天体运行规律

一、地心说
• 地球是宇宙的中心。地球是 静止不动的， • 太阳、月亮以及其它行星都 绕地球运动。 • 统治很长时间的原因： • ①符合人们的日常经验； ②符合宗教地球是宇宙的中 心的说法。
托勒密
“地心说”模型 存在的问题
（1）随着人们对天体运动的不断研究发现，“地心 说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.如果 把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳 运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许 多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了. （2）随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星 的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确， 科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒 密的“地心说”模型很难得出完美的解答。 （3）对行星的运动很难得出完满的解答，所描述的 行星运动也很复杂.
古人对地球的认识
天圆地方
古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远 处天壤相接等），得出“天圆地方”之类的想法。
• 东汉时期的天文 学家张衡提出 “浑天”说，认 为天就像一个大 鸡蛋，地球就是 其中的蛋黄。
从约公元前200年开始，在官方文件中已有关于行星的连年记载，还有流星雨、彗 星、日食、太阳黑子以及异乎寻常的云、极光之类的记载，或对慧星的跟踪观测 的记录．这些现象的观测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪器
三、开普勒三定律
１．开普勒第一定律：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．
地球 F F R
２．开普勒第二定律：对于每一个行星， 太阳和行星的联线在相等的时间内扫过 的面积相等．
F F
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
３．开普勒第三定律：所有行星的轨道的半 长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值 都相等．
二、日心说
• 哥白尼在16世纪提出 了日心说． • 日心说认为太阳是静 止不动的，地球和其 他行星都绕太阳运 动． • 1543 年哥白尼的 《天体运行论》 出 版，书中详细描述了 日心说理论.
哥白尼
现在观点
地心说、日心说的共同错误： 两者都把天体的运动看得很神圣。 认为天体的运动必然是最完美、和谐的匀速圆周运动 天体的运动与地面上的运动所遵循的力学规律也应不同 这种神圣被开普勒的行星运动学规律和牛顿的天 体动力学规律给彻底的否定了—— 开普勒说：天体运动轨道不是圆周 牛顿说：天体运动和地面物体运动一样
地球 F F R
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R 2 k T
比值k是与行星无 关而只与太阳有 关的恒量．
3
精品课件！
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需要注意： （1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过 此时比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量． （2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是
做匀速圆周运动．
（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出 来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星 运动所取得的资料中总结出来的．