朴恩彬俞承豪在一起:谁能列举出天文学基本公式?(有详细说明)

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/04/29 19:50:49

        (1) 概述      第一定律 ( 轨道定律 ) :一切行星都沿各自的椭圆轨道运动 { 太阳在该椭圆的一个焦点上。      第二定律 ( 面积定律 ) :太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积,跟运动的时间间隔成正比。      第三定律 ( 周期定律 ) :各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。     (2) 说明     ① 开普勒定律是总括行星运动的观察结果的规则。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。开普勒定律只涉及运动学、几何学方面的内容。     ② 在前人的工作基础上,开普勒在观察地球、火星的运动,推导地球运动轨道的过程中,发现了地球的轨道几乎是一个圆周,太阳稍稍离开它的圆心。根据他所画的图形,以及一年中每天的太阳表观位置的记录,他确定地球在轨道上的位置和沿轨道运动的速率。这样就有了地球运动的轨道和时间表。在开普勒的地球绕太阳运动的图中,明显地看到地球距太阳最近时运动得最快。在进一步观察、分析、计算地球和火星两颗行星在离太阳最近和最远的位置附近所扫过的面积时,开普勒发现了面积定律。     在知道了地球的轨道和时间表以后,开普勒又进一步分析并寻找火星轨道的形状。为此目的他再次利用每隔一火星年的观察,确定了火星轨道上的许多点,根据这些点画出的曲线,开普勒获得了有关火星轨道大小和形状的相当精确的值。开普勒立即看出火星的轨道不是绕太阳的圆周。他说:“结论是十分简单的,行星的路径不是一个圆 —— 它两侧向内弯曲,相对的两侧又向外弯曲,这样一个曲线叫做卵形线。”于是开普勒又奋斗了好几个月,最后他指出这个轨迹是一个简单的椭圆,太阳位于这个椭圆的一个焦点位置上。于是他得到了轨道定律。轨道定律指出行星绕日运行的路径是椭圆,如果我们知道轨道的大小与偏心率,从这个定律将得到每个行星的所有可能位置。但是这个定律不能告诉我们行星什么时侯将在椭圆上某一特定位置,或者它在这一位置运动的快慢如何。面积定律并不能确定轨道的形状,可是能描述行星和太阳的距离改变时角速率是怎样改变的。显然,这两个定律是相互补充的。已知轨道的大小和偏心率,利用这两个普遍定律,我们就能确定所给行星在任何时刻的位置和角速率。因为我们同样能确定地球在同一时刻在什么地方,所以就能计算出已经观察到或将要观察到的行星位置。     开普勒还认为,所观察到的轨迹和速率并不是偶然的,其中必有某种规律性联系着太阳系的所有运动。这就是周期定律,即任意两个行星周期的平方的比等于它们和太阳平均距离的立方的比。