天文学类发现 (第1/2页)

36.行星运动定律

奇迹概览

行星运动定律一共包含三大定律，它是建立在日心说（以太阳为宇宙中心）的观点上提出的，它说明了所有行星的运行轨道都是椭圆的，并且太阳是这些椭圆的焦点，并且总结出这些行星的运行规律。悄悄告诉大家，本书首发，想更快阅读，百度搜索就可以了。这些观点的提出彻底摧毁了地心说（以地球为宇宙中心）观点，完善并简化了日心学说理论，使人类对行星运动有了一个更明晰的认识。

⊙奇迹探秘：

1.谁是发现行星运行规律的第一人呢？

约翰内斯·开普勒（1571—1630），德国天文学家、数学家，他是第一个发现行星运行规律的人。

1571年，开普勒出生于德国威尔德斯达特镇的一个贫民家庭。1587年，开普勒在蒂宾根读书，因为受到蒂宾根大学天文学教授迈克尔·马斯特林的影响而信奉哥白尼日心说的学说。大学毕业后，开普勒被聘到格拉茨的新教神学院担任教师。1596年，开普勒在宇宙论方面的著作《宇宙的奥秘》出版。1600年，他离开神学院前往布拉格，与丹麦天文学家第谷·布拉赫一起从事天文观测。1601年，第谷逝世，死前把自己所有的天文观测资料赠给开普勒。

1609年，开普勒发表了关于行星运动的两条定律。1618年，他发现了第三条定律。这三条定律就是后来被称为“开普勒定律”的行星三大定律，它说明了行星围绕太阳转的理论。

2.在太阳系内，有哪些行星呢？

行星通常是指自身不发光，环绕着恒星的天体，它的公转方向与所环绕恒星的自转方向相同。在太阳系内，太阳是中心，目前发现它周围一共有八颗行星，它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

走近奇迹

在科学发展史上，人们关于地球、太阳以及行星运动问题上，形成了很多说法，其中以地心说和日心说两种说法为主，并一直延续了很长时间。

古希腊的伟大学者亚里士多德曾提出地球是宇宙中心的观点，他认为地球是不动的宇宙中心。后来，古希腊天文学家托勒玫继承了亚里士多德的地心说观点，并将它加以发展和完善。

与亚里士多德同一时期的古希腊天文学家阿里斯塔克，被恩格斯成为“古代的哥白尼”，他认为太阳是宇宙中最大的一个天体，那么宇宙的中心只能是太阳。但他的学说只是一种猜测，并没有得到进一步的证实。后来，随着科学的不断发展，波兰天文学家哥白尼通过30年艰苦观测，收集了大量丰富、可靠的观测资料，他认定地球是普通行星中的一员，就这样他创建了以太阳为中心的宇宙结构体系理论。

哥白尼的日心说的确立，为理解行星的运动开辟了一条新的途径，也对后来科学家们研究行星的运动规律提供了重要的理论知识基础。

从1576年起，丹麦天文学家第谷·布拉赫通过对行星在星系方位的观察和计算。他精确测定出地球上所看到的星体的视位置，并由此绘出一幅星体确切位置的天体图来。他还亲自设计与制造了当时属于世界第一流的观测仪器.他增加了仪器的尺寸，并把仪器加固在墙上，增加仪器的稳定性，为此，他还规定了各种仪器的误差范围。最后，他用20年观测了很多天文现象，并将它记录下来。在去世后，他将自己一生积累的观测资料留给了开普勒。而这些宝贵的资料为后来开普勒研究行星运动规律提供了宝贵的数据。

在初期整理第谷·布拉赫的观测资料时，开普勒发现，无论是托勒玫的地心说，还是他信奉的哥白尼的日心说，以及第谷·布拉赫提出的混合体系，都不能同第谷·布拉赫的行星观测资料十分吻合。他曾亲眼看过第谷·布拉赫的工作，深信第谷·布拉赫观测的可靠性与准确性，因此他发现问题一定是发生在体系方面。于是，他决心查明原因，揭开行星运动之谜。

开普勒的研究始于以火星为参考点，通过对火星和太阳的观测，他用三角定点法，确定了地球运行轨道的形状。随后，他以火星研究为突破口，先后以火星的运行轨道是正圆形和偏心圆形为假设条件，大约进行了70多次的试探后，他算出了确切的数据。但是这个数据与第谷老师留下的数据偏差角度是8分，他深知老师工作的一丝不苟和对数据的精确性。凭借执着的精神，最后，开普勒另辟蹊径，放弃了对火星运行轨道的假设。

随着深入的研究和大胆的数学假设，最终，开普勒发现了行星运行轨道及运行速度的规律，这就是有名的开普勒第一定律和第二定律。1609年，这两条定律发表在《新天文学》一书中。

继开普勒第一定律和第二定律后，开普勒并没有被初步的胜利冲昏了头脑，他继而揭示出各行星的各行星运动之间的联系，即每颗行星纵然已有即每颗行星纵然已有各自的椭圆轨道和速率，无论同一个轨道，还是不同的轨道，行星距太阳越近，运转得就越快。最后他研究出了行星运行速度或运行周期同行星到太阳的距离之间的关系，这就是有名的开普勒第三定律。在1619年，开普勒第三定律向世人公布。

在天文学与物理学上，开普勒的定律推翻了地心说的说法。他主张地球是不断移动的，并且轨道不是正圆形的，而是椭圆形的，行星公转的速度不等恒。这些观点，引发了天文学的变革，并导致了数十年后万有引力定律的诞生。

⊙奇迹探秘：

3.行星运动定律一共包含三条定律，它们分别是什么呢？?

行星运动定律，又名开普勒定律，它是在哥白尼日心说理论上提出的，一共包含三条定律。

开普勒第一定律，即轨道定律，所有行星都沿椭圆轨道运行，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律，即面积定律，在相等的时间内，太阳和行星的连线所扫过的面积都是相等的。即：sab＝scd＝sek。

开普勒第三定律，即调和定律，任何两行星绕太阳运行的周期的平方，同它们离太阳的平均距离（或其轨道长半径）的立方成正比。即：α3／t2＝k，这里α是行星公转轨道半长轴，t是行星公转周期，k是常数。

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【行星运行定律的意义】

开普勒第一定律否定了传统的行星圆形轨道论，证明行星的运行轨道是椭圆形的，进一步完善了哥白尼的日心理论。开普勒第二定律否定了传统的匀速运动、准确地描述了行星围绕太阳运动的规律。开普勒第三定律找到了行星运行周期与太阳之间的距离的关系，并形象地用公式呈现出来。

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