1樓:匿名使用者
橢圓定律(克卜勒第一定律)
克卜勒第一定律,也稱橢圓定律:每乙個行星都沿各自的橢圓軌道環繞太陽,而太陽則處在橢圓的乙個焦點中。
面積定律(克卜勒第二定律)
克卜勒第二定律,也稱面積定律:在相等時間內,太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積都是相等的。 這一定律實際揭示了行星繞太陽公轉的角動量守恆。
調和定律(克卜勒第三定律)
克卜勒第三定律,也稱調和定律:各個行星繞太陽公轉週期的平方和它們的橢圓軌道的半長軸的立方成正比。 由這一定律不難匯出:
行星與太陽之間的引力與半徑的平方成反比。這是牛頓的萬有引力定律的乙個重要基礎。
2樓:匿名使用者
克卜勒的三條行星運動定律改變了整個天文學,徹底摧毀了托勒密複雜的宇宙體系,完善並簡化了哥白尼的日心說。
克卜勒第一定律
克卜勒第一定律,也稱橢圓定律;也稱軌道定律:每乙個行星都沿各自的橢圓軌道環繞太陽,而太陽則處在橢圓的乙個焦點中。
克卜勒第二定律
克卜勒第二定律,也稱面積定律:在相等時間內,太陽和運動中的行星的連線(向量半徑)所掃過的面積都是相等的。 這一定律實際揭示了行星繞太陽公轉的角動量守恆。
克卜勒第三定律
克卜勒第三定律,也稱調和定律,也稱週期定律:是指繞以太陽為焦點的橢圓軌道執行的所有行星,其橢圓軌道半長軸的立方與週期的平方之比是乙個常量。這裡,a是行星公轉軌道半長軸,t是行星公轉週期,k是常數,其大小只與中心天體的質量有關。
常用於橢圓軌道的計算。即:
。其中,
,m為中心天體的質量。
克卜勒是怎樣發現三大定律的(在當時的條件下)
3樓:匿名使用者
一、克卜勒行星運動的三大定律
克卜勒定律是德國天文學家克卜勒提出的關於行星運動的三大定律。第一和第二定律發表於2023年,是克卜勒從天文學家第谷觀測火星位置所得資料中總結出來的;第三定律發表於2023年。這三大定律又分別稱為橢圓定律、面積定律和調和定律。
二、克卜勒發現三大定律的過程
2023年,第谷逝世。約翰·克卜勒接替了第谷的工作,開始編制魯道夫星表。但克卜勒的興趣和注意力卻更多的放在改進和完善哥白尼的日心說上,在**行星軌道性質的研究上。
他發現第谷的觀測資料,與哥白尼體系、托勒密體系都不符合。他決心尋找這種不一致的原因和行星執行的真實軌道。
最初的研究從觀測與理論差異突出的火星著手。他運用傳統的勻速圓周運動加偏心圓來計算,均遭到失敗。經過長達4年近70次各種行星軌道形狀設計方案的計算,克卜勒認識到哥白尼體系的勻速圓周運動和偏心圓的軌道模式與火星的實際運動軌道不符。
於是他大膽的拋棄了統治人類思想達2023年之久的「勻速圓周運動」偏見,嘗試用別的幾何曲線來表示火星軌道的形狀。他認為行星運動軌道的焦點應該在產生引力中心的太陽上,並進而斷定火星運動的線速度不是勻速的,近太陽時快些,遠太陽時慢些並得出結論:太陽至火星的直徑在一天內掃過的面積是相等的。
克卜勒把這結論推廣到其他行星上,結果也是與觀測資料相符。就這樣,他首先得到了行星執行的等面積定律。隨後他發現火星執行的軌道不是正圓,而是焦點位於太陽上的橢圓,他把這結論應用於其他行星也是適用的。
於是他又得到了行星執行的橢圓軌道定律。這兩條定律發表在他2023年出版的《新天文學》一書上。但他對自已取得的成就還不滿足。
他渴望找到一種能適合所有行星的總體模式,把各行星聯絡在一起。他堅信存在著乙個把全體行星完整地聯絡在一起的簡單法則。
在這個信念鼓舞下,克卜勒忍受著個人在家庭方面遭受的巨大不幸,在很少有人了解和支援的困難條件下,經過九年的反覆計算和假設,終於在2023年找到在大量觀測資料後面隱匿的數的和諧性:行星公轉週期的平方與它們到太陽的平均距離的立方成正比。這就是週期定律。
