第六章 万有引力定律

第一节 行星的运动

一、行星运动的两种学说

1. 地心说

• 地球是世界的中心，静止不动。
• 一切行星围绕地球做圆周运动（托勒密）。

2. 日心说

• 太阳是世界的中心，静止不动。
• 一切行星围绕太阳做圆周运动（哥白尼）。

3. 哥白尼的《天体运行论》

• 哥白尼通过观测和计算，提出了日心说，打破了地心说的统治地位。

4. 哥白尼的铜像和观测、计算仪器复制品

• 哥白尼的铜像是对其科学贡献的纪念。
• 哥白尼使用的观测、计算仪器复制品展示了其科学研究的方法和手段。

二、开普勒提出三大定律

1. 开普勒第一定律（几何定律）

• 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。

2. 开普勒第二定律（面积定律）

• 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。

3. 开普勒第三定律（周期定律）

• 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。

三、关于行星运动的各种动力学解释

1. 17世纪前的解释

• 行星理所应当的做这种完美的圆周运动。

2. 伽利略的解释

• 一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。

3. 开普勒的解释

• 受到了来自太阳的类似于磁力的作用。

4. 笛卡儿（法）的解释

• 在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，使得行星绕太阳运动。

5. 胡克、哈雷等的解释

• 受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。