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開(kāi)普勒定律 開(kāi)普勒定律第三定律

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開(kāi)普勒定律 開(kāi)普勒定律第三定律


開(kāi)普勒三大定律
開(kāi)普勒第一定律：每一個(gè)行星都沿各自的橢圓軌道環(huán)繞太陽(yáng)，太陽(yáng)則處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)中 。

開(kāi)普勒第二定律：在相等時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)和運(yùn)動(dòng)著的行星的連線所掃過(guò)的面積相等 。

開(kāi)普勒第三定律：各個(gè)行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方和它們周期的平方成正比，公式為[a3T2=k] 。

約翰尼斯·開(kāi)普勒（1571-1630年），杰出的德國(guó)天文學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律 ， 即軌道定律、面積定律、周期定律 。這三大定律最終使他贏得了“天空立法者”的美名，為哥白尼的日心說(shuō)提供了最可靠的證據(jù) 。同時(shí)，他對(duì)光學(xué)和數(shù)學(xué)也做出了重要的貢獻(xiàn) 。此外，他還是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)光學(xué)的奠基人 。

開(kāi)普勒認(rèn)真地研究了他的導(dǎo)師第谷多年來(lái)對(duì)行星進(jìn)行仔細(xì)觀察所做的大量記錄 。第谷是望遠(yuǎn)鏡發(fā)明以前的最后一位偉大的天文學(xué)家，開(kāi)普勒認(rèn)為通過(guò)對(duì)第谷的記錄做仔細(xì)的數(shù)學(xué)分析 ， 就可以確定哥白尼日心說(shuō)、托勒密地心說(shuō)和第谷提出的軌道學(xué)說(shuō)，到底哪個(gè)是正確的 。
當(dāng)時(shí)不論是地心說(shuō)還是日心說(shuō)，都認(rèn)為行星是作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的 。但開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn) ， 對(duì)火星的軌道來(lái)說(shuō)，按照哥白尼、托勒密和第谷提供的三種不同方法，即便經(jīng)過(guò)多年的苦思冥想和煞費(fèi)苦心的數(shù)學(xué)計(jì)算 ， 其結(jié)果都與第谷的實(shí)際觀測(cè)不符，于是他放棄了火星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的觀念，并試圖用別的幾何圖形來(lái)解釋 。
【開(kāi)普勒定律 開(kāi)普勒定律第三定律】1609年 ， 他發(fā)現(xiàn)橢圓形完全適合這里的要求，能做出同樣準(zhǔn)確的解釋 。最終 ， 開(kāi)普勒認(rèn)識(shí)到了所存在的問(wèn)題：他與第谷、哥白尼以及所有的經(jīng)典天文學(xué)家一樣，都假定行星軌道是由圓或復(fù)合圓組成的，但實(shí)際上行星軌道不是圓形的而是橢圓形的 。就這樣，開(kāi)普勒得出了“開(kāi)普勒第一定律（軌道定律）”：火星沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行 ， 太陽(yáng)處于兩焦點(diǎn)之一的位置 ?！?br /> 發(fā)現(xiàn)行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng) ， 需有擺脫傳統(tǒng)觀念的智慧和毅力，此前所有的天文學(xué)家 ， 包括哥白尼和伽利略在內(nèi)，都堅(jiān)持天體是完美的物體，圓是完美的形狀，一切天體運(yùn)動(dòng)都是圓周運(yùn)動(dòng)的成見(jiàn) 。第谷的精確觀測(cè)加上開(kāi)普勒的努力，終于將日心說(shuō)向前推進(jìn)了一大步 。
接著，開(kāi)普勒又發(fā)現(xiàn)火星的運(yùn)行速度不是勻速的，當(dāng)它離太陽(yáng)較近時(shí)運(yùn)動(dòng)得較快（近日點(diǎn)） ， 離太陽(yáng)較遠(yuǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)得較慢（遠(yuǎn)日點(diǎn)） 。但從任何一點(diǎn)開(kāi)始，向徑（太陽(yáng)中心到行星中心的連線）在相等的時(shí)間所掃過(guò)的面積都相等 。這就是“開(kāi)普勒第二定律（面積定律）” 。

這兩條定律刊登在1609年出版的《新天文學(xué)》（又名《論火星的運(yùn)動(dòng)》）一書(shū)中，該書(shū)還指出兩條定律同樣適用于其他行星和月球的運(yùn)動(dòng) 。
周期定律的發(fā)現(xiàn)更艱難，開(kāi)普勒克服了工作環(huán)境的不利與長(zhǎng)年的身心疲憊，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期繁雜的計(jì)算和無(wú)數(shù)次失敗，最后創(chuàng)立了行星運(yùn)動(dòng)的第三定律（周期定律）：行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的周期的平方，與它們橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的立方成正比 。這一研究結(jié)果發(fā)表在1619年出版的《宇宙諧和論》書(shū)中 。

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