开普勒
开普勒三大定律分别是什么时候学的
开普勒三大定律分别是什么时候学的
约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）是一位著名的德国天文学家和数学家，他在17世纪初提出了一系列关于行星运动规律的理论，其中最为著名的就是开普勒
三大定律。
这三大定律分别为开普勒第一定律、开普勒第二定律和开普勒第三定律。
下面将分别介绍这三大定律是在什么时候学的。
开普勒第一定律
开普勒第一定律又称椭圆轨道定律。
开普勒于1609年在他的著作《新天文学》中首次提出这一定律。
这一定律表明，每颗行星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
这一定律揭示了行星运动的基本轨道形状，是天文学史上的重大突破。
开普勒第二定律
开普勒第二定律又称面积速度定律。
开普勒在1618年的著作《行星运动的和谐》中提出了这一定律。
开普勒第二定律表明，太阳和行星之间的连线在相等时间内扫过的面积是相等的。
这意味着行星在远离太阳的轨道上运动较快，在靠近太阳的轨道上运动较慢，从而揭示了行星运动的速度规律。
开普勒第三定律
开普勒第三定律又称周期定律。
在1619年的著作《余数秘密》中，开普勒提
出了这一定律。
开普勒第三定律指出，行星绕太阳公转的周期的平方与它们到太阳的平均距离的立方成正比。
这一定律揭示了行星运动周期与轨道距离之间的定量关系，是开普勒三大定律中最为重要的一条。
总的来说，开普勒三大定律的提出为天文学和物理学领域的发展做出了重要贡献，深刻影响了后世的物理学家和天文学家，并成为日后高级的万有引力定律的奠基石。
开普勒三大定律定义
开普勒三大定律定义
开普勒的三大定律是描述行星运动规律的基本规律，分别为开普勒第一定律、开普勒第二定律和开普勒第三定律。
以下是这三大定律的定义：
1.开普勒第一定律（椭圆轨道定律）：
•定义：行星绕太阳的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
这意味着行星并非围绕太阳运行在一个完美
的圆形轨道上，而是在一个椭圆轨道上运动。
2.开普勒第二定律（面积定律）：
•定义：行星在相等时间内在其轨道上划过的面积是相等的。
这意味着当行星离太阳较远时，它在相同时间内会在
轨道上划过较大的面积，而当行星靠近太阳时，它在相同
时间内划过的面积较小。
3.开普勒第三定律（调和定律）：
•定义：行星轨道的半长轴与轨道公转周期的平方成正比。
数学表达式为T2∝a3，其中T是轨道公转周期，a是半
长轴的长度。
这意味着，离太阳较远的行星其公转周期较
长，而靠近太阳的行星其公转周期较短。
这三大定律是约翰·开普勒在17世纪初根据对天体观测数据的分析而提出的，为后来牛顿的引力定律的建立提供了基础。
这些定律对我们理解行星运动和宇宙的基本规律有着重要的贡献。
开普勒
约翰尼斯·开普勒约翰尼斯·开普勒约翰尼斯·开普勒(Johanns Ke-pler,1571—1630),杰出的德国天文学家，他发现了行星运动的三大定律，分别是轨道定律、面积定律和周期定律，这三大定律可分别描述为：所有行星分别是在大小不同的椭圆轨道上运行；在同样的时间里行星向径在轨道平面上所扫过的面积相等；行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比。
这三大定律最终使他赢得了“天空立法者”的美名。
为哥白尼的日心说提供了最可靠的证据，同时他对光学、数学也做出了重要的贡献，他是现代实验光学的奠基人。
简介行星运动定律的创立者约翰尼斯·开普勒于公元1571年出生在德国的威尔德斯达特镇，恰好是哥白尼发开普勒表《天球运行论》后的第二十八年。
哥白尼在这部伟大著作中提出了行星绕太阳而不是绕地球运转的学说。
开普勒就读于蒂宾根大学，1588年获得学士学位，三年后获得硕士学位。
当时大多数科学家拒不接受哥白尼的日心说。
在蒂宾根大学学习期间，他听到对日心学说所做的合乎逻辑的阐述，很快就相信了这一学说。
”编辑本段人物生平在蒂宾根大学毕业后，开普勒在格拉茨研究院当了几年教授。
在此期间完成了他的第一部天文学著作（1596年）。
虽然开普勒在该书中提出的学说完全错误，但却从中非常清楚地显露出他的数学才能和富有创见性的思想，于是伟大的天文学家第谷·布拉赫邀请他去布拉格附近的天文台给自己当助手。
开普勒接受了这一邀请，1600年1月加入了泰修的行列。
第谷翌年去世。
