天文学的发展幻灯片.ppt

天文学的发展第1页，共19页，编辑于2022年，星期五（一）托勒密及其宇宙图托勒密及其宇宙图1.1.生平简介生平简介 托勒密（公元90168）是古希腊著名的天文学家、地理学家。约公元90年诞生于埃及的亚历山大里亚。在公元168年去世，终年78岁。第2页，共19页，编辑于2022年，星期五2.2.科学成就科学成就（1 1）托勒密系作为一种天文学理论有很高的历史）托勒密系作为一种天文学理论有很高的历史地位。托勒密于公元地位。托勒密于公元127127年到年到151151年在亚历山大年在亚历山大里亚进行了长期的、大量的天文观测，托勒密里亚进行了长期的、大量的天文观测，托勒密把这些天文观测成果和把这些天文观测成果和地心体系地心体系总结成十三卷总结成十三卷巨著大综合论，后来阿拉伯文译本改名巨著大综合论，后来阿拉伯文译本改名为为至大论至大论。第3页，共19页，编辑于2022年，星期五（2 2）托勒密的另一巨著是八卷地理学指南，书）托勒密的另一巨著是八卷地理学指南，书中最早提出了类似于现代经、纬度的概念。计算中最早提出了类似于现代经、纬度的概念。计算出了几千个地点的地理位置，绘制了包括、欧、出了几千个地点的地理位置，绘制了包括、欧、亚、非三大洲和太平洋、印度洋、大西洋三大洋亚、非三大洲和太平洋、印度洋、大西洋三大洋的早期世界地图。他已经知道马来半岛和中国。的早期世界地图。他已经知道马来半岛和中国。（3 3）托勒密对物理学的重要贡献包括在他的光学）托勒密对物理学的重要贡献包括在他的光学一书中。他研究了光在平面镜上的反射和光从一书中。他研究了光在平面镜上的反射和光从一种介质进入另一种介质的时候发生折射的现象。一种介质进入另一种介质的时候发生折射的现象。第4页，共19页，编辑于2022年，星期五3.3.趣闻轶事趣闻轶事 不准确的地图导致新大陆的发现不准确的地图导致新大陆的发现 托勒密关于地理位置的计算很不准确，据托勒密关于地理位置的计算很不准确，据说他算出的从欧洲横跨大西洋到亚洲的距离，说他算出的从欧洲横跨大西洋到亚洲的距离，比真实距离小得多，这导致哥仑布企图从西班比真实距离小得多，这导致哥仑布企图从西班牙向西面驶往亚洲印度，结果到了美洲，发现牙向西面驶往亚洲印度，结果到了美洲，发现了新大陆。了新大陆。第5页，共19页，编辑于2022年，星期五4.4.托勒密的宇宙图托勒密的宇宙图 公元公元150150年年,第一次提出完整宇宙模型第一次提出完整宇宙模型恒星天恒星天地球地球月亮月亮水星水星金星金星太阳太阳火星火星木星木星土星土星原动天原动天第6页，共19页，编辑于2022年，星期五（二）哥白尼的日心说（二）哥白尼的日心说v生平简介生平简介u1473年2月19日出生在波兰西部维斯杜拉河畔托伦城的一个商人家庭。10岁时，父亲去世了，舅父卢卡斯承担起了抚育他的重任。u1491年至1495年，哥白尼进入克拉科夫大学学习。u1496年哥白尼前往意大利求学，先后进入博洛尼亚大学、帕多瓦大学和费拉拉大学学习和研究法律、天文学、数学、神学和医学，他同时还学会了希腊文。1503年，哥白尼获得了教会法规博士学位。u1543年5月24日，伟大的波兰科学家哥白尼病逝。第7页，共19页，编辑于2022年，星期五1.1.日心地动说的提出日心地动说的提出随着事物的不断发展，天文观测的精确度渐渐提高，人们逐渐发现了地心学说的破绽。到文艺复兴运动时期，人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达八十个左右，这显然是不合理、不科学的。人们期待着能有一种科学的天体系统取代地心说。在这种历史背景下，哥白尼的地动学说应运而生了。第8页，共19页，编辑于2022年，星期五根据本根据本轮理论轮理论得到的得到的火星环火星环绕地球绕地球网轨道网轨道第9页，共19页，编辑于2022年，星期五约在约在15151515年前，哥白尼为阐述自己关于天体年前，哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想撰写了篇题为浅说运动学说的基本思想撰写了篇题为浅说的论文，他认为天体运动必须满足以下七点：的论文，他认为天体运动必须满足以下七点：不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心。