2023年,他在《宇宙的和諧》一書中介紹了第三定律,他情不自禁地寫道:"認識到這一真理,這是超出我的最美好的期望的。大局已定,這本書是寫出來了,可能當代有人閱讀,也可能是供後人閱讀的。
它很可能要等乙個世紀才有信奉者一樣,這一點我不管了。"
克卜勒的三定律是天文學的又一次革命,它徹底摧毀了托勒密繁雜的本輪宇宙體系,完善和簡化了哥白尼的日心宇宙體系。克卜勒對天文學最大的貢獻在於他試圖建立天體動力學,從物理基礎上解釋太陽系結構的動力學原因。雖然他提出有關太陽發出的磁力驅使行星作軌道運動的觀點是錯誤的。
但它對後人尋找出太陽系結構的奧秘具有重大的啟發意義,為經典力學的建立、牛頓的萬有引力定律的發現,都作出重要的提示。
被稱為「星子之王」的第谷·布拉赫在天體觀測方面獲得不少成就,死後留下20多年的觀測資料和乙份精密星表。他的助手克卜勒利用了這些觀測資料和星表,進行新星表編制。然而工作伊始便遇到了困難,按照正圓軌道來編制火星執行表一直行不通,火星這個「狡猾傢伙」總不聽指揮,老愛越軌。
經過一次次分析計算,克卜勒發現,如果火星軌道不是正圓,而是橢圓,那麼矛盾不就煙消雲散了嗎。經過長期細緻而複雜計算以後,他終於發現:行星在通過太陽的平面內沿橢圓軌道執行,太陽位於橢圓的乙個焦點上。
這就是行星運動第一定律,又叫「軌道定律」。
當克卜勒繼續研究時,「詭譎多端」的火星又將他騙了。原來,克卜勒和前人都把行星運動當作等速來研究的。他按照這一方法苦苦計算了1年,卻仍得不到結果。
後來他發現,在橢圓軌道上執行的行星速度不是常數,而是在相等時間內,行星與太陽的連線所掃過的面積相等。這就是行星運動第二定律,又叫「面積定律」。
克卜勒又經過9年努力,找到了行星運動第三定律:太陽系內所有行星公轉週期的平方同行星軌道半長徑的立方之比為一常數,這一定律也叫「調和定律」。
克卜勒三大定律的意義
4樓:匿名使用者
首先,克卜勒定律在科學思想上表現出無比勇敢的創造精神。遠在哥白尼創立日心宇宙體系之前,許多學者對於天動地靜的觀念就提出過不同見解。但對天體遵循完美的均勻圓周運動這一觀念,從未有人敢懷疑。
克卜勒卻毅然否定了它。這是個非常大膽的創見。哥白尼知道幾個圓合併起來就可以產生橢圓,但他從來沒有用橢圓來描述過天體的軌道。
正如克卜勒所說,「哥白尼沒有覺察到他伸手可得的財富」。
其次,克卜勒定律徹底摧毀了托勒密的本輪系,把哥白尼體系從本輪的桎梏下解放出來,為它帶來充分的完整和嚴謹。哥白尼拋棄古希臘人的乙個先入之見,即天與地的本質差別,獲得乙個簡單得多的體系。但它仍須用八十幾個圓周來解釋天體的表觀運動。
克卜勒卻找到最簡單的世界體系,只用七個橢圓說就全部解決了。從此,不須再借助任何本輪和偏心圓就能簡單而精確地推算行星的運動。
第三,克卜勒定律使人們對行星運動的認識得到明晰概念。它證明行星世界是乙個勻稱的(即克卜勒所說的「和諧」)系統。這個系統的中心天體是太陽,受來自太陽的某種統一力量所支配。
太陽位於每個行星軌道的焦點之一。行星公轉週期決定於各個行星與太陽的距離,與質量無關。而在哥白尼體系中,太陽雖然居於宇宙「中心」,卻並不扮演這個角色,因為沒有乙個行星的軌道中心是同太陽相重合的。
由於利用前人進行的科學實驗和記錄下來的資料而作出科學發現,在科學史上是不少的。但像行星運動定律的發現那樣,從第谷的20餘年辛勤觀測到克卜勒長期的精心推算,道路如此艱難,成果如此輝煌的科學合作,則是罕見的。這一切都是在沒有望遠鏡的條件下得到的!
