宇宙的中心。 亚里士多德九重天示意图 托勒密 ? 托勒密全面继承了亚里士多德的地心说, 并利用前人积累和他自己长期观测得到的数 据,写成了8卷本的《伟大论》。在书中,他 把亚里士多德的9层天扩大为11层,把原动力 天改为晶莹天,又往外添加了最高天和净火 天。托勒密设想,各行星都绕着一个较小的 圆周上运动,而每个圆的圆心则在以地球为 中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫 “均轮”,每个小圆叫“本轮”。同时假设 地球并不恰好在均轮的中心,而偏开一定的 距离,均轮是一些偏心圆;日月行星除作上 述轨道运行外,还与众恒星一起,每天绕地 球转动一周。托勒密这个不反映宇宙实际结 构的数学图景,却较为完满的解释了当时观 测到的行星运动情况,并取得了航海上的实 用价值,从而被人们广为信奉。 托勒密的本轮图片 “地心说”和“日心说” 日心说:太阳是宇宙中心并且 静止不动,一切行星都围绕太 阳做圆周运动。 创立者:哥白尼 哥白尼(1473~1543)是波兰 天文学家,他在1510年写成的《浅 说》初稿中,毫不含糊的指出:太 阳是宇宙中的中心体,地球和行星 都围绕着太阳运动,只有月亮才真 正围绕地球旋转。1530年,终于圆 满的完成了日心说的建立工作。于 1543年3月用《天体运动论》书名 出版,否定了在西方统治达一千多 年的以地球为中心的地心说。 布鲁诺 乔尔丹诺.布鲁诺 (Giordano Bruno, 1548 - 1600)是意大利文 艺复兴时期伟大的思想家、 自然科学家、哲学家和文 学家。他勇敢的捍卫和发 展了哥白尼的太阳中心说, 并把它传遍欧洲,被世人 誉为是反教会、反经院哲 学的无畏战士,是捍卫真 理的殉道者。 第谷-丹麦天文学家,开普勒的导师 他善于观测,具有惊人的 机械操作能力和技巧,观 测结果至今还在使用,他 测量的行星角位置误差不 大于2分 开普勒: 开普勒继承第谷的工作,注重数 学的威力,对数学难题感兴趣, 致力于寻找隐藏在第谷二十年观 测数据中的数学规律。他按照哥 白尼的设想去计算第谷的数据, 接受哥白尼的思想, 开普勒的计算结果与第谷观 测结果相差8分,他假设天体的 运动轨迹不是圆周,而是椭圆, 这样计算结果和观测数据可以很 好的符合 (二)开普勒定律 开普勒第一定律 (轨道定律) 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点 上。 开普勒第二定律 面积定律 对每个行星而言,行星和太阳的连线在 任意相等的时间内扫过的面积都相等 S A ? SB ? SC 近日点 远日点 讨论:近日点的速率与远日点速率哪一个大? 为什么?拓展提高:能求速度之比吗? 开普勒第三定律 (周期定律) 所有行星的轨道的半长轴R的三次方跟公转周期T 的二次方的比值都相等。 R ?k 2 T R代表半长轴 比值

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