开普勒在这几个月来给人留下了非常美好的印象，不久圣罗马皇帝鲁道夫就委任他为接替第谷的皇家数学家。
开普勒在余生一直就任此职。
作为第谷·布拉赫的接班人，开普勒认真地研究了第谷多年对行星进行仔细观察所做的大量记录。
第谷是望远镜发明以前的最后一位伟大的天文学家，也是世界上前所未有的最仔细、最准确的观察家，因此他的记录具有十分重大的价值。
开普勒三大定律的由来是什么
开普勒三大定律的由来是什么
开普勒三大定律，是描述行星运动规律的基础理论。
这三大定律由德国天文学
家开普勒在16世纪末至17世纪初发现并总结，对于理解和预测行星运动的规律
具有重要意义。
那么，开普勒三大定律的由来是什么呢？
1. 第一定律
第一定律，也称作椭圆轨道定律，揭示了行星绕太阳运动的轨道形状。
开普勒
发现，行星轨道并非完全是圆形，而是椭圆形，并且太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。
这一发现对于当时关于地球位于宇宙中心的地心说提出了挑战，同时也开创了近代天文学的发展。
2. 第二定律
第二定律，也称为面积定律，描述了行星在其椭圆轨道上的运动速度如何变化。
开普勒发现，相同时间内，行星与太阳连线所扫过的面积相等。
也就是说，在近日点附近，行星运动速度较快，远离太阳的远日点处速度较慢。
这一发现深化了对行星运动规律的理解。
3. 第三定律
第三定律，也称为周期定律，揭示了行星公转周期与轨道半长径之间的关系。
开普勒发现，行星的公转周期的平方与轨道半长径的立方成正比。
这一定律表明，不同行星之间的运动规律存在严格的数学关联，为天体运动的研究提供了重要线索。
综合来看，开普勒三大定律的由来从开普勒通过观测数据总结出这三大规律开始。
通过精确的观测与数学分析，开普勒揭示了行星运动的基本规律，推动了天文学的发展，为后人提供了重要的理论基础。
这三大定律的发现，开创了近代天文学的新篇章，对于解释和预测行星运动提供了坚实的理论支持。
开普勒三大定律叫什么名字
开普勒三大定律的名称
开普勒三大定律，是描述行星运动规律的准确而简洁的定律。
这三大定律由德
国天文学家开普勒在16世纪提出，为后世天文学研究提供了重要理论基础。
开普
勒的三大定律分别是“椭圆轨道定律”、“面积速度定律”和“轨道周期定律”。
1. 椭圆轨道定律
椭圆轨道定律规定：行星绕太阳运行的轨道是椭圆形的，太阳处于椭圆的一个
焦点上。
这个定律的发现为当时人们对行星运动规律的认识提供了重要线索，揭
示了行星轨道不是完全圆形，而是椭圆形的事实。
2. 面积速度定律
面积速度定律表明：在相等的时间内，行星与太阳连线所扫过的面积是相等的。
这个定律说明了行星在不同位置的运动速度是不同的，当行星距太阳较远时，它
的运动速度会变慢，太阳连线所扫过的面积会增加，反之亦然。
3. 轨道周期定律
轨道周期定律描述了行星绕太阳公转的周期与其平均距离的三次方成正比。
换
句话说，离太阳较近的行星公转周期短，离太阳较远的行星公转周期长。
这个定
律揭示了行星轨道周期与距离的规律，并为后来牛顿的普遍引力定律提供了重要
的理论支持。
总之，开普勒三大定律提供了深刻而准确的描述行星运动规律的理论基础，为
后续天文学和物理学的发展奠定了基础。
通过深入研究这三大定律，我们可以更好地理解宇宙中天体的运动规律，探索宇宙的奥秘。
开普勒三大定律内容及公式表
开普勒三大定律内容及公式表一、开普勒第一定律（行星轨道定律）开普勒第一定律也被称为行星轨道定律，简单地表达为：行星绕太阳运行的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆的一个焦点上。
这意味着行星不是沿着圆形轨道运行，而是沿着一条椭圆形轨道运行。
离太阳较远的部分称为远日点，而椭圆的最近点称为近日点。
公式表达如下：a = semi-major axis of the orbitb = semi-minor axis of the orbita *b = constant二、开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律描述了行星在椭圆轨道上的运动速度和其位置之间的关系。
该定律指出，行星在相等时间内所扫过的面积是相等的。
也就是说，在相等时间内，行星在轨道上移动的速度是不断变化的，且与其距离太阳的距离有关。
