|
|
| xíng xīng huán rào tài yáng gōng zhuǎn suǒ zūn xún de dìng lǜ。 yóu kāi pǔ lè gēn jù dì gǔ · bù lā hè děng de guān cè zī liào yán jiū fēn xī 'ér fā xiàn。 bāo kuò dì yī dìng lǜ ( guǐ dào dìng lǜ )： xíng xīng guǐ dào shì tuǒ yuán， tài yáng zài qí yī gè jiāo diǎn shàng； dì 'èr dìng lǜ ( miàn jī dìng lǜ )： zài xiāng děng de shí jiān nèi， xíng xīng hé tài yáng lián xiàn suǒ sǎo guò de miàn jī xiāng děng； dì sān dìng lǜ ( tiáohé dìng lǜ )： rèn hé liǎng xíng xīng gōng zhuǎn zhōu qī de píng fāng， tóng guǐ dào bàn cháng jìng de lì fāng chéng bǐ lì。 wéi niú dùn fā xiàn wàn yòu yǐn lì dìng lǜ diàn dìng liǎo jī chǔ。 |
|
yě tǒng chēng “ kāi pǔ lè sān dìng lǜ ”， yě jiào“ xíng xīng yùn dòng dìng lǜ”， shì zhǐ xíng xīng zài yǔ zhòu kōng jiān rào tài yáng gōng zhuǎn suǒ zūn xún de dìng lǜ。 yóu yú shì dé guó tiān wén xué jiā kāi pǔ lè gēn jù dān mài tiān wén xué jiā dì gǔ · bù lā hè děng rén de guān cè zī liào hé xīng biǎo， tōng guò tā běn rén de guān cè hé fēn xī hòu， yú 1609 ～ 1619 nián xiān hòu zǎo guī nà tí chū de， gù xíng xīng yùn dòng dìng lǜ jí zhǐ kāi pǔ lè sān dìng lǜ。
jù tǐ nèi róng kāi pǔ lè zài 1609 nián fā biǎo liǎo guān yú xíng xīng yùn dòng de liǎng tiáo dìng lǜ：
kāi pǔ lè dì yī dìng lǜ（ tuǒ yuán dìng lǜ）： měi yīháng xīng yán yī gè tuǒ yuán guǐ dào huán rào tài yáng， ér tài yáng zé chù zài tuǒ yuán de yī gè jiāo diǎn zhōng。
kāi pǔ lè dì 'èr dìng lǜ（ miàn jī dìng lǜ）： cóng tài yáng dào xíng xīng suǒ lián jiē de zhí xiàn zài xiāng děng shí jiān nèi sǎo guò tóng děng de miàn jī。
yòng gōng shì biǎo shì wéi： sab=scd=sek
1609 nián， zhè liǎng tiáo dìng lǜ fā biǎo zài tā chū bǎn de《 xīn tiān wén xué》。
1618 nián， kāi pǔ lè yòu fā xiàn liǎo dì sān tiáo dìng lǜ：
kāi pǔ lè dì sān dìng lǜ（ tiáohé dìng lǜ）： suǒ yòu de xíng xīng de guǐ dào de bàn cháng zhóu de sān cì fāng gēn gōng zhuǎn zhōu qī de 'èr cì fāng de bǐ zhí dū xiāng děng。
yòng gōng shì biǎo shì wéi： a^3/t^2=k
a= xíng xīng gōng zhuǎn guǐ dào bàn cháng zhóu
t= xíng xīng gōng zhuǎn zhōu qī
k= cháng shù
1619 nián， tā chū bǎn liǎo《 yǔ zhòu de hé xié》 yī shū， jiè shào liǎo dì sān dìng lǜ， tā xiě dào：
“ rèn shí dào zhè yī zhēn lǐ， zhè shì chāo chū wǒ de zuì měi hǎo de qī wàng de。 dà jú yǐ dìng， zhè běn shū shì xiě chū lái liǎo， kě néng dāng dài yòu rén yuè dú， yě kě néng shì gōng hòu rén yuè dú de。 tā hěn kě néng yào děng yī gè shì jì cái yòu xìn fèng zhě yī yàng， zhè yī diǎn wǒ bù guǎn liǎo。”
