Геоцентрическая система мира. Система мира Птолемея

1.

1. Геоцентрическая система мира.
Система мира Птолемея.

2.

Первой
глобальной
естественнонаучной
революцией, было создание последовательного
учения о геоцентрической системе мира. Начало
этому учению положил еще древнегреческий
ученый Анаксимандр, создавший в 6-м в. до н.э.
довольно
стройную
систему
кольцевых
мироустроений.
Однако
последовательная
геоцентрическая система была разработана в 4-м в.
до н.э. величайшим ученым и философом
древности Аристотелем, а затем,
в 1-м в.
математически обоснована Птолемеем.

3.

Великий астроном и математик
Клавдий Птолемей сделал выбор в
пользу геоцентрической модели
Мира. Он пытался объяснить
устройство Вселенной с учетом
видимой
сложности
движения
планет. Птолемей считал Землю
шарообразной, а размеры ее
ничтожными по сравнению с
расстоянием до планет и тем более
звезд.
Птолемей, однако, вслед за
Аристотелем утверждал, что Земля неподвижный центр Вселенной.

4.

В основе геоцентрической системы мира Птолемея
лежат четыре утверждения:
1. Земля находится в центре Вселенной.
2. Земля неподвижна.
3. Все небесные тела движутся вокруг Земли.
4. Движение небесных тел происходит по
окружностям с постоянной скоростью, т. е.
равномерно.
Так как Птолемей считал Землю центром
Вселенной, его система мира была названа
геоцентрической. Вокруг земли, по утверждению
Птолемея, движутся (в порядке удаленности от
Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс,
Юпитер, Сатурн, звезды.

5.

6.

7.

Круг, по которому движется точка около Земли –
деферент.
Круг, описываемый
планетой вокруг
движущейся точки –
эпицикл.

8. 2. Теории Коперника Гелиоцентрическая система

2. ТЕОРИИ КОПЕРНИКА
ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКАЯ
СИСТЕМА

9. Николай Коперник

НИКОЛАЙ КОПЕРНИК
1473 – 1543гг.
Великий польский
астроном, создатель
гелиоцентрической
системы мира.

10. Теория Коперника

ТЕОРИЯ КОПЕРНИКА
Человек
воспринимает
движение небесных
тел так же, как и
перемещение
различных
предметов на Земле,
когда он сам
находится в
движении.

11. 1. Не существует единого центра для всех небесных орбит или сфер.

1. НЕ СУЩЕСТВУЕТ
ЕДИНОГО ЦЕНТРА ДЛЯ ВСЕХ
НЕБЕСНЫХ ОРБИТ ИЛИ
СФЕР.

12. 2. Центр Земли является не центром мира, а лишь центром тяготения Земли и лунной орбиты.

2. ЦЕНТР ЗЕМЛИ ЯВЛЯЕТСЯ
НЕ ЦЕНТРОМ МИРА, А ЛИШЬ
ЦЕНТРОМ ТЯГОТЕНИЯ
ЗЕМЛИ И ЛУННОЙ ОРБИТЫ.

13. 3. Все планеты движутся вокруг Солнца, как вокруг своего центра, вследствие чего Солнце является центром всего мира.

3. ВСЕ ПЛАНЕТЫ ДВИЖУТСЯ
ВОКРУГ СОЛНЦА, КАК ВОКРУГ
СВОЕГО ЦЕНТРА, ВСЛЕДСТВИЕ
ЧЕГО СОЛНЦЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЦЕНТРОМ
ВСЕГО МИРА.

14. 4. Всякое движение, замечаемое у небесной тверди, связано не с каким- либо движением самой тверди, а самой Земли.

4. ВСЯКОЕ ДВИЖЕНИЕ, ЗАМЕЧАЕМОЕ У НЕБЕСНОЙ
ТВЕРДИ, СВЯЗАНО НЕ С КАКИМ- ЛИБО ДВИЖЕНИЕМ
САМОЙ ТВЕРДИ, А САМОЙ
ЗЕМЛИ.
Земля же совершает в течение суток полный оборот вокруг
своих неизменных полюсов, в то время, как твердь
небесная и расположенное на ней небо, остаются
неподвижными.

15. 5. Кажущиеся прямые и попятные движения планет, обусловлены не их движениями, а движением Земли.