心。地球只是引力中心和月球轨道的中心，并不是地球只是引力中心和月球轨道的中心，并不是宇宙的中心。宇宙的中心。所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近。所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近。第10页，共19页，编辑于2022年，星期五 日地距离同天穹高度之比，就如同地球半径同日日地距离同天穹高度之比，就如同地球半径同日地距离之比一样渺小。地球到太阳的距离同天穹地距离之比一样渺小。地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的。高度之比是微不足道的。在天空中看到的任何运动，都是地球运动引起的。在天空中看到的任何运动，都是地球运动引起的。在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本身运动产生的，而是地球运动引起的。地球带着身运动产生的，而是地球运动引起的。地球带着大气层大气层,象其他行星一样围绕太阳旋转。由此可象其他行星一样围绕太阳旋转。由此可见，地球同时进行几种运动。见，地球同时进行几种运动。人们看到的行星向前和向后运动，是由于地球运人们看到的行星向前和向后运动，是由于地球运动引起的。地球的运动足以解释人们在空中见到动引起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象了。的各种现象了。第11页，共19页，编辑于2022年，星期五2.2.天体运行论天体运行论15151515年，哥白尼便开始着手准备撰写天体运行年，哥白尼便开始着手准备撰写天体运行论这一更为完整的论著。十几年来，哥白尼进论这一更为完整的论著。十几年来，哥白尼进行了大量的天文观测，收集了大批资料，终于在行了大量的天文观测，收集了大批资料，终于在15331533年完成了这部巨著的初稿，随后，他又长期年完成了这部巨著的初稿，随后，他又长期进行观测、验证、修改，使得他的宇宙体系成为进行观测、验证、修改，使得他的宇宙体系成为一种科学理论。一种科学理论。天体运行论的第一卷是全书的精髓，先后论天体运行论的第一卷是全书的精髓，先后论述了述了“宇宙是球形宇宙是球形”、“大地也是球形大地也是球形”、“天天体的运动是均匀永恒之圆运动或复合运动体的运动是均匀永恒之圆运动或复合运动”。第12页，共19页，编辑于2022年，星期五哥哥白白尼尼的的日日心心说说第13页，共19页，编辑于2022年，星期五(三三)第谷与天文学第谷与天文学生平简介生平简介第第谷谷布布拉拉赫赫（1546-1546-16011601），丹丹麦麦天天文文学学家家和和占占星星学学家家。15461546年年1212月月1414日日生生于于克克努努兹兹斯斯图图普普（今今属属瑞瑞典典）。1414岁岁入入哥哥本本哈哈根根大大学学,第第谷谷从从小小迷迷恋恋天天文文观观测测，终终身身致致力力于于天天文文仪仪器器制制造造和和天天文文研研究究。他他一一生生积积累累的的观观察察数数据据和和资资料料，对对后后来来的的著著名名天天文文学学家家开开普普勒勒有有极极大大帮帮助。助。第14页，共19页，编辑于2022年，星期五对天文学的贡献对天文学的贡献15721572年年1111月月1111日第谷发现仙后座中的一颗新星（银河系的一颗超新日第谷发现仙后座中的一颗新星（银河系的一颗超新星），第二年发表论文新星，星），第二年发表论文新星，15761576年年2 2月，丹麦国王将丹麦海峡月，丹麦国王将丹麦海峡中的汶风岛赐给第谷，并拨巨款让第谷在岛上修建大型天文台。