kāi pǔ lè dìng lǜ de yì yì shǒu xiān， kāi pǔ lè dìng lǜ zài kē xué sī xiǎng shàng biǎo xiàn chū wú bǐ yǒng gǎn de chuàng zào jīng shén。 yuǎn zài gē bái ní chuàng lì rì xīn yǔ zhòu tǐ xì zhī qián， xǔ duō xué zhě duì yú tiān dòng dì jìng de guān niàn jiù tí chū guò bù tóng jiàn jiě。 dàn duì tiān tǐ zūn xún wán měi de jūn yún yuán zhōu yùn dòng zhè yī guān niàn， cóng wèi yòu rén gǎn huái yí。 kāi pǔ lè què yì rán fǒu dìng liǎo tā。 zhè shì gè fēi cháng dà dǎn de chuàng jiàn。 gē bái ní zhī dào jǐ gè yuán hé bìng qǐ lái jiù kě yǐ chǎn shēng tuǒ yuán， dàn tā cóng lái méi yòu yòng tuǒ yuán lái miáo shù guò tiān tǐ de guǐ dào。 zhèng rú kāi pǔ lè suǒ shuō，“ gē bái ní méi yòu jué chá dào tā shēn shǒu kě dé de cái fù”。
qí cì， kāi pǔ lè dìng lǜ chè dǐ cuī huǐ liǎo tuō lè mì de běn lún xì， bǎ gē bái ní tǐ xì cóng běn lún de zhì gù xià jiě fàng chū lái， wéi tā dài lái chōng fēn de wán zhěng hé yán jǐn。 gē bái ní pāo qì gǔ xī là rén de yī gè xiān rù zhī jiàn， jí tiān yǔ dì de běn zhì chā bié， huò dé yī gè jiǎn dān dé duō de tǐ xì。 dàn tā réng xū yòng sān shí jǐ gè yuán zhōu lái jiě shì tiān tǐ de biǎo guān yùn dòng。 kāi pǔ lè què zhǎo dào zuì jiǎn dān de shì jiè tǐ xì， zhǐ yòng qī gè tuǒ yuán shuō jiù quán bù jiě jué liǎo。 cóng cǐ， bù xū zài jiè zhù rèn hé běn lún hé piān xīn yuán jiù néng jiǎn dān 'ér jīng què dì tuī suàn xíng xīng de yùn dòng。
dì sān， kāi pǔ lè dìng lǜ shǐ rén men duì xíng xīng yùn dòng de rèn shí dé dào míng xī gài niàn。 tā zhèng míng xíng xīng shì jiè shì yī gè yúnchèn de（ jí kāi pǔ lè suǒ shuō de“ hé xié”） xì tǒng。 zhè gè xì tǒng de zhōng xīn tiān tǐ shì tài yáng， shòu lái zì tài yáng de mǒu zhǒng tǒng yī lì liàng suǒ zhī pèi。 tài yáng wèi yú měi gè xíng xīng guǐ dào de jiāo diǎn zhī yī。 xíng xīng gōng zhuǎn zhōu qī jué dìng yú gè gè xíng xīng yǔ tài yáng de jù lí， yǔ zhì liàng wú guān。 ér zài gē bái ní tǐ xì zhōng， tài yáng suī rán jū yú yǔ zhòu“ zhōng xīn”， què bìng bù bàn yǎn zhè gè juésè， yīn wéi méi yòu yī gè xíng xīng de guǐ dào zhōng xīn shì tóng tài yáng xiāng zhòng hé de。
