Йоганн Кеплер і планети Сонячної системи
Астрономія кінця XVI століття відзначає зіткнення двох моделей нашої Сонячної системи: геоцентрична система Птолемея - де центром обертання всіх об'єктів є Земля, і геліоцентрична система Коперника - де Сонце є центральним тілом.
Модель Сонячної системи Клавдія Птолемея
І хоча Коперник був ближче до істинної природи Сонячної системи, його робота мала недоліки. Основним з цих недоліків було твердження, що планети обертаються навколо Сонця по кругових орбітах. З огляду на це, модель Коперника практично настільки ж таки не узгоджувалася із спостереженнями, як і система Птолемея. Польський астроном прагнув виправити дане розбіжність за допомогою додаткового руху планети по колу, центр якого вже рухався навколо Сонця - епіцикл. Однак, розбіжності в більшій своїй частині не були усунені.
На початку XVII століття німецький астроном Йоганн Кеплер, вивчаючи систему Миколи Коперника, а також аналізуючи результати астрономічних спостережень датчанина Тихо Браге, вивів основні закони щодо руху планет. Вони були названі як Три закони Кеплера.
епіцикл планети
Перший закон Кеплера
Німецький астроном намагався різними способами зберегти кругову орбіту руху планет, проте це не дозволяло виправити розбіжність з результатами спостережень. Тому Кеплер вдався до еліптичних орбітах. У кожній такій орбіти є два так званих фокуса. Фокуси - це дві задані точки, такі, що сума відстаней від цих двох точок до будь-якої точки еліпса є постійною.
Йоганн Кеплер зазначив, що планета рухається по еліптичній орбіті навколо Сонця таким чином, що Сонце розташовується в одному з двох фокусів еліпса, що і стало першим законом руху планет.
Перший закон Кеплера
Другий закон Кеплера
Проведемо радіус-вектор від Сонця, яке розташовується в одному з фокусів еліпсоїдної орбіти планети, до самої планеті. Тоді за рівні проміжки часу даний радіус-вектор описує рівні площі на площині, в якій рухається планета навколо Сонця. Дане твердження є другим законом.
Другий закон Кеплера
Третій закон Кеплера
Кожна орбіта планети має точку, найближчу до Сонця, яке називається перигелієм. Точка орбіти, найбільш віддалена від Сонця, називається афелием. Відрізок, що з'єднує ці дві точки називається великий віссю орбіти. Якщо розділити цей відрізок навпіл, то отримаємо велику піввісь, яку частіше використовують в астрономії.
Основні елементи еліпса
Третій закон руху планет Кеплера звучить наступним чином:
Ставлення квадрата періоду обертання планети навколо Сонця до велика піввісь орбіти цієї планети є постійним, і також дорівнює відношенню квадрата періоду обігу іншої планети навколо Сонця до великої півосі цієї планети.
Також іноді записують інше ставлення:
Одна із записів третього закону
Подальший розвиток
І хоча закони Кеплера мали відносно невисоку похибка (не більше 1%), все ж вони були отримані емпіричним способом. Теоретичне ж обгрунтування відсутнє. Дана проблема пізніше була вирішена Ісааком Ньютоном, який в 1682-му році відкрив закон всесвітнього тяжіння. Завдяки цьому закону вдалося описати подібну поведінку планет. Закони Кеплера стали найважливішим етапом в розумінні і описі руху планет.
comments powered by HyperComments
Сподобалася запис? Розкажи про неї друзям!
Переглядів запису: 17143