公式表达如下：r = distance between the planet and the sunθ = angle swept out by the radius vectorr^2 * dθ/dt = constant三、开普勒第三定律（调和定律）开普勒第三定律描述了行星绕太阳转动的周期与其平均距离的立方之间的关系。
换句话说，一个行星平均到太阳的距离越远，它绕太阳一周所花费的时间越长。
公式表达如下：T = orbital period of the planeta = average distance between the planet and the sunT^2 = k * a^3以上就是开普勒三大定律的内容及公式表。
这些定律在描述行星运动的规律和轨道形状时具有重要的意义，为我们理解太阳系中天体的运动提供了有力的依据。
开普勒三大定律
开普勒三大定律
开普勒三大定律是德国天文学家约翰内斯·开普勒在17世纪初根据对丹麦天文学家第谷·布拉赫的天文观测数据进行分析后提出的，它们描述了行星围绕太阳运动的规律。
第一定律：椭圆轨道定律
开普勒的第一定律指出，所有行星围绕太阳的轨道都是椭圆形的，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。
这意味着行星与太阳之间的距离在运动过程中会发生变化，行星在靠近太阳的点（近日点）和远离太阳的点（远日点）之间移动。
第二定律：面积速度定律
开普勒的第二定律，也称为等面积定律，说明行星在轨道上移动时，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的。
这意味着行星在靠近太阳时移动速度更快，而在远离太阳时移动速度较慢。
第三定律：调和定律
开普勒的第三定律，也称为调和定律，表明行星绕太阳公转周期的平方与它到太阳的平均距离的立方成正比。
数学上可以表示为 \( T^2 \propto a^3 \)，其中 \( T \) 是行星的公转周期，\( a \) 是行星轨道的半长轴。
这个定律适用于所有行星，并且可以用来预测行星的运动周期或者计算它们到太阳的距离。
开普勒的三大定律不仅适用于太阳系内的行星，也适用于其他恒星系统内的行星运动，是天文学和物理学中非常重要的基本定律。
它们为后来的牛顿万有引力定律提供了重要的观测基础，牛顿的万有引力定律进一步解释了为什么行星会遵循开普勒定律。
开普勒定律的数学证明
开普勒定律的数学证明
开普勒定律的数学证明涉及物理学和天文学的知识，其核心内容是：
1.开普勒第一定律：描述了行星轨道的形状。
根据牛顿万有引力定律
和牛顿第二运动定律，可以推导出行星轨道是一个椭圆，其中恒星
位于椭圆的一个焦点。
2.开普勒第二定律：也称为面积速度守恒定律，它表明行星和恒星之
间的连线在相等时间内扫过相等的面积。
这一定律实际上是角动量
守恒的体现。
在数学上，可以得到表达式( r\dot{\theta}\hat{\bold symbol{\theta}}=\boldsymbol{C} )，其中( r ) 是行星到恒星的距离，( \dot{\theta} ) 是行星在轨道上的角速度，( \hat{\boldsymb ol{\theta}} ) 是垂直于轨道平面的单位向量，( \boldsymbol{C} )
是一个常数向量。
3.开普勒第三定律：揭示了行星轨道周期与其轨道半长轴之间的关
系。
通过牛顿万有引力定律和牛顿第二运动定律，可以推导出行星
轨道周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。
这些定律的数学证明通常涉及复杂的物理公式和数学推导，需要使用微积分、向量分析等数学工具，以及对牛顿运动定律和万有引力定律的深入理解。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
开普勒
开普勒（Johannes Kepler,1571～1630）德国天文学家、光学家。
1571年12月27日生于德国魏尔，父亲早年弃家出走，母亲脾气极坏。
他是七个月的早产儿，从小体弱多病，四岁时的天花在脸上留下疤痕，猩红热使眼睛睛受损，高度近视，一只手半残，又瘦又矮。
但他勤奋努力，智力过人，一直靠奖学金求学。
1587年进人蒂宾根大学学习神学与数学。
他是热心宣传哥白尼学说的天文学教授M。
麦斯特林的得意
门生，1591年取得硕士学位。
1594年，应奥地利南部格拉
兹的路德派高校之聘讲授数学。
1600年被聘请到布拉格近郊的邦拉基堡天文台，任第谷的助手。