yóu yú lì yòng qián rén jìn xíng de kē xué shí yàn hé jì lù xià lái de shù jù 'ér zuò chū kē xué fā xiàn， zài kē xué shǐ shàng shì bù shǎo de。 dàn xiàng xíng xīng yùn dòng dìng lǜ de fā xiàn nà yàng， cóng dì gǔ de 20 yú nián xīn qín guān cè dào kāi pǔ lè cháng qī de jīng xīn tuī suàn， dào lù rú cǐ jiān nán， chéng guǒ rú cǐ huī huáng de kē xué hé zuò， zé shì hǎn jiàn de。 zhè yī qiēdōu shì zài méi yòu wàng yuǎn jìng de tiáo jiàn xià dé dào de！
fā xiàn
bèi chēng wéi“ xīng zǐ zhī wáng” de dì gǔ · bù lā hè zài tiān tǐ guān cè fāng miàn huò dé bù shàochéng jiù， sǐ hòu liú xià 20 duō nián de guān cè zī liào hé yī fèn jīng mì xīng biǎo。 tā de zhù shǒu kāi pǔ lè lì yòng liǎo zhè xiē guān cè zī liào hé xīng biǎo， jìn xíng xīn xīng biǎo biān zhì。 rán 'ér gōng zuò yī shǐ biàn yù dào liǎo kùn nán， àn zhào zhèng yuán guǐ dào lái biān zhì huǒ xīng yùn xíng biǎo yī zhí xíng bù tōng， huǒ xīng zhè gè“ jiǎo huá jiā huǒ” zǒng bù tīng zhǐ huī， lǎo 'ài yuè guǐ。 jīng guò yī cì cì fēn xī jì suàn， kāi pǔ lè fā xiàn， rú guǒ huǒ xīng guǐ dào bù shì zhèng yuán， ér shì tuǒ yuán， nà me máo dùn bù jiù yān xiāo yún sàn liǎo má。 jīng guò cháng qī xì zhì 'ér fù zá jì suàn yǐ hòu， tā zhōng yú fā xiàn： xíng xīng zài tōng guò tài yáng de píng miàn nèi yán tuǒ yuán guǐ dào yùn xíng， tài yáng wèi yú tuǒ yuán de yī gè jiāo diǎn shàng。 zhè jiù shì xíng xīng yùn dòng dì yī dìng lǜ， yòu jiào“ guǐ dào dìng lǜ”。
dāng kāi pǔ lè jì xù yán jiū shí，“ guǐ jué duō duān” de huǒ xīng yòu jiāng tā piàn liǎo。 yuán lái， kāi pǔ lè hé qián rén dū bǎ xíng xīng yùn dòng dāng zuò děng sù lái yán jiū de。 tā 'àn zhào zhè yī fāng fǎ kǔ kǔ jì suàn liǎo 1 nián， què réng dé bù dào jiēguǒ。 hòu lái tā fā xiàn， zài tuǒ yuán guǐ dào shàng yùn xíng de xíng xīng sù dù bù shì cháng shù， ér shì zài xiāng děng shí jiān nèi， xíng xīng yǔ tài yáng de lián xiàn suǒ sǎo guò de miàn jī xiāng děng。 zhè jiù shì xíng xīng yùn dòng dì 'èr dìng lǜ， yòu jiào“ miàn jī dìng lǜ”。
kāi pǔ lè yòu jīng guò 9 nián nǔ lì， zhǎo dào liǎo xíng xīng yùn dòng dì sān dìng lǜ： tài yáng xì nèi suǒ yòu xíng xīng gōng zhuǎn zhōu qī de píng fāng tóng xíng xīng guǐ dào bàn cháng jìng de lì fāng zhī bǐ wéi yī cháng shù， zhè yī dìng lǜ yě jiào“ tiáohé dìng lǜ”。 |
kāi pǔ lè dìng lǜ de yì yì |