克卜勒三大定律?
5樓:淺漠軒
1、橢圓定律:所有行星繞太陽的軌道都是橢圓,太陽在橢圓的乙個焦點上。
2、面積定律:行星和太陽的連線在相等的時間間隔內掃過的面積相等。
3、調和定律:所有行星繞太陽一周的恆星時間的平方與它們軌道半長軸(ai)的立方成比例。
定律介紹:
克卜勒定律是德國天文學家克卜勒提出的關於行星運動的三大定律。第一和第二定律發表於2023年,是克卜勒從天文學家第谷觀測火星位置所得資料中總結出來的;第三定律發表於2023年。這三大定律又分別稱為橢圓定律、面積定律和調和定律。
定律影響:
1、克卜勒定律在科學思想上表現出無比勇敢的創造精神。遠在哥白尼創立日心宇宙體系之前,許多學者對於天動地靜的觀念就提出過不同見解。但對天體遵循完美的均勻圓周運動這一觀念,從未有人敢懷疑。
克卜勒卻毅然否定了它。這是個非常大膽的創見。
哥白尼知道幾個圓合併起來就可以產生橢圓,但他從來沒有用橢圓來描述過天體的軌道。正如克卜勒所說,「哥白尼沒有覺察到他伸手可得的財富」。
2、克卜勒定律徹底摧毀了托勒密的本輪系,把哥白尼體系從本輪的桎梏下解放出來,為它帶來充分的完整和嚴謹。
哥白尼拋棄古希臘人的乙個先入之見,即天與地的本質差別,獲得乙個簡單得多的體系。但它仍須用三十幾個圓周來解釋天體的表觀運動。克卜勒卻找到最簡單的世界體系,只用七個橢圓說就全部解決了。
從此,不須再借助任何本輪和偏心圓就能簡單而精確地推算行星的運動。
3、克卜勒定律使人們對行星運動的認識得到明晰概念。它證明行星世界是乙個勻稱的(即克卜勒所說的「和諧」)系統。
這個系統的中心天體是太陽,受來自太陽的某種統一力量所支配。太陽位於每個行星軌道的焦點之一。行星公轉週期決定於各個行星與太陽的距離,與質量無關。
而在哥白尼體系中,太陽雖然居於宇宙「中心」,卻並不扮演這個角色,因為沒有乙個行星的軌道中心是同太陽相重合的。
6樓:我是大角度
克卜勒三大定律分別是:
1、橢圓定律所有行星繞太陽的軌道都是橢圓,太陽在橢圓的乙個焦點上。
2、面積定律行星和太陽的連線在相等的時間間隔內掃過相等的面積。
克卜勒定律是德國天文學家克卜勒提出的關於行星運動的三大定律。第一和第二定律發表於2023年,是克卜勒從天文學家第谷觀測火星位置所得資料中總結出來的;第三定律發表於2023年。這三大定律又分別稱為橢圓定律、面積定律和調和定律。
克卜勒定律,或者是用幾何語言,或者是用方程,將行星的座標及時間跟軌道引數相鏈結。牛頓第二定律是乙個微分方程。克卜勒定律的導引涉及解微分方程的藝術。
我們會先導引克卜勒第二定律,因為克卜勒第一定律的導引必須建立於克卜勒第二定律。
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