Системы мира Птолемея и Коперника. Солнечная система. Лекция 4

1.

Системы мира Птолемея и
Коперника.
Солнечная
система.

2.

Греческий, астроном и физик Клавдий
Птолемей провёл большую часть жизни в
Александрии, где в 127 –151 гг. производил
астрономические наблюдения; никаких сведений
о его биографии и даже о месте рождения не
сохранилось.
Птолемей
разработал
так
называемую геоцентрическую систему мира,
согласно которой все видимые движения
небесных светил объяснялись их движением
(часто очень сложным) вокруг неподвижной
Земли. Основное сочинение Птолемея по
астрономии
–
«Великое
математическое
построение астрономии в 13 книгах», известное
под арабизированным названием «Альмагест».

3.

Система
мира
Птолемея
называется геоцентрической и может быть
представлена в следующем упрощенном
виде: планеты движутся равномерно по
кругам — эпициклам, центры которых в свою
очередь движутся по другим кругам —
деферентам, в общем центре которых
находится неподвижная Земля. Солнце и
Луна движутся вокруг Земли по деферентам
(без эпициклов). Деференты Солнца и Луны,
деференты и эпициклы планет лежат внутри
сферы, на поверхности которой расположены
“неподвижные” звезды.

4.

Польский астроном, создатель гелиоцентрической системы мира
Николай Коперник родился в Торуни в семье купца. Создание
гелиоцентрической системы мира явилось результатом долголетнего
труда Коперника. Он начал с попыток усовершенствовать
геоцентрическую систему мира, изложенную в
«Альмагесте» Птолемея. Многочисленные работы в этом
направлении до Коперника сводились или к более точному
определению элементов тех деферентов и эпициклов, посредством
которых Птолемей представил движения небесных тел, или к
добавлению новых эпициклов. Коперник, поняв зависимость между
видимыми движениями планет и Солнца, хорошо известную ещё
Птолемею, на этой основе построил гелиоцентрическую систему
мира. Благодаря ей правильное объяснение получил ряд непонятных
с точки зрения геоцентрической системы закономерностей движения
планет (следует заметить, что впервые идею о вращении Земли
вокруг Солнца высказал около 280 г. до н.э. греческий астроном
Аристарх Самосский). Таблицы, составленные Коперником, много
точнее таблиц Птолемея, что имело большое значение для быстро
развивавшегося тогда мореплавания. Широкое их использование
способствовало распространению гелиоцентрической системы мира.

5.

Гелиоцентрическая система мира — идея о
том, что Солнце является центром
мироздания и точкой, вокруг которой
вращаются все планеты, в том числе и Земля.
Данная система предполагает, что наша
планета выполняет два вида движения:
поступательное вокруг Солнца и
вращательное вокруг своей оси. Положение
самого же Солнца относительно других звезд
считается неизменным.
Термин «гелиоцентризм» происходит от
греческого слова «гелиос» (в переводе
«Солнце»).

6.

Солнечная
система
- система космических тел, включающая,
помимо центрального светила Солнца восемь
больших планет их спутники, множество
малых планет, кометы, мелкие метеорные
тела и космическую пыль, движущиеся в
области преобладающего гравитационного
действия Солнца.

7.

По одной из теорий Солнце образовалось
вместе с Солнечной системой около 4,5
миллиардов лет назад в результате взрыва
одной или нескольких сверхновых звезд.
Изначально Солнечная система представляла
собой облако из газа и частиц пыли, которые
в движении и под воздействием своей массы
образовали диск, в котором возникла новая
звезда Солнце и вся наша Солнечная
система.

8.

9.

Все объекты Солнечной системы можно
разделить на пять групп: Солнце, большие
планеты, карликовые планеты (планетоиды),
спутники планет и малые тела.

10.

Видимое
движение
планет
Поскольку при наблюдениях с Земли на
движение планет вокруг Солнца
накладывается еще и движение Земли по
своей орбите, планеты перемещаются по
небосводу то с востока на запад (прямое
движение), то с запада на восток (попятное
движение).

11.

Моменты
смены
направления
называются стояниями. Если нанести этот
путь на карту, получится петля. Размеры
петли тем меньше, чем больше расстояние
между планетой и Землей. Планеты
описывают петли, а не просто движутся тудасюда по одной линии исключительно из-за
того, что плоскости их орбит не совпадают с
плоскостью эклиптики.

12.

Планеты делятся на две группы: нижние –
Меркурий и Венера – и верхние – Марс,
Юпитер, Сатурн и т. д. Характер видимого
движения планеты зависит от того, к какой
группе она принадлежит.

13.

Угловое удаление планеты от Солнца
называется
элонгацией.
Наибольшая
элонгация у Меркурия – 28°, у Венеры – 48°.
При восточной элонгации внутренняя
планета видна на западе, в лучах вечерней
зари, вскоре после захода Солнца. При
западной элонгации внутренняя планета
видна на востоке, в лучах утренней зари,
незадолго до восхода Солнца. Внешние же
планеты могут находиться на любом угловом
расстоянии от Солнца.

14.

Планетные конфигурации - характерные
взаимные положения Солнца и планет
Солнечной системы.
Планетные
конфигурации
Различают:
- конфигурации нижних планет: верхнее и
нижнее соединения с Солнцем, восточную и
западную элонгации;
- конфигурации верхних планет: соединения
с Солнцем, противостояния (оппозиции),
восточные и западные квадратуры.

15.

Законы
Кеплера
Три закона движения планет относительно
Солнца были выведены эмпирически
немецким астрономом Иоганном Кеплером в
начале XVII века. Это стало возможным
благодаря многолетним наблюдениям
датского астронома Тихо Браге.

16.

Первый закон Кеплера. Каждая планета
движется по эллипсу, в одном из фокусов
которого находится Солнце.
Второй закон Кеплера (закон равных
площадей). Радиус-вектор планеты за
равные промежутки времени описывает
равновеликие
площади.
Другая
формулировка этого закона: секториальная
скорость планеты постоянна.
Третий закон Кеплера. Квадраты периодов
обращений
планет
вокруг
Солнца
пропорциональны кубам больших полуосей
их эллиптических орбит.

17.

Найти формулы законов Кеплера и объяснить
их физический смысл;
Задание:
Найдите отличия систем мира Коперника и
Птолемея.