中的汶风岛赐给第谷，并拨巨款让第谷在岛上修建大型天文台。经过经过2020年的天文观测，第谷测量各个行星角位置的误差仅为年的天文观测，第谷测量各个行星角位置的误差仅为2 2。他测定了大气折射改正表，为后人的观测活动提供了很好的参照。第他测定了大气折射改正表，为后人的观测活动提供了很好的参照。第谷通过重新测定恒星的位置，编制成比以往更准确的谷通过重新测定恒星的位置，编制成比以往更准确的10001000多颗恒星的多颗恒星的星表。星表。第15页，共19页，编辑于2022年，星期五第谷用过的望远镜第16页，共19页，编辑于2022年，星期五(四四)开普勒三定律的形成开普勒三定律的形成开普勒生平开普勒生平德国天文学家。德国天文学家。15711571年年1212月月2727日生于符腾堡，日生于符腾堡，16301630年年1111月月1515日卒于雷根斯堡。日卒于雷根斯堡。1212岁时入修道院学习。岁时入修道院学习。15781578年进入蒂宾根年进入蒂宾根大学大学,1591,1591年获文学硕士学位年获文学硕士学位 。15941594年年他开始研究天文学；他开始研究天文学；15961596年出版宇宙的年出版宇宙的神秘一书而受到第谷的赏识，应邀到布神秘一书而受到第谷的赏识，应邀到布拉格附近的天文台做研究工作。拉格附近的天文台做研究工作。16001600年，年，来到布拉格成为第谷的助手。次年，第谷来到布拉格成为第谷的助手。次年，第谷去世，开普勒成为第谷事业的继承人。去世，开普勒成为第谷事业的继承人。第17页，共19页，编辑于2022年，星期五v开普勒一生最重要的科学成就是发现了行星运行三定律，为牛顿建开普勒一生最重要的科学成就是发现了行星运行三定律，为牛顿建立万有引力定律打下坚实基础。因此，人们称颂他是立万有引力定律打下坚实基础。因此，人们称颂他是“天空法律创天空法律创制者制者”、“天体力学奠基人天体力学奠基人”。v他利用第谷的可靠数据证明了日心说的正确性。他利用第谷的可靠数据证明了日心说的正确性。v他遵照老师第谷的遗愿，在第谷工作的基础上，经过大量计算，在他遵照老师第谷的遗愿，在第谷工作的基础上，经过大量计算，在16271627年完成了鲁道夫星表的编制。年完成了鲁道夫星表的编制。v16041604年年9 9月月3030日观察到一颗超新星的爆发，天文学界为了纪日观察到一颗超新星的爆发，天文学界为了纪念他，特地把这颗新星命名为开普勒超新星。念他，特地把这颗新星命名为开普勒超新星。v16111611年开普勒还发表了折光学一书，阐述了光是怎样成年开普勒还发表了折光学一书，阐述了光是怎样成像的，研究了大气折射的计算，并且提出了折射望远镜的原像的，研究了大气折射的计算，并且提出了折射望远镜的原理。开普勒望远镜光路图。理。开普勒望远镜光路图。科学成就科学成就第18页，共19页，编辑于2022年，星期五v大学毕业后，大多数学生都去当了牧师，而开普勒则到了大学毕业后，大多数学生都去当了牧师，而开普勒则到了奥地利，靠麦斯特林的推荐当上了格拉茨大学的数学和天奥地利，靠麦斯特林的推荐当上了格拉茨大学的数学和天文学讲师。当时的讲师薪水很低，开普勒不得不靠编制占文学讲师。当时的讲师薪水很低，开普勒不得不靠编制占星历书而养家糊口，他自我解嘲地说：星历书而养家糊口，他自我解嘲地说：“作为女儿的占星术作为女儿的占星术若不为天文学母亲挣面包，母亲便要挨饿了若不为天文学母亲挣面包，母亲便要挨饿了。”开普勒三定律开普勒三定律1.1.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上圆的一个焦点上2.2.行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。3.3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等都相等(R(R3 3/T/T2 2=k)=k)趣闻轶事趣闻轶事用占星术糊口用占星术糊口第19页，共19页，编辑于2022年，星期五