shǒu xiān， kāi pǔ lè dìng lǜ zài kē xué sī xiǎng shàng biǎo xiàn chū wú bǐ yǒng gǎn de chuàng zào jīng shén。 yuǎn zài gē bái ní chuàng lì rì xīn yǔ zhòu tǐ xì zhī qián， xǔ duō xué zhě duì yú tiān dòng dì jìng de guān niàn jiù tí chū guò bù tóng jiàn jiě。 dàn duì tiān tǐ zūn xún wán měi de jūn yún yuán zhōu yùn dòng zhè yī guān niàn， cóng wèi yòu rén gǎn huái yí。 kāi pǔ lè què yì rán fǒu dìng liǎo tā。 zhè shì gè fēi cháng dà dǎn de chuàng jiàn。 gē bái ní zhī dào jǐ gè yuán hé bìng qǐ lái jiù kě yǐ chǎn shēng tuǒ yuán， dàn tā cóng lái méi yòu yòng tuǒ yuán lái miáo shù guò tiān tǐ de guǐ dào。 zhèng rú kāi pǔ lè suǒ shuō，“ gē bái ní méi yòu jué chá dào tā shēn shǒu kě dé de cái fù”。
qí cì， kāi pǔ lè dìng lǜ chè dǐ cuī huǐ liǎo tuō lè mì de běn lún xì， bǎ gē bái ní tǐ xì cóng běn lún de zhì gù xià jiě fàng chū lái， wéi tā dài lái chōng fēn de wán zhěng hé yán jǐn。 gē bái ní pāo qì gǔ xī là rén de yī gè xiān rù zhī jiàn， jí tiān yǔ dì de běn zhì chā bié， huò dé yī gè jiǎn dān dé duō de tǐ xì。 dàn tā réng xū yòng bā shí jǐ gè yuán zhōu lái jiě shì tiān tǐ de biǎo guān yùn dòng。 kāi pǔ lè què zhǎo dào zuì jiǎn dān de shì jiè tǐ xì， zhǐ yòng qī gè tuǒ yuán shuō jiù quán bù jiě jué liǎo。 cóng cǐ， bù xū zài jiè zhù rèn hé běn lún hé piān xīn yuán jiù néng jiǎn dān 'ér jīng què dì tuī suàn xíng xīng de yùn dòng。
dì sān， kāi pǔ lè dìng lǜ shǐ rén men duì xíng xīng yùn dòng de rèn shí dé dào míng xī gài niàn。 tā zhèng míng xíng xīng shì jiè shì yī gè yúnchèn de（ jí kāi pǔ lè suǒ shuō de“ hé xié”） xì tǒng。 zhè gè xì tǒng de zhōng xīn tiān tǐ shì tài yáng， shòu lái zì tài yáng de mǒu zhǒng tǒng yī lì liàng suǒ zhī pèi。 tài yáng wèi yú měi gè xíng xīng guǐ dào de jiāo diǎn zhī yī。 xíng xīng gōng zhuǎn zhōu qī jué dìng yú gè gè xíng xīng yǔ tài yáng de jù lí， yǔ zhì liàng wú guān。 ér zài gē bái ní tǐ xì zhōng， tài yáng suī rán jū yú yǔ zhòu“ zhōng xīn”， què bìng bù bàn yǎn zhè gè juésè， yīn wéi méi yòu yī gè xíng xīng de guǐ dào zhōng xīn shì tóng tài yáng xiāng zhòng hé de。
yóu yú lì yòng qián rén jìn xíng de kē xué shí yàn hé jì lù xià lái de shù jù 'ér zuò chū kē xué fā xiàn， zài kē xué shǐ shàng shì bù shǎo de。 dàn xiàng xíng xīng yùn dòng dìng lǜ de fā xiàn nà yàng， cóng dì gǔ de 20 yú nián xīn qín guān cè dào kāi pǔ lè cháng qī de jīng xīn tuī suàn， dào lù rú cǐ jiān nán， chéng guǒ rú cǐ huī huáng de kē xué hé zuò， zé shì hǎn jiàn de。 zhè yī qiēdōu shì zài méi yòu wàng yuǎn jìng de tiáo jiàn xià dé dào de！ |
|
