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行星运动的规律
【【】【】【】【】【】【】【】这一单元的思路是按照历史的进程展开:
观察方法获得规律:行星运动的开普勒定律.问题:行星运动为什么会有这样的规律?
猜想原因:太阳对行星的引力作用.问题:太阳对行星的引力与什么因素有关?
数学演绎得到规律:根据已知规律(开普勒第一、第二定律和牛顿第三定律)推出太阳与.
进一步猜想:地球使地面上物体下落的力,与太阳使行星运动的力是否出于同一原因?
猜想得到检验:月一地检验使猜想得到证实.
更大胆地猜想:自然界任意两个物体之间是否也有这样的吸引力?
得到万有引力定律.【】【】(鲁科K)远古,人们就梦想飞出地球,探索星空的秘密。民间流传着各种关于星空的神话,产生了许多不朽的创世诗篇。
嫦娥奔月是广为流传的古代民间神话。在距今2100多年的马王堆西汉古墓中,出土了嫦娥奔月的帛画,画中嫦娥乘坐飞龙飘然奔月。
《天问》是战国时期楚国伟大诗人屈原的佳作。屈原对茫茫宇宙提出了一系列问题:
“遂古之初,谁传道之?
上下未形,何由考之?
……
夜光何德,死则又育?
厥利维何。而顾菟在腹?”
这些都反映了人类对星空的向往,体现了人类了解自然奥秘的渴望。
斗转星移,岁月如梭。1969年7月20日,经过不断的探索,人类终于“飞”到距地球最近的星体——月球,将古老的神话变成了现实。“阿波罗”11号宇宙飞船载着3名宇航员登上了月球,将人类的足迹首次留在了月球上(图5-3、5-4)。
从此,人类有了特殊的“翅膀”,不仅能飞上月球,能像月球那样围绕地球旋转,而且还能挣脱地球的束缚,飞向万籁俱寂的茫茫太空,探索更遥远的星球。
为什么宇宙飞船能登上月球?为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转?飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚?在进一步的探索中,人类对更遥远的星球会有哪些了解?
学习本章后,你将能够找到部分答案。
【】
公元100年前后,天文学家托勒密 (C.Ptolemaeus,约公元90-168)设计出一套非常复杂的体系,完善了地心本轮理论。在当时可能的测量精度内,预言了观察到的恒星、太阳、月亮和五颗已知行星的运动 (图5-29)。
托勒密的理论第一次对已知天体的运动进行了详细定量的说明,为航海家、天文学家和占星士所采用。显而易见,托勒密的地心说观点符合中世纪基督教神学的需要,该理论一直持续了近2 000年。
(沪科K)托勒密集古代天文学研究之大成
(沪科K)托勒密(C.Ptolemaeus,约90-168),集古代文学、地理学、数学研究之大成的古希腊学者。
早在远古时代,人们在观察口月的升落、星辰的移动时,就对天体模型作了各种想像 有的说,大地漂浮在一片大海之中,半球形的天幕笼罩在头顶上,其边缘与大海在“天涯海角”相接,口月星辰便在天幕上运动;有的说,地球位于宇宙中心,就像蛋黄位于鸡蛋小心.太阳、月亮和星星都在围绕着地球运转……
公元前400年,古希腊天文学家假定天空中有一些透明的球壳.天体镶在这些球壳上,球壳围绕着地球旋转,天体便跟着做圆周运动。
公元 150年,天文学家托勒密秉承天体做匀速圆周运动的思想,构筑厂宇宙“地心体系”的九重天模型(图5—2)。
托勒密把一系列不同的圆运动(他称之为轮)组合起来.并巧妙地选取了圆的大小、运动平面的交角和运动的速度,以此来描述行星的运动:他的这个模型能预报相当长时间内的行星位置、日食和月食的发生等,顺利地解释厂许多天文现象,从而成为古
(沪科K)图5—2 托勒密的九重天模型托勒密认为,地璋位于宇宙的中心,岿然不动,月亮。太阳及各个行星都围绕着地球在大小不同的球面上运动,他把每个球面称为一重天。全部恒星镐在第八重天上。在恒星之上.还有一重最高天,即“原动天”,那是神量居住的地方
(人教K)托勒密:地心宇宙当我们远古的祖先惊叹星空的玄妙时,他们就开始试图破译日月星辰等天文现象的奥秘……那时,多数人都自然地认为,地球是静止不动的,太阳、月亮和星星从头上飞过,地球是宇宙的中心.
我们的祖先发现,尽管所有星辰每日都要东升西落,但绝大多数星星的相互位置都几乎是固定的,几百年内不会发生肉眼可见的变化,它们是“恒星”.然而,水星、金星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景前移动,有的在几个星期中就能发现它的位置变化,所以它们叫做“行星”.
细心的观察表明,行星并非总向一个方向移动.大多数时间它由西向东相对于恒星移动,但有时却要停下来,然后向西移动一段时间,随后又向东移动,这个现象叫做行星的逆行(图7.1—4).
为了解释行星的逆行,希腊人提出一个理论.这个理论认为每个行星都沿着圆运动,这个圆叫做“本轮”,同时本
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