《大学物理》6-5--开普勒定律和牛顿体系.ppt
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6-5开普勒定律和牛顿体系,第谷布拉赫(1546-1601),丹麦天文学家和占星学家。
生于克努兹斯图普(今属瑞典)。
1572年11月11日第谷发现仙后座中的一颗超新星(银河系的),第二年发表论文新星。
经过20年的天文观测,第谷发现了许多新的天文现象,如黄赤交角的变化、月球运行的二均差,并重新测量了岁差数值(每年51”)。
第谷布拉赫是开普勒的导师。
开普勒,开普勒(1571-1630)德国天文学家,在第谷(开普勒的导师)的工作基础上,开普勒经过大量的计算,编制成鲁道夫星表,表中列出了1005颗恒星的位置。
*1600年,开普勒出版了梦游一书,这是一部纯幻想作品,说的是人类与月亮人的交往。
书中谈到了许多不可思议的东西,像喷气推进、零重力状态、轨道惯性、宇宙服等等,人们至今不明白,400年前的开普勒,他是根据什么想象出这些高科技成果的。
开普勒定律,开普勒第一定律(轨道定律)行星围绕太阳运动的轨迹是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律(面积定律)在行星和太阳之间假想一条连线,在相等的时间间隔内这条连线所扫过的面积相等,近日点速率最大,远日点速率最小。
开普勒第三定律(周期定律)任意两个行星的运行周期的平方之比等于它们的椭圆轨道半长轴的立方之比,T1和T2来表示两个行星的运动周期,s1和s2表示它们轨道的半长轴,则有,例题6-8开普勒第一个注意到了火星的运转周期大约为687天(地球日),也就是(687d/365d)=1.88年(地球年)。
现在请计算火星到太阳的距离,以地球为参照系。
解:
根据开普勒第三定律,例题6-9根据日-地距离确定太阳的质量。
解:
地球的公转周期,海王星和冥王星的发现,这些偏差可能是由于另一个远离太阳的行星造成。
基于天王星的运行轨道,人们对这一未知的行星位置进行了预测,并最终找到了它!
人们将其命名为海王星。
当时人们发现,对天王星轨道的推导中如果仅仅考虑其他已知行星的影响与观测结果不符。
类似的故事发生在冥王星的发现过程小插曲2006年8月24日于布拉格举行的第26届国际天文联会中通过第五号决议,将冥王星划为矮行星(dwarfplanet)2009年3月9日在美美国伊利诺伊州决定恢复冥王星的行星资格。
九大行星的英文名字,在英文中,九大行星都是以罗马神话中神的名字来命名。
分别是:
水星:
神使墨丘利(Mercury);金星:
爱神维纳斯(Venus);地球:
大地之神垓娅(Earth);火星:
战神玛尔斯(Mars);木星;主神朱庇特(Jupiter);土星:
农神萨图恩(Saturn);天王星:
朱庇特的祖父,第一代天神乌拉诺斯(Uranus);海王星:
海神尼普顿(Neptune);冥王星:
冥神普路托(Pluto),例题6-10拉格朗日点数学家约瑟夫路易斯拉格朗日在地球公转轨道附近发现了5个特殊点,在这些点上小卫星(质量为m)绕太阳公转周期可以与地球相同(=1年)。
这些“拉格朗日点”其中之一标为L1,正好落在地球(质量)和太阳(质量)的连线上。
地球和卫星之间的距离为d,请计算距离d。
解:
对地球列出牛顿第二定律,对卫星列出牛顿第二定律,利用二项式展开,即,拉格朗日点有什么用处?
将卫星放在L1上有两个优势:
卫星的视野永远不会被地球遮挡。
它到地球的距离近,所以数据通信更为便利。
这个日-地系统的L1点目前是太阳和日球层探测器(SOHO卫星)的所在位置,
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