bèi chēng wéi“ xīng zǐ zhī wáng” de dì gǔ · bù lā hè zài tiān tǐ guān cè fāng miàn huò dé bù shàochéng jiù， sǐ hòu liú xià 20 duō nián de guān cè zī liào hé yī fèn jīng mì xīng biǎo。 tā de zhù shǒu kāi pǔ lè lì yòng liǎo zhè xiē guān cè zī liào hé xīng biǎo， jìn xíng xīn xīng biǎo biān zhì。 rán 'ér gōng zuò yī shǐ biàn yù dào liǎo kùn nán， àn zhào zhèng yuán guǐ dào lái biān zhì huǒ xīng yùn xíng biǎo yī zhí xíng bù tōng， huǒ xīng zhè gè“ jiǎo huá jiā huǒ” zǒng bù tīng zhǐ huī， lǎo 'ài yuè guǐ。 jīng guò yī cì cì fēn xī jì suàn， kāi pǔ lè fā xiàn， rú guǒ huǒ xīng guǐ dào bù shì zhèng yuán， ér shì tuǒ yuán， nà me máo dùn bù jiù yān xiāo yún sàn liǎo má。 jīng guò cháng qī xì zhì 'ér fù zá jì suàn yǐ hòu， tā zhōng yú fā xiàn： xíng xīng zài tōng guò tài yáng de píng miàn nèi yán tuǒ yuán guǐ dào yùn xíng， tài yáng wèi yú tuǒ yuán de yī gè jiāo diǎn shàng。 zhè jiù shì xíng xīng yùn dòng dì yī dìng lǜ， yòu jiào“ guǐ dào dìng lǜ”。
dāng kāi pǔ lè jì xù yán jiū shí，“ guǐ jué duō duān” de huǒ xīng yòu jiāng tā piàn liǎo。 yuán lái， kāi pǔ lè hé qián rén dū bǎ xíng xīng yùn dòng dāng zuò děng sù lái yán jiū de。 tā 'àn zhào zhè yī fāng fǎ kǔ kǔ jì suàn liǎo 1 nián， què réng dé bù dào jiēguǒ。 hòu lái tā fā xiàn， zài tuǒ yuán guǐ dào shàng yùn xíng de xíng xīng sù dù bù shì cháng shù， ér shì zài xiāng děng shí jiān nèi， xíng xīng yǔ tài yáng de lián xiàn suǒ sǎo guò de miàn jī xiāng děng。 zhè jiù shì xíng xīng yùn dòng dì 'èr dìng lǜ， yòu jiào“ miàn jī dìng lǜ”。
kāi pǔ lè yòu jīng guò 9 nián nǔ lì， zhǎo dào liǎo xíng xīng yùn dòng dì sān dìng lǜ： tài yáng xì nèi suǒ yòu xíng xīng gōng zhuǎn zhōu qī de píng fāng tóng xíng xīng guǐ dào bàn cháng jìng de lì fāng zhī bǐ wéi yī cháng shù， zhè yī dìng lǜ yě jiào“ tiáohé dìng lǜ”。 |
|
hòu lái， niú dùn lì yòng tā de dì 'èr dìng lǜ hé wàn yòu yǐn lì dìng lǜ， zài shù xué shàng yán gé dì zhèng míng kāi pǔ lè dìng lǜ ， yě ràng rén men liǎo jiě dāng zhōng de wù lǐ yì yì。 shì shí shàng， kāi pǔ lè dìng lǜ zhǐ shì yòng yú 'èr tǐ wèn tí， dàn shì tài yáng xì zhù yào de zhì liàng jí zhōng yú tài yáng， lái zì tài yáng de yǐn lì bǐ xíng xīng zhī jiān de yǐn lì yào dà dé duō， yīn cǐ xíng xīng guǐ dào wèn tí jìn sì yú 'èr tǐ wèn tí。
kāi pǔ lè fā xiàn de xíng xīng yùn dòng dìng lǜ gǎi biàn liǎo zhěng gè tiān wén xué， chè dǐ cuī huǐ liǎo tuō lè mì fù zá de yǔ zhòu tǐ xì， wán shàn bìng jiǎn huà liǎo gē bái ní de rì xīn shuō。
kāi pǔ lè dì sān dìng lǜ de xiū zhèng
