Slide 1

Prawa Keplera
Wyk. Agata Niezgoda

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego


Slide 2

Od niemal początku świata ludzkość interesowało niebo. Próbowano
wyjaśniać pory roku, interesowano się Słońcem i innymi obiektami
znajdującymi się na niebie, próbowano odpowiedzieć na pytanie,
jak zbudowany jest Wszechświat.


Slide 3

Tales z Miletu
Odpowiedzi było dużo. Tales z Miletu
na przykład uważał, że Ziemia jest
spłaszczonym dyskiem, który
pływa po bezkresnym oceanie,
a wokół niego krąży Księżyc,
Słońce i pozostałe planety.
Wokół planet natomiast obraca się
sfera gwiazd.


Slide 4

Pitagoras
Pierwszym, który uważał że Ziemia jest
kulą był Pitagoras. Jego zdaniem
kulę ziemską otacza osiem
koncentrycznych, przezroczystych
sfer, na których znajdują się
gwiazdy.


Slide 5

Arystoteles
Kulistość Ziemi jako pierwszy uzasadnił
Arystoteles, na podstawie kształtu
cienia jaki rzucała Ziemia na tarczę
Księżyca podczas zaćmienia Księżyca.
Wg Arystotelesa Ziemia otoczona była
55 współśrodkowymi, przezroczystymi
sferami, z których ostatnia była sferą
gwiazd stałych, czyli gwiazd nie
zmieniających położenia na niebie.


Slide 6

Klaudiusz Ptolemeusz
Klaudiusz Ptolemeusz
natomiast uważał, że
środkiem świata jest Ziemia,
a wokół niej krążą: Księżyc,
Merkury, Wenus, Słońce,
Mars, Jowisz, Saturn a za
nimi znajduje się sfera
gwiazd stałych.
Schemat Układu Słonecznego wg Ptolemeusza


Slide 7

Wg Ptolemeusza Księżyc i Słońce obiegały
Ziemię po deferentach (deferent to
mimośrodowy okrąg, po którym porusza
się każde ciało niebieskie, np. Księżyc,
Słońce i gwiazdy, obiegając go w czasie
24 godzin. Wg Ptolemeusza każde ciało
niebieskie ma swój własny deferent,
a niektóre z nich (znane w starożytności
planety – Merkury, Wenus, Mars, Jowisz
i Saturn) dodatkowo w czasie swojej
drogi krążą po dodatkowych epicyklach,
których środki krążą po referentach).

kierunek ruchu planety

planeta

deferent

epicykl

Ruch ciał niebieskich wg Ptolemeusza

Źródło: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d6/Geocentric_system.svg/590px-Geocentric_system.svg.png


Slide 8

Teoria geocentrycza
Coraz dokładniejsze obserwacje planet obaliły teorię Ptolemeusza.
Teorie, które zakładały, że w centrum Wszechświata jest Ziemia
nazwane zostały teoriami geocentrycznymi (z gr. geo – Ziemia).
Teoria geocentryczna cieszyła się dużym powodzeniem ale nie
wszyscy byli jej zwolennikami. Heraklides z Pontu np. tłumaczył
zmiany pór dnia ruchem obrotowym Ziemi, a ruch pozostałych
planet był wg niego skutkiem ich obiegu wokół Słońca. Arystarch
z Samos natomiast przyjął, że ruch Słońca na niebie jest wynikiem
ruchu obrotowego Ziemi wokół własnej osi i wokół Słońca.


Slide 9

Rewolucja kopernikańska
Prawdziwa rewolucja nastąpiła w 1543
roku, kiedy to Mikołaj Kopernik
opublikował swoją pracę „De
Revolutionibus Orbium Coelestium”
(O obrotach sfer niebieskich).
Zawarł w niej teorię heliocentryczną
budowy Wszechświata (gr. helios Słońce), czyli Słońce w centrum,
wokół niego po orbitach kołowych
krążą planety, a cały układ zamyka
sfera gwiazd stałych.


Slide 10

Porównanie teorii geocentrycznej i heliocentrycznej

Źródło: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/14/Geoz_wb_en.jpg


Slide 11

Teoria Kopernika budziła wiele sprzeciwów, ale w miarę upływu
czasu zdobywała coraz więcej zwolenników. Wśród nich znajdował
się Galileusz, Tycho de Brahe czy Kepler.


Slide 12

Johannes Kepler kontynuował prace
Kopernika porównując wyniki
obserwacyjne z obliczeniami
teoretycznymi i okazało się, że teoria
Kopernika nie do końca była prawdziwa.
Wg obliczeń Keplera planety nie
poruszają się po okręgach ale po
elipsach, w których w jednym z ognisk
znajduje się Słońce.
Wyniki swoich badań Kepler sformułował
w trzech prawach.


Slide 13

I prawo Keplera
Planety krążą wokół Słońca po krzywych zamkniętych będących
elipsami, przy czym Słońce znajduje się w jednym z ognisk każdej
z tych elips.
planeta
promień
wodzący

aphelium

peryhelium
Słońce

Orbita planety krążącej wokół Słońca
Planety krążąc po elipsie wokół Słońca znajdują się od niego w różnych odległościach.
Gdy planeta znajduje się najbliżej Słońca mówimy, że osiągnęła peryhelium, a jak
najdalej to aphelium.


Slide 14

II prawo Keplera
Promień wodzący planety w jednakowych odstępach czasu zakreśla jednakowe
pola powierzchni.

Słońce

orbita planety

Z prawa tego wynika, że prędkość polowa planety jest stała, a jej prędkość liniowa
zmienia się wraz z położeniem planety względem Słońca. Największą szybkość ma
planeta w okolicy peryhelium, a najmniejszą w okolicach aphelium.


Slide 15

III prawo Keplera
Stosunek kwadratu okresu obiegu planety wokół Słońca T i trzeciej
potęgi średniej odległości planety od Słońca a jest wielkością stałą,
taką samą dla wszystkich ciał Układu Słonecznego:
T

2

a

3

 const


Slide 16

Bibliografia
 P. Walczak, G. F. Wojewoda, Fizyka i astronomia, cz. 1,
wyd. OPERON, Gdynia 2007


Slide 17

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!!