1601年第谷去世后，开普勒继承了宫廷数学家的职位和第谷未完成的工作。
1612年移居到奥地利的林茨，继续研究天文学。
晚年生活极度贫困，1630年11月15日，年近花甲的他在索薪途中病逝于雷根斯堡。
开普勒在大学学习时就对托勒密和哥白尼体系进行了深人
的对比研究，并力求进一步找出宇宙中当时已知的六大行星与太阳之间可以体现“数的和谐”的规律。
1596年他的处女作《宇宙的神秘》出版，书中他利用正四面体、正方体、正八面体、正十二面体（12个五边形）、正二十面体（20个三角形）及六个球体嵌套起来，解释各行星的哥白尼轨道，其误差不超过5%。
这一纯粹几何型的宇宙构想虽然没有实际意
义，但他的数学才能和丰富的想象力，引起了第谷和伽利略的赞许。
开普勒对第谷交办的编制鲁道夫星表的任务，并不是机械地完成它，他自己在视力不强的条件下又做了不少观测工作，如1604年9月30日发现超新星爆发，并做了长达17个月
的观测，他把这次观测结果写人了1606年发表的《蛇夫足
下的新星》一文中.1607年观测到彗星即后来的哈雷彗星等，他将伽利略望远镜中的凹透镜目镜改为小凸透镜，后人称它为开普勒望远镜。
1611年出版《屈光学》一书阐述望远镜理论，还清晰地引人了光线概念，研究了大气折射，提出了在小角度情况下折射角与入射角成正比，提出了光的照度定律、视觉理论等等，这些不仅有利于积累与核实观测资料，也是光学发展的重要收获，笛卡儿曾说：“开普勒是我主要的光学老师，胜过所有他人”。
他在天文学研究中面对着如何从大量观测资料中确定行星
的准确几何轨道并找出用数学描述行星运动规律的问题。
为此，首先要确定地球的真实运动轨道。
他从太阳、地球、火星在一条直线上的时刻开始，经过687天火星绕日运行一周回到原处时，根据从地球上看到的太阳和火星的方向（相对于恒星这是可以知道的），就可以确定地球轨道上的一点。
处理几组每隔687天测得的数据，就可以准确地确定地球轨道的形状。
在继续找寻火星的轨道时，他在一年半时间里经过70多次艰巨的思索、计算，按照“匀速圆周运动”的传统思路反复比较了托勒密、哥白尼、第谷的理论路径与第谷的实测数据，提出各种偏心圆形轨道的设想方案，但是最好的结果误差仍达8角分之多。
而第谷的最大观测误差只有2角分。
他把这次艰苦的计算愉快地比喻为“征服与战胜火星的战斗”，他说“这个诡计多端的敌人出乎意料地扯断了我用方程式制
成的锁链”，使“我那些物理因素编成的部队倍受创伤”，它却“逃之夭夭。
”这8角分之差便导致了天文学的革新。
开普勒忠于实测数据，一丝不苟，以不屈不挠的精神，去找寻新的道路：只有放弃“圆形”“匀速”的传统观念，才能符合行星近日时快、远日时慢的观测事实。
醒悟到这一点对开普勒是很不容易的，他用下面的话表达了他把数学定律引入物理学、天文学的艰辛过程：
“考虑和计算这件事差不多弄得我发疯。
我实在不能明白为什么竟是椭圆？真是荒谬绝伦！难道解决直径的矛盾问题非得通过椭圆这条路不可吗？……通过推理得出的物理原则
必须和经验相吻合，除了承认行星的轨道是完全椭圆之外别无它途。
”
在上述工作的基础上，开普勒于1609年在《新天文学>一书中发表了他的第一、第二行星定律（椭圆轨道定律与等面积定律）。
但他仍不满足于此而继续寻求各行星之间轨道
参数的规律性，经过无数的试验──失败──再试验，在1619年出版的《宇宙的和谐》中他终于发现了第三定律（周期定律）。
这样，简明的数学结论终于代替了过去的复杂体
系模型，使哥白尼日心说取得了彻底的胜利。
开普勒通过数学规律和“鲁道夫星表”使宇宙体系获得了
一个有序的图景。
他还进一步寻求行星绕日体系的形成原因，提出磁力说。
他在《哥白尼天文学概论》（1618～1621）一
书中根据吉伯的地球是大磁体的观点，提出了自己的设想来解释行星绕日椭圆形轨道的物理原因：从太阳的“运动精灵”处发出轮辐式力线，由于太阳绕其轴自转，这些直的力线对各行星施加一种“推力”。
每个行星犹如一块大磁体，其磁轴在空中运行时始终不变，即太阳排斥其中一极而又吸引另一极。
他认为“重力是趋于结合或合并的同类物体之间的相互作用，类似于磁。
”这些对于万有引力与重力的物理性质的早期思考，推动了万有引力的研究。
开普勒的一生迭遭病魔、贫穷、宗教冲突和战争的困扰。
他是在苦难坎坷中努力奋斗终获成功的。
开普勒奋斗的动力是他对天文学真实规律的执著追求和坚韧不拔克服种种困难
的献身精神。
第谷遗留给他的准确丰富的观测资料和他自己从无数次的失败中找到的正确方法给他提供了成功的条件。