kāi pǔ lè yán jiū suǒ gēn jù de zī liào dōushì píng ròu yǎn guān cè de， suí zhe wàng yuǎn jìng děng jīng mì yí qì de chū xiàn， fā xiàn kāi pǔ lè dìng lǜ zhǐ shì jìn sì de， xíng xīng shí jì de yùn dòng qíng kuàng yǔ kāi pǔ lè dìng lǜ yòu shǎo xǔ piān chā。 zào chéng zhè zhǒng qíng kuàng de yuán yīn shì： yóu yú tài yáng yě shòu dào xíng xīng de xī yǐn， tā yě yòu jiā sù dù， ér bìng bù shì jìng zhǐ de。 shí jì shàng tài yáng hé xǔ duō xíng xīng dū rào tā men de zhì xīn gè zì yǎn tuǒ yuán guǐ dào yùn dòng。 yīn cǐ xíng xīng tuǒ yuán guǐ dào bàn zhóu cháng（ píng jūn bàn jìng） sān cì fāng yǔ yùn xíng zhōu qī de 'èr cì fāng zhī bǐ yǐ bù zài shì cháng shù， kāi pǔ lè dì sān dìng lǜ yìng xiū zhèng wéi
R1^3 ╱ T1^2： R2^3╱ T2^2=(M+m1)╱ (M+m2)
qí zhōng R1 hé R2 shì xíng xīng de guǐ dào bàn zhóu cháng， M shì tài yáng de zhì liàng， T1、 T2 shì tā men de yùn xíng zhōu qī， m1、 m2 shì tā men de zhì liàng。
rú guǒ yào kǎo lǜ qí tā xíng xīng de xī yǐn， cǐ shí zhǐ néng yòng wēi rǎo fǎ jiě jué。 |
|
kaipule dingl □
kāi pǔ lè dìng lǜ
Kepler ’ slaws
dé guó tiān wén xué jiā J. kāi pǔ lè tí chū de guān yú xíng xīng yùn dòng de sān dà dìng lǜ。 dì yī hé dì 'èr dìng lǜ fā biǎo yú 1609 nián， shì kāi pǔ lè cóng tiān wén xué jiā dì gǔ guān cè huǒ xīng wèi zhì suǒ dé zī liào zhōng zǒng jié chū lái de； dì sān dìng lǜ fā biǎo yú 1619 nián。 zhè sān dà dìng lǜ yòu fēn bié chēng wéi tuǒ yuán dìng lǜ、 miàn jī dìng lǜ hé diào hé dìng lǜ。
① tuǒ yuán dìng lǜ suǒ yòu xíng xīng rào tài yáng de guǐ dào dōushì tuǒ yuán， tài yáng zài tuǒ yuán de yī gè jiāo diǎn shàng。
② miàn jī dìng lǜ xíng xīng hé tài yáng de lián xiàn zài xiāng děng de shí jiān jiàngé nèi sǎo guò xiāng děng de miàn jī。
③ tiáohé dìng lǜ suǒ yòu xíng xīng rào tài yáng yī zhōu de héng xīng shí jiān (□□ ) de píng fāng yǔ tā men guǐ dào cháng bàn zhóu (□□ ) de lì fāng chéng zhèng bǐ， jí
□。
cǐ hòu , xué zhě men bǎ dì yī dìng lǜ xiū gǎi chéng wéi : suǒ yòu xíng xīng（ hé huì xīng） de guǐ dào dū shǔ yú yuán zhuī qū xiàn， ér tài yáng zé zài tā men de yī gè jiāo diǎn shàng。 dì sān dìng lǜ zhǐ zài xíng xīng zhì liàng bǐ tài yáng zhì liàng xiǎo dé duō de qíng kuàng xià cái shì jīng què de。 rú guǒ kǎo lǜ dào xíng xīng yě xī yǐn tài yáng， zhè biàn shì yī gè 'èr tǐ wèn tí。 jīng guò xiū zhèng hòu de dì sān dìng lǜ de jīng què gōng shì wéi：
□ shì zhōng□□ hé□□ wéi liǎng gè xíng xīng de zhì liàng；□□ wéi tài yáng de zhì liàng。
（ huáng kè lěi）
|