开普勒三大定律,揭示行星运动规律动摇天文学

发布时间:2018-03-20 来源:天文 点击: 当前位置:西赤十大排行榜 > 科技 > 天文 > 开普勒三大定律,揭示行星运动规律动摇天文学 手机阅读

在开普勒三大定律出现之前,人们对于行星的运动规律还很单一。直到开普勒经历了十多年的精密计算,才得出了著名的开普勒三大定律,动摇了当时天文学和物理学界的许多认知,也让人们对于这个宇宙有了新的了解。

开普勒三大定律简述

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开普勒三大定律可分别描述为:所有行星分别是在大小不同的椭圆轨道上运行;在同样的时间里行星向径在轨道平面上所扫过的面积相等;行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比。这开普勒三大定律最终使他赢得了“天空立法者”的美名。同时他对光学、数学也做出了重要的贡献,他是现代实验光学的奠基人。

开普勒三大定律的得出历时18年

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开普勒三大定律是开普勒发现的关于行星运动的定律,他于1609年在他出版的《新天文学》上发表了关于行星运动的两条定律,又于1618年,发现了第三条定律。开普勒很幸运地能够得到著名丹麦天文学家第谷·布拉赫20多年所观察与收集的非常精确的天文资料。

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大约于1605年,根据布拉赫的行星位置资料,沿用哥白尼的匀速圆周运动理论,通过4年的计算发现第谷观测到的数据与计算有8’的误差,开普勒坚信第谷的数据是正确的,从而他对“完美”的神运动发起质疑,经过近6年的大量计算,开普勒得出了第一定律和第二定律,又经过10年的大量计算,得出了第三定律。最终形成了著名的开普勒三大定律。

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开普勒的定律给予亚里士多德派与托勒密派在天文学与物理学上极大的挑战。这些论点,大大地动摇了当时的天文学与物理学。经过了几乎一世纪披星戴月,废寝忘食的研究,物理学家终于能够用物理理论解释其中的道理。牛顿利用他的第二定律和万有引力定律,在数学上严格地证明开普勒三大定律,也让人们了解其中的物理意义。

开普勒三大定律的影响

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开普勒定律在科学思想上表现出无比勇敢的创造精神。远在哥白尼创立日心宇宙体系之前,许多学者对于天动地静的观念就提出过不同见解。但对天体遵循完美的均匀圆周运动这一观念,从未有人敢怀疑。开普勒却毅然否定了它。这是个非常大胆的创见。

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开普勒定律彻底摧毁了托勒密的本轮系,把哥白尼体系从本轮的桎梏下解放出来,为它带来充分的完整和严谨。哥白尼抛弃古希腊人的一个先入之见,即天与地的本质差别,获得一个简单得多的体系。但它仍须用三十几个圆周来解释天体的表观运动。开普勒却找到最简单的世界体系,只用七个椭圆说就全部解决了。从此,不须再借助任何本轮和偏心圆就能简单而精确地推算行星的运动。

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开普勒定律使人们对行星运动的认识得到明晰概念。它证明行星世界是一个匀称的系统。这个系统的中心天体是太阳,受来自太阳的某种统一力量所支配。太阳位于每个行星轨道的焦点之一。行星公转周期决定于各个行星与太阳的距离,与质量无关。

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由于利用前人进行的科学实验和记录下来的数据而作出科学发现,在科学史上是不少的。但像行星运动定律的发现那样,从第谷的20余年辛勤观测到开普勒长期的精心推算,道路如此艰难,成果如此辉煌的科学合作,则是罕见的。这一切都是在没有望远镜的条件下得到的!

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