5. КАЖУЩИЕСЯ ПРЯМЫЕ И ПОПЯТНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ПЛАНЕТ,
ОБУСЛОВЛЕНЫ НЕ ИХ ДВИЖЕНИЯМИ, А ДВИЖЕНИЕМ ЗЕМЛИ.
Следовательно,
одного лишь движения
самой Земли достаточно для
объяснения многих кажущихся
неравномерностей на небе.

16. Периоды обращения планет

ПЕРИОДЫ ОБРАЩЕНИЯ ПЛАНЕТ
В ходе разработки гелиоцентрической системы строения мира Николай
Коперник к 1539 году получил формулы (уравнения синодического периода)
для расчета периодов обращения планет и впервые их вычислил.
для внутренних
для внешних

17.

Сидерический (T –звездный) –
промежуток времени в течение которого
планета совершает полный оборот
вокруг Солнца по своей орбите
относительно звезд.
Синодический (S) – промежуток
времени между двумя
последовательными одинаковыми
конфигурациями планеты.

18. Гелиоцентрическая система

ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Земля одновременно
движется и вокруг
своей оси, и вокруг
Солнца.

19.

20.

21.

22. Законы Кеплера

23.

Иоганн Кеплер
Николай
Коперник
Тихо Браге

24.

Тихо Браге
(1546-1601)
В результате
длительной обработки
многолетних
наблюдений датского
астронома Тихо Браге
немецкий астроном и
математик
Кеплер
эмпирически установил
три закона
планетарных
движений.
Иоганн Кеплер
(1571-1630)

25.

Первый закон
Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу,
в одном из фокусов которого находится Солнце.
Эксцентриситет - степень сходства эллипса с окружностью.
e - эксцентриситет эллипса.
c — расстояние от центра эллипса до его
фокуса (половина межфокусного расстояния),
При c=0 , и, следовательно, e=0 эллипс
превращается в окружность.

26.

27.

Определение расстояния от Солнца в афелии и
перигелии
raf a (1 e)
rp a (1 e)

28.

29.

Второй закон
Каждая планета движется в плоскости, проходящей через
центр Солнца, причём за равные промежутки времени
радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает
равные площади.
Вывод: планета движется вокруг Солнца неравномерно, имея в
перигелии большую линейную скорость, чем в афелии.

30.

Каждый год в начале января Земля, проходя через перигелий,
движется быстрее, поэтому видимое перемещение Солнца
по эклиптике к востоку также происходит быстрее, чем в
среднем за год. В начале июля Земля, проходя афелий, движется
медленнее, поэтому и перемещение Солнца по эклиптике
замедляется. Закон площадей указывает, что сила, управляющая
орбитальным движением планет, направлена к Солнцу.

31.

Вывод:
Движение планет согласуется с законом
сохранения полной механической энергии
Согласно закону сохранения энергии, полная механическая энергия
замкнутой системы тел, между которыми действуют силы тяготения,
остается неизменной при любых движениях тел этой системы. Поэтому
сумма кинетической и потенциальной энергий планеты, которая
движется вокруг Солнца, неизменна во всех точках орбиты и равна
полной энергии.
По мере приближения планеты к Солнцу возрастает ее скорость –
увеличивается кинетическая энергия, но вследствие уменьшения
расстояния до Солнца уменьшается энергия потенциальная.
У Марса вблизи перигелия скорость равна 26,5 км/с, а около афелия - 22
км/с.
У некоторых комет орбиты настолько вытянуты, что вблизи Солнца их
скорость доходит до 500 км/с, а в афелии снижается до 1 см/с.

32.

Третий закон
Квадраты периодов обращения планет вокруг
Солнца относятся как кубы больших
полуосей орбит планет.
T1 и T2— периоды обращения
двух планет вокруг Солнца.
2
3
a1 и a2 — длины больших
1
1
полуосей их орбит.
2
3
Утверждение справедливо также
2
2
для спутников.
T
T
a
a

33.

T ( М m1 )
a
T ( М m2 )
a
2
1
2
2
3
1
3
2
M — масса Солнца, а m1 и m2 — массы планет.
Вывод: Поскольку движение и масса связаны, эту комбинацию
гармонического закона Кеплера и закона тяготения Ньютона
используют для определения массы планет и спутников, если
известны их орбиты и орбитальные периоды.